供电工程(电气)变电所短路电流计算总结 2

1、Saturday, November 20, 2021短路电流计算:步骤如下1。建立电力系统 220kV 66kv n12kV15公里0.4欧姆/公里L2L1L3L48公里12公里7公里6公里B1=3150MVAB2=8000MVA系统图Saturday, November 20, 2021电力系统的运行方式n电力系统运行方式是指系统中投入运行的发电，变电，输电，用电力系统运行方式是指系统中投入运行的发电，变电，输电，用电的设备的多少以及他们之间相互连接的情况。不同计算目的，电的设备的多少以及他们之间相互连接的情况。不同计算目的，采用的计算条件不同。采用的计算条件不同。n最大运行方式：被保护线

2、路末端发生短路时，系统阻抗最小，而最大运行方式：被保护线路末端发生短路时，系统阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。n最小运行方式：同短路条件下，系统阻抗最大，而通过保护装置最小运行方式：同短路条件下，系统阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。系统等值阻抗的大小与投入运行的短路电流为最小的运行方式。系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少有关。的电气设备及线路的多少有关。n计算短路电流时采用的接线方式，应为导体和电器装设处所发生计算短路电流时采用的接线方式，应为导体和电器装设处所发生的最大短路电流的正常接线方式不考虑

3、短时的变换接线方式（如的最大短路电流的正常接线方式不考虑短时的变换接线方式（如经常不并列运行而仅在切换过程中并列的个段母线）。此外，还经常不并列运行而仅在切换过程中并列的个段母线）。此外，还应考虑到系统容量的发展及本工程的规划容量。应考虑到系统容量的发展及本工程的规划容量。Saturday, November 20, 2021步骤2 绘制系统阻抗图所需要确定的条件 ：1，系统阻抗Xmax :最大运行方式下最小阻抗 系统阻抗Xmin :最小运行方式下最大阻抗2, SjSB=?3，输电线路公里数4，变压器容量5，馈电线路长度Saturday, November 20, 2021基准值的选取标么值法

4、按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sj和基准电压和基准电压Uj。基准容量，工程设计中通常取基准容量，工程设计中通常取基准电流基准电流 基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取 1.05javNUUU100jSMVA33jjjjavSSIUU基准电抗基准电抗 23javjjjUUXSISaturday, November 20, 2021步骤2先求各元件电抗标么值二、供电系统各元件电抗标幺值二、供电系统各元件电抗标幺值 1 1）电力系统的电抗标幺值）电力系统的电抗标幺

5、值22*javavSSjkjkSUUXXXSSSS Sk k为为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值式中，式中， L L为线路长度，为线路长度，x x0 0为线路单位长度的电抗，可查手册。为线路单位长度的电抗，可查手册。*0202jWLWLjavavjSXx LXx LXUUSSaturday, November 20, 2021 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值2.3%() 100() 100NTN TTkN TN TI XSXuUU2.%100kN TTN TuUXS因为因为

6、 所以所以 2.*.2%100100kN TjkN TTTjavN TjuUSuSXXXUSS标幺值标幺值 短路电路中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路短路电路中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简求总电抗标么值。图进行电路化简求总电抗标么值。Saturday, November 20, 2021步骤2 ：绘制系统阻抗图：n阻抗图:n XB1* B1*n n XL* B2*n Xmax* 0.2164n Xmin* 0.5121n XL1* *n XL2* *n XL3* *n XL4* *nd1nd2nd3nd4nd5nd6n XB2* B2*Sa

7、turday, November 20, 2021步骤3 算那些短路电流？n系统运行方式 短路计算点 阻抗标么值 I” Ich ich I I(2)n最大运行方式 d1n d2n d3n d4n d5n d6n最小运行方式 d1n d2n d3n d4n d5n d6电器设备选择继电保护整定n灵n敏n度n较n验Saturday, November 20, 2021参数解释nI”(I“z)-次暂态短路电流（即三相短路电流周期分量第一周期有效值），用来做继电保护整定和校验断路器额定断流容量；nIch-三相短路电流第一周期全电流有效值，用来校验电器和母线的动稳定以及断路器的额定断流容量Saturda

