第28节课-总复习

电力系统的基本组成输电系统——主要是三相交流系统电压等级，对于不同传输容量和传输距离的输电线路，应选择不同的电压，为了便于系统化标准化，将电压分为固定的等级中国：0.38、10、35、110、220、500 (3、20、66、330、750、1000)低压：≤400V；中压：3kV~20kV；高压：110~220kV超高压：330kV~750kV；特高压：1000kV美国：0.208/0.48、4.16、12.47、13.8、34.5、46、69、115、138、161、230、287.5、345、500、765复习：电力系统中的电压调节发电机和变压器的额定电压发电机：额定电压比系统额定电压高5%变压器：通常一次绕组与系统额定电压相等一次绕组与发电机连接时，额定电压与发电机额定电压相等二次绕组额定电压比系统额定电压高10%直接与用户相连时，比系统额定电压高5%10.5/121 110/11 110/10.52.2供配电系统常用电气设备二、开关设备1、高压断路器类型①按灭弧介质分类：油、压缩空气、SF6、真空等。②按使用场合分类：户内、户外。断路器的额定电压3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系统额定电压*1.235kV~220kV：系统额定电压*1.15220kV以上：系统额定电压*1.1我国的电力工业特高压世界之最——我国已建成的特高压世界上第一条商业运行的1000kV特高压交流输电线路

山西晋东南——河南南阳——湖北荆门世界上第一条±800kV直流输电线路：

云南楚雄——广东曾城（2010.6）输送容量最大、送电距离最远的±800kV直流输电线路：

四川宜宾——上海奉贤（2010.7）负荷曲线各种负荷综合在一起随时间变化年负荷曲线负荷曲线各种负荷综合在一起随时间变化年负荷曲线北方：夏165天，冬200天；南方：夏200天，冬165天

(a)夏季日负荷曲线(b)冬季日负荷曲线(c)年负荷持续时间曲线负荷曲线常用概念年最大负荷Pmax

全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率Pmax=P30年最大负荷利用小时数Tmax

实际负荷全年所消耗的电能等效于年最大负荷持续时间

负荷曲线常用概念平均负荷Pav负荷系数（负荷率）和无功负荷系数α=KL=Pav/Pmax

0.7≤α≤0.75β

=Qav/Qmax 0.76≤β≤0.82例题如图所示为某地的年负荷持续时间曲线，请计算该地区的计算负荷、年最大负荷利用小时数、平均负荷、负荷率。例题解：Ica=5000kW地区全年用电量：Wa=5000*1000+4000*1000+3000*2000+2000*2000+1000*2760=21760000kWh（2分）年最大负荷利用小时数小时数：h年平均负荷：kW负荷率：负荷计算单台设备的计算负荷按发热条件选择电气设备

半小时平均负荷

中小截面导线达到稳定温升的时间为30分钟负荷计算工作制换算暂载率（负荷持续率、接电率）

一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值

重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10分钟

吊车：15%、25%、40%、60%

电焊机：50%、65%、75%、100%

负荷分类工作制换算重复短暂工作制吊车电动机（电葫芦、起重机、行车）：折算为ε=25%电焊机：折算为ε=100%其他设备负荷计算单相用电负荷的换算单相设备总容量不超过三相总容量15%，当作三相对称负荷单相设备总容量超过三相总容量15%，计算其等效三相容量单相设备接于相电压单相设备接于线电压用电设备组的计算负荷需要系数法设备分组——用电性质相近的分为一组

照明、空调对每一组选择合适的系数得出其计算负荷 Pca.照明

=Kd1*ΣPe单台照明 Pca.空调

=Kd2*ΣPe单台空调总负荷为所有设备组的计算负荷相加 PΣ=Kd1*ΣPe单台照明+Kd2*ΣPe单台空调逐层往上用电设备组的计算负荷需要系数法无功负荷视在负荷不同设备组的负荷总和用电设备组的计算负荷需要系数法一些通用规范（经验值）设备组——教材附录1工厂——教材附录2同时系数KΣp设备组计算时，台数较多则用较小的需要系数，台数较少时用较大值负荷计算配电系统的计算负荷用电设备组车间低压母线变压器高压侧高压母线总降压变电所出线总降压变电所低压母线全厂总负荷

例题某220/380V三相四线制线路上，装有220V单相电热干燥箱6台、单相电加热器2台和380V单相对焊机6台。电热干燥箱20kW2台接于A相，30kW1台接于B相，10kW3台接于C相；电加热器20kW2台分别接于B相和C相；对焊机14kW（ε=100%）3台接于AB相，20kW（ε=100%）2台接于BC相，46kW（ε=60%）1台接于CA相。试求该线路的计算负荷。经前一个例题计算，接于线电压的单相对焊机折算为接于相电压的单相负荷后A相 PeA=40.73kW，QeA=37.74kvarB相 PeB==40.4kW，QeB=42.4kvarC相 PeC=36.5kW，QeC=39.84kvar则该设备组的各项计算负荷为：（查表1-12）A相

