23 1
短路电流计算
一、短路的原因、类型及后果
1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情
况。
2、短路的原因：
⑴ 元件损坏
如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵ 气象条件恶化
如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等.
⑶ 违规操作
如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷ 其他原因
如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型：
(3)(2)⑴ 基本形式: k—三相短路；k—两相短路；
k(1)—单相接地短路；k(1,1)—两相接地短路；
⑵ 对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路.
注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。
4、短路的危害后果
随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。
（1） 电动力效应
短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。
（2） 发热
短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。
（3） 故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备.
（4） 电压大幅下降，对用户影响很大.
（5） 如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电
厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。这是短路故障的最严重后果。
（6） 不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。
二、计算短路电流的目的及有关化简 1、短路计算的目的
a、选择电气设备的依据；
b、继电保护的设计和整定； c、电气主接线方案的确定；
d、进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响；
1
23 2
供配电系统三相短路电流计算
一、“无限大”电力系统
1. 定义：系统的容量S?∞,系统的内阻抗Z?0（R?0,x?0）. 2.“无限大”电力系统的特点：外电路电流变动时，其端口电压不变。
3．若系统阻抗不超过短路回路总阻抗的15%，则系统看作“无限大系统” 实用计算中，将配电网中的系统母线看作无限大容量系统。 等值电源内阻抗ZG?ZG1//ZG2//ZG3 二、供配电系统三相短路电流计算 1.三相短路电流 1）
R?ik?L?dik?Umsin(wt??ou)dt
＝
R?tUmUmik?sin(wt??ou??)?sin(?ou??)eLZZ则： ikp?inp
其中：?ou—短路时电源电压相位角(合闸相位角)
2）
??artgxRikpinp
—稳态分量，周期分量 —暂态分量，非周期分量
ikp的有效值
IKP?Um?IK2?Z
2.冲击短路电流ish--------短路电流最大瞬时值
2时，短路瞬间inp最大，则ik也最大 x?X??R,artg?0??,R2 又当时，即
当
RUm?Um?L?tik?sin(wt?)?eZ2Z
?ou????T?0.01si2当时，k最大。即：
R?0.01?0.01UmU?RUish??eL?2?(1?eL)ZZZ ＝2?IKP?Ksh
t?Ksh冲击系数，Ksh?1?e?0.01Ta ，
1?Ksh?2
一般:高压网中，Ta＝0.05S时，则Ksh＝1.8
当短路发生在单机容量为12MW及以上的发电机母线上时，短路冲击系数取1.9
iimp?2KimpIkt?2.69Ikt2
23 3
Ta?0.1,Ksh?1.9
当短路发生在高压电网的其他各点时，短路冲击系数取1.8 在380/220V低压网中，短路冲击系数取1.3 3、冲击短路电流的有效值 近似认为：
iimp?2KimpIkt?2.55Iktiimp?2KimpIkt?1.84Ikt
22Ikt?Ikp?Inp则：Ikt?IKP?1?2(e?tTa)2
冲击电流全电流有效值：
Ish?IKP?1?2(Ksh?1)2短路冲击系数取1.9时 短路冲击系数取1.8时 短路冲击系数取1.3时
4、三相短路电流公式：
Iimp?1.62IktIimp?1.51IktIimp?1.09Ikt
在K点发生三相短路时，如短路回路的阻抗R，X以?表示，则三相短路电流的有效值为
(3)av k22
I?U/3R?XEva－短路点所在线路的平均电压，V R，X－短路回路的总电阻和总电抗，? 。 5、两相短路电流公式
3
23 4
在K点发生两相短路时，如短路回路的阻抗R,X以?表示，则两相短路电流为：
(2)Ik?
UB?UCUBCUav3UA3(3)????Ik
R?jX?R?jX2(R?jX)2R2?X22R2?X2式中： Uav短路点所在线路的平均电压
对高压供系统，电阻可以忽略，则有 I(2)k?Uav
2X6、运行方式
“运行方式”是指由于电力系统各开关状态不同，造成短路回路阻抗的变化，分为最大运行方式和最小运行方式两种。
前者用以计算可能出现的最大短路电流，作为选择电气设备的依据；后者用以计算可能出现的最小短路电流，作为校验继电保护装置动作性能的依据。
最大运行方式实际是将供电系统中的双回路电力线路和并联的变压器均按并列运行处理，从而得到由短路点至系统电源的总阻抗最小，短路电流最大。
同理，最小运行方式按实际可能的单列系统供电，阻抗最大，短路电流最小。
标幺值法计算短路电流
一、标么值的定义
标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即
标幺值?实际有名值（任意单位）基值（与实际值同单位）可见标么值是一个无单位的比值，而且，对同一个实际值，
当所算的基值不同时其标幺
值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”。 二、标么值的转换
计算短路电流时常涉及四个电气量，即电压U、电流I、功率S和电抗X。四量之间有欧姆定律和功率方程联相系，即U?3IX和S?3UI。
用标幺值计算时，首先要选取四个电气量的基准值。这四个电气量的基准值可以任意选取，但应满足欧姆定律和功率方程式，即
UB?3IBXB （1）
SB?3IBUB (2)
4
2