8、y, November 20, 2021参数解释nich-三相短路冲击电流（即三相短路电流第一周期全电流峰值），用来校验电器和母线的动稳定；nI-三相短路电流稳态有效值，用来校验电器和载流部分的热稳定，本章为I IZ4;n无穷大容量系统认为I IZt I”Saturday, November 20, 2021参数解释nS”Z-次暂态三相短路容量，用来校验断路器的遮断容量；nS-稳态三相短路容量，用来校验电器和载流部分的热稳定；n通常我们令I”= I 则有S”Z SSaturday, November 20, 2021步骤3 计算过程nId1”= Id1*”*Ij = 1/(Xmax*+Xl*)

9、nId1”= Id1*”*Ij = 1/(Xmin*+Xl*)nId2”=Id2*”*Ij =1/(Xmax*+Xl*+XB1*/XB2*)*Ij nId2”= Id1*”*Ij = 1/(Xmin*+Xl*+ XB1*)n同理可得到d3,d4,d5,d6点的短路电流值nIch=1.52*I”nIch=2.55*I”nI=I”(无穷大容量系统I*=S*=1/x*)nS*= , X*=认为I”不衰减Saturday, November 20, 2021第一节第一节 概概 述述一、短路及其原因、后果一、短路及其原因、后果 短路是指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间短路是指供电系统

10、中不同电位的导电部分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。发生的低阻性短接。 造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏，其次是人员误造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏，其次是人员误操作、鸟兽危害等。操作、鸟兽危害等。 在供电系统中发生短路故障后，短路电流往往要比正常负荷电流大许在供电系统中发生短路故障后，短路电流往往要比正常负荷电流大许多倍，有时高达几十万安培。多倍，有时高达几十万安培。 当它通过电气设备时，温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；同时产当它通过电气设备时，温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；同时产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；短路会使系统电压骤降，影生

11、的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性；短路还会响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性；短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会产生较强的不平衡交变磁场，对通信造成停电；不对称短路的短路电流会产生较强的不平衡交变磁场，对通信和电子设备等产生电磁干扰等。和电子设备等产生电磁干扰等。二、短路的类型二、短路的类型 在供电系统中，短路的基本类型有三相短路在供电系统中，短路的基本类型有三相短路(a)(a)、两相短路、两相短路(b)(b)、单相、单相短路短路(c,d)(c,d)和两相接地短路和两相接地短路(e,f

12、)(e,f)。 IkIkIka)C电源0BA(3)k负荷(3)(3)(3)电源0b)CIkBAIk(2)k负荷(2)(2)续上页续上页负荷0c)C(1)kIk(1)电源BA负荷0d)NC(1)kIk(1)电源BA(1,1)e)CkI0电源ABkI(1,1)k(1,1)负荷(1,1)f)CkIkIA0电源kIB(1,1)负荷(1,1)k k 进行短路计算的目的是正确选择和检验电气设备及其保护装置。三相短进行短路计算的目的是正确选择和检验电气设备及其保护装置。三相短路电流是选择和检验电气设备的基本依据。另外还要用到不对称短路的短路路电流是选择和检验电气设备的基本依据。另外还要用到不对称短路的短路电

13、流、短路冲击电流、稳态短路电流等。电流、短路冲击电流、稳态短路电流等。三、计算短路电流的目的Saturday, November 20, 2021第二节第二节 无限大容量电源供电系统无限大容量电源供电系统 的短路过程分析的短路过程分析一、无限大容量电源供电系统的概念一、无限大容量电源供电系统的概念 无限大容量电源，就是指电源内阻抗为零，供电容量相对于用户负无限大容量电源，就是指电源内阻抗为零，供电容量相对于用户负荷容量大得多的电力系统，不管用户的负荷如何变动甚致发生短路时，荷容量大得多的电力系统，不管用户的负荷如何变动甚致发生短路时，电源内部均不产生压降，电源母线上的输出电压均维持不变。电源内