PcA2=KdPeA=0.35×40.73=14.26kW

QcA2=KdQeA=0.35×37.74=13.21kvarB相

PcB2=KdPeB=0.35×40.4=14.14kWQcB2=KdQeB=0.35×42.4=14.84kvarC相

PcC2=KdPeC=0.35×36.5=12.78kW

QcC2=KdQeC=0.35×39.84=13.94kvar电热干燥箱及电加热器的各相计算负荷

查附录表1得Kd=0.7，cosφ=1，tgφ=0，因此只要计算有功计算负荷

A相

PcA1=KdPeA=0.7×20×2=28kWB相

PcB1=KdPeB=0.7×(30×1+20×1)=35kWC相

PcC1=KdPeC=0.7×(10×3+20×1)=35kW3.各相总的计算负荷（设同时系数为0.95）

A相

PcA=K∑（PcA1+PcA2）=0.95×（28+14.26）=40.15kWQcA=K∑（QcA1+QcA2）=0.95×（0+13.21）=12.55kvarB相

PcB=K∑（PcB1+PcB2）=0.95×（35+14.14）=46.68kWQcB=K∑（QcB1+QcB2）=0.95×（0+14.84）=14.10kvarC相

PcC=K∑（PcC1+PcC2）=0.95×（35+12.78）=45.39kW

QcC=K∑（QcC1+QcC2）=0.95×（0+13.94）=13.24kvar4.总的等效三相计算负荷

因为B相的有功计算负荷最大，所以

Pcmφ=PcB=46.68kW

Qcmφ=QcB=14.10kvarPc=3Pcmφ=3×46.68=140.04kW

Qc=3Qcmφ=3×14.10=42.3kvar尖峰电流尖峰电流Ipk单台或多台设备持续1-2s的短时最大负荷电流，由电动机启动等原因产生计算目的：熔断器和继电保护装置的选择单台设备的尖峰电流Ipk=Ist=Kst*ININ：额定电流Kst：启动系数（鼠笼电机5~7，绕线电机2~3，直流电机1.7，电焊变压器3，详见铭牌）尖峰电流尖峰电流Ipk多台设备供电干线尖峰电流Ist.max为用电设备中启动电流与额定电流之差最大的那台设备的启动电流，(Ist-IN)max则为其电流差KΣ为其余n-1设备的同时系数ΣINi为其余n-1台设备的额定电流之和尖峰电流例题：某线路给5台电动机供电，如表所示，若同时系数取0.9，计算尖峰电流。

解：确定启动电流与额定电流差最大的电动机 M1： 42-8.3=33.7 M2: 193.2-27.6=165.6 M3： 60-9.9=50.1 M4： 197-35.8=161.2 M5： 40.6-5.8=34.8

故为M2参数M1M2M3M4M5额定电流（A）8.327.69.935.85.8启动电流（A）42193.26019740.6尖峰电流例题：某线路给5台电动机供电，如表所示，若同时系数取0.9，计算尖峰电流。

解：确定启动电流与额定电流差最大的电动机

由方法一：

Ipk=0.9*(8.3+9.9+35.8+5.8)+193.2=247

由方法二：

Ipk=0.9*(8.3+27.6+9.9+35.8+5.8)+165.6=244.26参数M1M2M3M4M5额定电流（A）8.327.69.935.85.8启动电流（A）42193.26019740.6电力系统的模型与参数变压器的模型与参数变压器铭牌上的四个参数：ΔPS，US%，ΔP0，I0%变压器短路试验电阻RT电抗ZT变压器开路试验（空载试验）电导GT电纳BT变比——原边与副边线电压之比而非绕组匝数之比三绕组变压器的参数计算三绕组变压器的短路试验（依次让一个绕组开路）三绕组变压器的参数计算三绕组变压器的额定容量问题

高压/中压/低压 100/100/100 100/100/50 100/50/100参考图片——变压器铭牌三绕组变压器的参数计算三绕组变压器串联等值阻抗中压侧绕组的等值电抗为什么常常为负值？电力系统的模型与参数变压器的等值电路带变比的等值电路电力系统的模型与参数变压器的等值电路Π型等值例题例1.有一台SFL20000/110型的降压变压器向10kV电网供电，铭牌参数：

ΔPS=135kW，VS%=10.5，ΔP0=22kW，I0%=0.8

试计算归算到高压侧的变压器参数并画出忽略励磁支路的Π型等值电路例题例题变压器并列运行的条件连接组别相同

接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，在变压器的二次侧内部产生循环电流。变比相同

变压器比不同，二次电压不等，在二次绕组中也会产生环流，并占据变压器的容量，增加变压器的损耗。短路电压值相同

变压器短路电压与变压器的负荷分配成反比。容量相近

容量不同的变压器短路电压不同，负荷分配不平衡，运行不经济。电力系统的模型与参数三相输电线路的模型与参数电阻电感电容电导阻抗导纳b）中等长度输电线路

架空线路长度100～300km，线路额定电压110～220kV；电缆长度<100km；忽略电导g＝0Π型T型电能在电力系统中的传输电能传输中的电压降落通常δ较小，两端电压幅值差取决于纵分量，相位差取决于横分量电能在电力系统中的传输电能传输中的电压损耗电压损耗近似地用电压降落的纵分量表示电能在电力系统中的传输电能传输中的电压降落电能在电力系统中的传输电能传输中的功率损耗电能传输中在电阻和电抗上的损耗计算电能需求配电线路的功率损耗对于较短的配电线路，忽略对地电容支路计算电能需求变压器的功率损耗有功损耗：铜耗+铁耗

