【正文】 任一瞬間的短路全電流 ik為短路電流周期分量 ip和非周期分量 inp之和。由圖 33所示短路全電流 ik的曲線可以看出，短路后經(jīng)過半個周期 ( s)， ik達到最大，這一瞬時電流即為短路沖擊電流 ish，即 (36) 或 (37) 式中， Ksh為短路電流沖擊系數(shù)，可用式 (38)來確定： (38) )e1(2n p (0 . 0 1 )p (0 . 0 1 )sh???????? IiiiIKi ??? 2shshΣsh e1e1LRK?????? ?第 3章 短路電流的計算 短路全電流 ik的最大有效值是指短路后第一個周期短路電流的有效值，稱為短路沖擊電流的有效值，用 Ish表示，可用下式來計算： 或 (39) 在高壓電路中發(fā)生三相短路時，一般可取 Ksh=，則有 ish=″ (310) Ish=″ (311) 在 1000 kVA 以下的電力變壓器的二次側(cè)及低壓電路中發(fā)生三相短路時，一般可取 Ksh=，則有 ish=″ (312) Ish=″ (313) 222n p ( 0 . 0 1 )2p ( 0 . 0 1 )sh )e2(?????????? IIiIIIKI ???? 2shsh )1－(21第 3章 短路電流的計算 5) 短路穩(wěn)態(tài)電流 短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流，稱為短路穩(wěn)態(tài)電流，其有效值用 I∞表示。但是電力系統(tǒng)在運行過程中難免會出現(xiàn)各種故障和不正常的工作狀態(tài)，特別是短路故障會使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞，甚至會使導體或電氣設備損壞，其后果是十分嚴重的。同時，為了選擇切除短路故障的開關電器、 整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。但是三相短路時的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。不對稱短路可按對稱分量法將不對稱的短路電流分解為對稱的正序、 負序和零序分量，然后按對稱量進行分析和計算，因此三相對稱短路是研究其他不對稱短路的基礎。 1. 短路計算公式 對無限大容量系統(tǒng)，三相短路電流周期分量的有效值可按式 (315)計算： (315) 式中， ZΣ、 RΣ、 XΣ分別為短路回路的總阻抗、 總電阻和總電抗值； UC為短路點的短路計算電壓。 2Σ2ΣCΣC( 3 )k3||3 XRUZUI???第 3章 短路電流的計算 在高壓電路的短路計算中，通常總電抗遠比總電阻大，所以一般只計電抗，不計電阻。若不計電阻，則三相短路電流周期分量的有效值為 (316) 三相短路容量為 (317) ΣC( 3 )k3 ZUI ?( 3 )kC( 3 )k 3 IUS ?第 3章 短路電流的計算 2. 供配電系統(tǒng)元件阻抗的計算 供電系統(tǒng)的元件阻抗主要包括電力系統(tǒng) (電源 )、電力變壓器和電力線路的阻抗。 第 3章 短路電流的計算 1) 電力系統(tǒng)的阻抗 電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說很小，可以不計。如果只有斷路器的開斷電流 IOC的數(shù)據(jù)，則其斷流容量 ， UN為斷路器的額定電壓。 RT可由變壓器的短路損耗 ΔPk來近似計算，即 (319) 式中， UC為短路點的短路計算電壓； SN為變壓器的額定容量； ΔPk為變壓器的短路損耗，其值可查閱有關手冊、產(chǎn)品樣本或本書附表 3。 XT可由變壓器的短路電壓 Uk%來近似計算，即 (320) 式中， Uk%為變壓器的短路電壓百分值，可查閱有關手冊、產(chǎn)品樣本或本書附表 3。 RWL可由導線或電纜的單位長度電阻 R0值求得，即 RWL=R0L (321) 式中， R0為導線或電纜的單位長度電阻，可查閱有關手冊、產(chǎn)品樣本或本書附表 16； L為線路長度。 XWL可由導線或電纜的單位長度電抗 X0值求得，即 XWL=X0L (322) 式中， X0為導線或電纜的單位長度電抗，可查閱有關手冊、產(chǎn)品樣本或本書附表 16； L為線路長度。 