14、部均不产生压降，电源母线上的输出电压均维持不变。 二、短路过程的简单分析二、短路过程的简单分析GQ电源(3)ka)RLXLRXRXGikb)u续上页续上页等效电路的电压方程为等效电路的电压方程为 sinkkmtdiR iLUtd解之得解之得, ,短路电流为短路电流为sin()(sinsin)f itTkzmkzmkmiItIIesin()f itTkzmkiItCesinsinzmkmCII则则得短路电流得短路电流zfiii 当当t t0 0时，由于短路电路存在着电感，因此电流不会突变，时，由于短路电路存在着电感，因此电流不会突变，即即ik0=i0 ，可求得积分常数，即可求得积分常数，即sin

15、mI式中，式中，iz为短路电流周期分量为短路电流周期分量; ; ifi为短路电流非周期分量。为短路电流非周期分量。短路前负荷电流为短路前负荷电流为sin()miIt续上页续上页ifi(0)i正常运行状态0.01siz(0)i0O暂态稳态t(t)ikuishi,uu2Iizifi 无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图：如下图：三、有关短路的物理量三、有关短路的物理量 短路电流周期分量短路电流周期分量iz 短路电流非周期分量短路电流非周期分量ifi 短路全电流短路全电流ik.t 短路冲击电流短路冲击电流ish 短路稳态电流短路稳态电流I s

16、in()zzmkiIt2f if ittTTf izmziI eI ekzfiiii22.k tzfi tIIi0.01(0.01)(0.01)2(1)f iTshzfiziiiIe2shshzikI短路冲击电流有效值短路冲击电流有效值Ish 0.012222(0.01)(0.01)( 2)f iTshzfizzIIIII e212(1)shshzIkII= Iz.t = Iz .0f izmiISaturday, November 20, 2021第三节第三节 无限大容量电源条件下无限大容量电源条件下 短路电流的计算方法短路电流的计算方法一、一、标幺值法标幺值法 在无限大容量电源供电系统中发

17、生三相短路时，短路电流的周期分在无限大容量电源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值量的幅值和和有效值是不变的。有效值是不变的。 (3)223 |3avavzUUIZRX(3)3avzUIX在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故1.05avNUU*jAAA按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sj和基准电压和基准电压Uj。标幺值标幺值续上页续上页基准容量，工程设计中通常取基准容量，工程设计中通常取基准电流基准电流 二、供电系统各元件电抗标幺值二、供电系统各元件电抗标幺

18、值 1 1）电力系统的电抗标幺值）电力系统的电抗标幺值基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压为基准电压，即取 1.05javNUUU100jSMVA33jjjjavSSIUU基准电抗基准电抗 23javjjjUUXSI22*javavSSjkjkSUUXXXSSSS Sk k为为电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量。 续上页续上页 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值式中，式中， L L为线路长度，为线路长度，x x0 0为线路单位长度的电抗，可查手册。为线路单位长度的电抗，可查手

19、册。*0202jWLWLjavavjSXx LXx LXUUS 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值2.3%() 100() 100NTN TTkN TN TI XSXuUU2.%100kN TTN TuUXS因为因为 所以所以 2.*.2%100100kN TjkN TTTjavN TjuUSuSXXXUSS标幺值标幺值 短路电路中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路短路电路中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简求总电抗标么值。图进行电路化简求总电抗标么值。三、三相短路电流的计算三、三相短路电流的计算无限大容量系统三相短路周期分量有效

20、值的标么值按下式计算无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算: : 2(3)(3)*133javavzzjjjSUUIIIS XXXU由此可得三相短路电流周期分量有效值：由此可得三相短路电流周期分量有效值： (3)(3)*jzzjIIIIX其他其他短路电流：短路电流： (3)(3)zII2.551.51shzshziIII1.841.09shzshziIII三相三相短路短路容量容量： (3)(3)*33avjjkavzU ISSU IXX（对高压系统）（对高压系统）（对低压系统）（对低压系统） 某厂一某厂一10/0.4kV10/0.4kV车间变电所装有一台车间变电所装有一台S9S

21、9800800型变压器（型变压器（u uk k%=5%=5），由厂，由厂10kV10kV高压配电所通过一条长高压配电所通过一条长0.5km0.5km的的10kV10kV电缆（电缆（x x0 00.08/km0.08/km）供）供电。已知高压配电所电。已知高压配电所10kV10kV母线母线k-1k-1点三相短路容量为点三相短路容量为52MVA52MVA，试计算该车间，试计算该车间变电所变电所380V380V母线母线k-2k-2点发生三相短路时的短路电流。点发生三相短路时的短路电流。 例题1100,0.4jjSMVAUkV10030.4144.34jMVAIkVkA解：1.1.确定基准值确定基准值

22、 S9-800电缆线 0.5km10kVk-10.38kVk-2G电源2.2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 1）电力系统的电抗标幺值）电力系统的电抗标幺值*11001.9252jkSMVAXSMVA续上页续上页 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值*202211000.08(/) 0.50.036(10.5)javSMVAXx LkmkmUkV 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值3*34%5100106.25100100800jkN TSukVAXXSkVA3求求k-2点的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量点

23、的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量 1）总电抗标么值）总电抗标么值 (2)1231.920.0366.258.206kXXXX2) 三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值(3)22(2)144.3417.588.206jkkIkAIkAX3) 其他三相短路电流其他三相短路电流 (3)(3)(3)(3)221.84 17.5832.351.09 17.5819.1617.58shshkkikAkAIkAkAIIkA 某供电系统如图所示。己知电力系统出口处的短路容量为某供电系统如图所示。己知电力系统出口处的短路容量为S Sk k=250MVA=250MVA，试求工厂变电所，

24、试求工厂变电所10kV10kV母线上母线上k k-1-1点短路和两台变压器并联运行、分列运点短路和两台变压器并联运行、分列运行两种情况下低压行两种情况下低压380V380V母线上母线上k k-2-2点短路的三相短路电流和短路容量。点短路的三相短路电流和短路容量。Q电源架空线 5km10kVSkG0.38kV10kVk-2S9-1000k-1S9-1000例题212100,10.5,0.4jjjSMVAUkVUkV111005.5033 10.5jjjSMVAIkAUkV2100144.3430.4jMVAIkAkV解：1.1.确定基准值确定基准值 续上页续上页2.2.计算短路电路中各主要元件的

25、电抗标幺值计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 1）电力系统的电抗标幺值）电力系统的电抗标幺值*11000.4250jkSMVAXSMVA 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值*202211000.35(/) 51.59(10.5)javSMVAXx LkmkmUkV 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值3*34%51001051001001000jkN TSukVAXXSkVAX11*X2*2X3*3*X44k-1k-2续上页续上页3 3. 求求k k-1-1点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量1）总

26、电抗标么值）总电抗标么值*(1)120.4 1.591.99kXXX2）三相短路电流周期分量有效值）三相短路电流周期分量有效值(3)*11(1)/5.50/1.992.76kjkIIXkAkA3）其他三相短路电流）其他三相短路电流 (3)(3)(3)(3)112.55 2.767.041.51 2.764.172.76shshkkikAkAIkAkAIIkA 4）三相短路容量）三相短路容量 (3)1(1)/100/1.9950.3kjkSSXMVAMVA续上页续上页4求求k-2点的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量点的短路电路总电抗标么值三相短路电流的短路容量 两台变压器并联运行情况下

27、：两台变压器并联运行情况下： 1）总电抗标么值）总电抗标么值 (2)12345/0.4 1.594.492kXXXXX2) 三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值(3)22(2)144.3432.144.49jkkIkAIkAX3) 其他三相短路电流其他三相短路电流 (3)2(2)/100/4.4922.27kjkSSXMVAMVA4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)(3)(3)221.84 32.1459.141.09 32.1435.0332.14shshkkikAkAIkAkAIIkA 续上页续上页两台变压器分列运行情况下：两台变压器分列运行情况下： 1）总电抗标么

28、值）总电抗标么值 (2)1230.4 1.5956.99kXXXX2) 三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值(3)22(2)144.3420.656.99jkkIkAIkAX3) 其他三相短路电流其他三相短路电流 (3)2(2)/100/6.9914.31kjkSSXMVAMVA4） 三相短路容量三相短路容量 (3)(3)(3)(3)221.84 20.6538.001.09 20.6522.5120.65shshkkikAkAIkAkAIIkA 四、两相短路电流的估算 (2)2avzUIX两相短路电流两相短路电流 XRQ电源GIkkXLRLUav而三相短路电流而三相短路电流