第 3章 短路電流的計算 第 3章 短路電流的計算 4) 電抗器的阻抗 由于電抗器的電阻很小，因此只需計算其電抗值，即 (323) 式中， XR%為電抗器的電抗百分值； UN為電抗器的額定電壓； IN為電抗器的額定電流。阻抗換算的公式為 (324) (325) 式中， R、 X和 UC為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計算電壓； R′、 X′和 為換算后元件的電阻、電抗和短路點的短路計算電壓。 2CU第 3章 短路電流的計算 3. 用歐姆法計算三相短路電流的步驟 (1) 繪制計算電路圖。 (2) 確定短路計算點。 (3) 繪出等效電路圖，并計算電路中各元件的阻抗。 第 3章 短路電流的計算 (4) 化簡等效電路，求出等效總阻抗。 (5) 計算短路電流和短路容量，并將計算結(jié)果列成表格。地區(qū)變電站出口斷路器的斷流容量為 300 MV試 計算該廠變電所 6 kV母線上 k1點短路和變壓器 380 V低壓母線上k2點短路的三相短路電流和短路容量。 第 3章 短路電流的計算 圖 34 例 31的短路計算電路 第 3章 短路電流的計算 (1) 求 k1點的三相短路電流和短路容量 (UC1= kV)。 電力系統(tǒng)的電抗： 由式 (318)可得 查表 31得 X0= Ω/km，故式 (322)可得電纜線路的電抗為 X 2=X0L= 4= Ω 畫出 k1點的等效電路圖，如圖 35(a)所示，其短路回路的總阻抗為 XΣ(k1)=X1+X2= Ω Ω 300 2OC2C1 ??? SUX第 3章 短路電流的計算 圖 35 例 31的短路等效電路圖 (歐姆法 ) 第 3章 短路電流的計算 ② 計算 k1點的三相短路電流和短路容量。 ① 計算短路回路中各元件的電抗及總電抗。由附表 3可查出該變壓器的 Uk%=， 畫出 k2點的等效電路圖，如圖 35(b)所示。 三相短路電流周期分量的有效值為 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流為 3 3)2Σ (kC2)3(k ???????XUI)3(k)3()3( ????? ? III第 3章 短路電流的計算 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值為 三相短路容量為 在工程設計說明書中，要列出短路計算表，如表 32所示。 1. 標幺值 任一物理量的標幺值 是它的實際值 A與所選定的基準值Ad的比值，即 (326) d*d AAA ?*dA第 3章 短路電流的計算 用標幺制法進行短路計算時，一般應先選定基準容量 Sd和基準電壓 Ud。A； 基準電壓通常取元件所在處的短路計算電壓，即 Ud=UC。A， Ud=UC，則電力系統(tǒng)電抗標幺值為 (329) 電力變壓器電抗標幺值為 (330) 電力線路電抗標幺值為 (331) 電抗器電抗標幺值為 (332) 由于各元件電抗均采用標幺值 (即相對值 )，與短路計算點的電壓無關，因此無需進行電壓換算，這也是標幺制法的優(yōu)點。 三相短路容量的計算公式為 *Σdd*)3(k)3(k IIIII ??)3(kI*ΣΣddΣCd)3(k*)3(k13 XXXIXUIII ????*Σd*ΣCdC)3(k)3(k33XSXUIUIS ???第 3章 短路電流的計算 【 例 32】 試用標幺制法計算例 31所示的供電系統(tǒng)中 k1及k2點的三相短路電流及短路容量。 取 Sd=100 MV ① 電力系統(tǒng)的電抗標幺值。查表 31， X0= Ω/km，由式 (331)得 ③ 電力變壓器的電抗標幺值。 A3 0 0 M VA1 0 0 M VOCd*1 ?????SSX0 . 8 1(6 . 3 k V )A1 0 0 M V4 k mm)(22C1d0*2 ?????? Ω / kUSLXXAkV800100A1 0 0 M V4 . 5100%Ndd*4*3 ????????SSUXX第 3章 短路電流的計算 圖 36 例 32的短路等效電路圖 (標幺制法 ) 第 3章 短路電流的計算 (3) 計算 k1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量。由式 (334)得 ③ 其他短路電流