29、(3)3avzUIX所以所以 (2)(3)(3)30.8662zzzIIISaturday, November 20, 2021第四节第四节 低压电网中短路电流的计算低压电网中短路电流的计算一、低压电网短路计算的特点 1 1、配电变压器一次侧可以作为无穷大容量电源供电来考虑；、配电变压器一次侧可以作为无穷大容量电源供电来考虑；2 2、电阻值较大，电抗值较小；、电阻值较大，电抗值较小；3 3、低压系统元件的电阻多以毫欧计，因此用有名值法比较方便。、低压系统元件的电阻多以毫欧计，因此用有名值法比较方便。4 4、因低压系统的非周期分量衰减快，、因低压系统的非周期分量衰减快，k kshsh值在值在1

30、11.31.3范围范围。 二、三相短路电流的计算二、三相短路电流的计算 (3)223 ()avzUIRX400avUV 电源至短路点的总阻抗包括变压器高压侧系统、变压器、低压母电源至短路点的总阻抗包括变压器高压侧系统、变压器、低压母线及配电线路等元件的阻抗；开关电器及导线等接触电阻可忽略不计。线及配电线路等元件的阻抗；开关电器及导线等接触电阻可忽略不计。 续上页续上页1 1高压侧系统的阻抗高压侧系统的阻抗2310avSkUZS3 3母线及电缆的阻抗，其单位长度值可查母线及电缆的阻抗，其单位长度值可查手册手册。 0.995SSXZ0.1SSRX2 2变压器的阻抗变压器的阻抗22.kavTN TP

31、URS2.%100kavTN TuUZS22TTTXZRm应计及的电阻、电抗（单位均为应计及的电阻、电抗（单位均为 ）有）有 归算到低压侧的高压系统阻抗可按下式计算：归算到低压侧的高压系统阻抗可按下式计算： 400avUV归算到低压侧的归算到低压侧的变压器变压器阻抗可按下式计算：阻抗可按下式计算： 400avUV三、单相短路电流的计算 根据对称分量法，单相根据对称分量法，单相短路电流为短路电流为(1)1203zUIZZZ(1)220.000.00220()()zSTWSTWVIRRRXXX 工程计算公式为工程计算公式为高压系统的高压系统的相零电阻相零电阻变压器的相变压器的相零电阻零电阻母线及电

32、缆的母线及电缆的相零电阻相零电阻负荷0d)NC(1)kIk(1)电源BA正序阻抗正序阻抗负序阻抗负序阻抗零序阻抗零序阻抗低压侧低压侧单相短路电流的大小与变压器单相短路时的相零阻抗密切相关。单相短路电流的大小与变压器单相短路时的相零阻抗密切相关。各元件的相零电阻与电抗值可通过计算或查有关设计手册。各元件的相零电阻与电抗值可通过计算或查有关设计手册。 某用户某用户10/0.38kV变电所的变压器为变电所的变压器为SCB10-1000/10型，型，Dyn11联结，联结，已知变压器高压侧短路容量为已知变压器高压侧短路容量为150MVA，其低压配电网络短路计算电路如，其低压配电网络短路计算电路如图所示。

33、求短路点图所示。求短路点k-1处的三相和单相短路电流。处的三相和单相短路电流。例题3 解：1 1、计算有关电路、计算有关电路元件的阻抗元件的阻抗 0.38kV10kVk-2YJV-395+250电缆线WL L=50m 母线WB L=6mTMY-3(10010)+808SCB10-1000/10Skk-1 1) 1)高压系统高压系统阻阻抗（归算抗（归算到到400V400V侧）侧） 232310(400 )101.07150avSkUZSVmMVA0.9950.995 1.071.065SSXZmm 0.10.106SSRXm续上页续上页020.713SSXXm 相零阻抗相零阻抗( (Dyn11D

34、yn11联接联接) ) 020.0713SSRRm 2 2）变压器的阻抗（）变压器的阻抗（归算到低压侧归算到低压侧）22.%6 (400 )9.6100100 1000kavTN TuUVZmSkVA2222.7.09(400 )1.134(1000)kavTN TPUkWVRmSkVA22229.61.1349.533TTTXZRmm 因零序电流不能在高压侧流通，故因零序电流不能在高压侧流通，故高压侧系统的高压侧系统的相零阻抗按每相相零阻抗按每相阻阻抗值的抗值的2/32/3计算计算，即，即 01.134TTRRm 09.533TTXXm 续上页续上页0.18161.086WBXxLmmmm2

35、 2. .三相短路回路总阻抗三相短路回路总阻抗及及三相短路电流三相短路电流 0.02560.15WBRrLmmmm相零阻抗为相零阻抗为 000.38062.280WBXxLmmmm 000.056/60.336WBRrLmmmm (0.106 1.1340.15)1.39STWBRRRRmm 3) 3) 母线的阻抗母线的阻抗 (3)222240019.633 ()3 (1.3911.684 )avkUVIkARXm(1.0659.533 1.086)11.684STWBXXXXmm 续上页续上页0000(0.71+9.533+2.280)=12.523STWBXXXXmm 0000(0.071

36、+1.134+0.336)=1.541STWBRRRRmm 3. 3.单相短路回路总相零阻抗及单相短路电流单相短路回路总相零阻抗及单相短路电流 (1)22220022017.431.54112.523kUVIkARXm单相短路电流为单相短路电流为 单相短路回路总相零电抗为单相短路回路总相零电抗为单相短路回路总相零电阻为单相短路回路总相零电阻为Saturday, November 20, 2021第五节第五节 短路电流的效应短路电流的效应一、短路电流的力效应一、短路电流的力效应 强大的短路电流通过电气设备和导体，将产生很大的电动力，即电强大的短路电流通过电气设备和导体，将产生很大的电动力，即电动

37、力效应，可能使电气设备和导体受到破坏或产生永久性变形。动力效应，可能使电气设备和导体受到破坏或产生永久性变形。 短路电流产生的热量，会造成电气设备和导体温度迅速升高，即热短路电流产生的热量，会造成电气设备和导体温度迅速升高，即热效应，可能使电气设备和导体绝缘强度降低，加速绝缘老化甚至损坏。效应，可能使电气设备和导体绝缘强度降低，加速绝缘老化甚至损坏。 为了正确选择电气设备和导体，保证在短路情况下也不损坏，必须为了正确选择电气设备和导体，保证在短路情况下也不损坏，必须校验其动稳定和热稳定。校验其动稳定和热稳定。 对于两根平行导体，通过电流分别为对于两根平行导体，通过电流分别为i i1 1和和i

38、i2 2，其相互间的作用力，其相互间的作用力F F( (单单位位 N N）可用下面公式来计算：）可用下面公式来计算： 721 2210flFk i iN Aa 在三相系统中，当三相导体在同一平面平行布置时，受力最大的是在三相系统中，当三相导体在同一平面平行布置时，受力最大的是中间相。当发生三相短路故障时，短路电流冲击值通过导体中间相所产中间相。当发生三相短路故障时，短路电流冲击值通过导体中间相所产生的最大电动力为：生的最大电动力为：(3)272max310fshlFk iN Aa续上页续上页二、二、短路点附近交流电动机的反馈冲击电流影响短路点附近交流电动机的反馈冲击电流影响 当短路点附近所接交

39、流电动机的额定电流之和超过短路电流的当短路点附近所接交流电动机的额定电流之和超过短路电流的1%1%时，时，按按GB50054-95GB50054-95低压配电设计规范低压配电设计规范规定，应计入电动机反馈电流的影响。规定，应计入电动机反馈电流的影响。 Q电源Gkishish.MM 载流导体和电气设备承受短路电流作用时满足力稳定的条件是载流导体和电气设备承受短路电流作用时满足力稳定的条件是(3)maxalFF 当交流电动机进线端发生三相短路时，它反馈的最大短路电流瞬时当交流电动机进线端发生三相短路时，它反馈的最大短路电流瞬时值（即电动机反馈冲击电流）可按下式计算值（即电动机反馈冲击电流）可按下式

40、计算： .2()Msh MSh MN MMEikIX续上页续上页 由于交流电动机在外电路短路后很快受到制动，因此它产生的反馈电由于交流电动机在外电路短路后很快受到制动，因此它产生的反馈电流衰减很快，所以只有在考虑短路冲击电流的影响时，才流衰减很快，所以只有在考虑短路冲击电流的影响时，才需要需要计入电动机计入电动机的反馈电流。的反馈电流。此时短路点的短路冲击电流为此时短路点的短路冲击电流为 .shshsh Miii三、短路电流的热效应（一）短路时导体的发热（一）短路时导体的发热 在线路发生短路时，强大在线路发生短路时，强大的短路电流将使导体温度迅速的短路电流将使导体温度迅速升高。升高。 Ot0t

41、12tLk短路前后导体的温度变化短路前后导体的温度变化续上页续上页在实际短路时间在实际短路时间t tk k内内, ,短路电流的热量为短路电流的热量为222.000.240.24()kkttkkzfi tQI RdtIiRdt20.05()0.05zjkkItttI根据根据Q Q值可以确定出短路时导体所达到的最高温度值可以确定出短路时导体所达到的最高温度k k。 发热假想时间发热假想时间kbQFttt继电保护动作时间继电保护动作时间断路器开断时间断路器开断时间20.24kjQIRt工程计算公式工程计算公式1kjktstt当时， 载流导体和电气设备承受短路电流作用时满足力稳定的条件是载流导体和电气

42、设备承受短路电流作用时满足力稳定的条件是kalSaturday, November 20, 2021第六节第六节 电气设备的选择及校验电气设备的选择及校验一、选择校验项目及条件 电气设备的选择，必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下电气设备的选择，必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。 1. 按正常工作条件选择按正常工作条件选择 按正常工作条件选择，就是要考虑电气设备的环境条件和电气要求。按正常工作条件选择，就是要考虑电气设备的环境条件和电气要求。

43、 环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。 电气要求是指电气设备在电压、电流频率等方面的要求，即所选电气电气要求是指电气设备在电压、电流频率等方面的要求，即所选电气设备的额定电压应不低于所在线路的额定电压、电气设备的额定电流应不设备的额定电压应不低于所在线路的额定电压、电气设备的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流；即小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流；即.N etNN

44、etcUUII续上页续上页 对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则还有断流对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则还有断流能力的要求，即最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。能力的要求，即最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。 1）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即流。即(3).maxOCkII 2）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即电流。即.maxOCLII 3）对熔断器，其

45、最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即流。即(3)OCshII（对非限流型熔断器）（对非限流型熔断器）(3).maxOCkII（对限流型熔断器）（对限流型熔断器）续上页续上页 按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的力稳定性和按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的力稳定性和热稳定性进行校验。热稳定性进行校验。 2. 按短路故障条件校验按短路故障条件校验 对于一般电器对于一般电器，满足力稳定的条件是：，满足力稳定的条件是： (3)etshii电器的额定峰值耐受电流电器的额定峰值耐受电流 对于一般电器对

46、于一般电器，满足热稳定的条件是：，满足热稳定的条件是： 22tjI tI t电器的电器的额定短时耐受电流有效值额定短时耐受电流有效值 对于对于载流导体，满足热稳定的条件是：载流导体，满足热稳定的条件是： 310jIAtC导体的热稳定系数导体的热稳定系数二、高压断路器的选择与校验 高压断路器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常高压断路器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力，按短路故障条件校验工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力，按短路故障条件校验动稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。动稳定性和热稳定性，

47、并同时选择其操动机构和操作电源。 例例4-1 4-1 试选择某试选择某10KV 10KV 高压配电所进线侧的高压户内真空断路器的型号高压配电所进线侧的高压户内真空断路器的型号规格。已知该进线的计算电流为规格。已知该进线的计算电流为295A295A，配电所母线的三相短路电流周期分量，配电所母线的三相短路电流周期分量有效值有效值为为3 3. .2kA 2kA ，继电保护的动作时间为，继电保护的动作时间为1.1s1.1s。 解：初步选解：初步选VS1-12/630-16VS1-12/630-16型进行校验，如表所示，所选正确。型进行校验，如表所示，所选正确。 (3)kI(3)shi2jI t序序号号安装地点的电气条件安装地点的电气条件VS1VS1-12/630-16型断路器型断路器项项 目目数数 据据项项 目目数数 据据结结