额定电压下的铁耗近似等于空载试验中的损耗

额定电流下的铜耗近似等于短路试验中的损耗计算电能需求变压器的功率损耗无功损耗：绕组支路无功损耗+励磁支路无功损耗

绕组支路无功损耗近似等于短路试验中的无功损耗

励磁支路无功损耗近似等于空载试验中的无功损耗电能在电力系统中的传输线路输电效率电容对无功功率的补偿作用计算电能需求供电系统电能损耗供电线路年电能损耗

τ是一个等效量：

计算负荷在τ时间内产生的损耗等于全年实际损耗计算电能需求供电系统电能损耗变压器年电能损耗

励磁支路的功率损耗基本不变

绕组支路的功率损耗与负荷功率相关案例一：一回110kV的三相架空输电线路，长100km，线路电阻0.1313Ω/km，电抗0.3923Ω/km，电纳2.84×10-6S/km，线路末端运行电压105kV，负荷42MW，cosφ=0.85。

求：线路电压降落、功率损耗和输电效率

已知末端电压和受端功率的情况RL=0.13×100=13ΩXL=0.39×100=39Ω0.5BL=0.5×100×2.84×10-6=1.42×10-4S计算结果总结：末端电压 105kV 首端电压 120.08kV受端功率 42MW 功率因数 0.85功率损耗 2.817MW输电效率 93.71%案例二：如果把负荷功率因数增大到0.95会怎样如果把负荷功率因数增大到0.95会怎样如果把负荷功率因数增大到0.95会怎样如果把负荷功率因数增大到0.95会怎样计算结果总结：末端电压 105kV 首端电压 115.6受端功率 42MW 功率因数 0.95 功率损耗 2.2792MW输电效率 94.853%结果对比案例一案例二首端电压120.08115.6末端电压105105功率因数0.850.95受端功率4242功率损耗2.8172.2792输电效率93.71%94.853%问题：比较案例2和案例3，为什么功率因数较大则功率损耗较小？功率因数大无功小总电流小电阻发热小功率损耗小电力系统中的无功电力系统的无功补偿35kV及以上电压等级直接供电负荷的功率因数不低于0.9其他负荷的功率因数不低于0.85负荷要消耗无功需要电网向其提供无功两种方案：在负荷点提供远方传输无功无功就地平衡不可行电力系统中的无功电力系统的无功电源发电机同步调相机——空载运行的同步发电机

过励磁：发出无功；欠励磁：吸收无功静电电容器——最常见的无功补偿装置

只能输出无功，不能吸收无功

电压越低，输出的无功越小电力系统中的电压调节调整变压器分接头——改变变比例：一台无载调压的降压变等值电路如图所示，归算到高压侧的阻抗为2.44+j40Ω，通过变压器的最大负荷为28+j14MVA，此时高压侧电压为110kV，通过变压器的最小负荷为10+j6MVA，此时高压侧电压为113kV，要求低压母线的电压变化范围不超过（6~6.6）kV，试选择分接头。电力系统中的电压调节最大负荷时V2min=6kV，最小负荷时V2max=6.6kV故而最大负荷和最小负荷时一次侧电压应分别为电力系统中的电压调节取算术平均数：选择最接近的抽头：V1=110×(1-2.5%)=107.25kV校验：电力系统中的电压调节例：简单输电系统的接线图和等值电路如图所示，变压器励磁支路和线路电容忽略。若不安装补偿装置，则高负荷时受端低压母线电压为9kV，若要将其稳定在10.5kV附近，试配合变压器分接头选择，确定受端应装设静电电容器容量。电力系统中的电压调节静电电容器无法吸收无功，故而最小负荷时，按电容器全部退出考虑又由于负荷变化的情况下首端电压应保持不变，若变比为k则设接第n个抽头，则电力系统中的无功电力系统负荷的无功需求负荷：主要是异步电动机变压器：满载运行时无功损耗可达额定容量的12%输电线路：可能消耗无功，也可能发出无功推论：负荷点无功越多则电压越高，无功越少则电压越低电力系统中的无功电力系统的无功补偿负荷要消耗无功需要电网向其提供无功两种方案：在负荷点提供远方传输无功无功就地平衡不可行电力系统中的无功电力系统的无功电源发电机同步调相机——空载运行的同步发电机

过励磁：发出无功；欠励磁：吸收无功静电电容器——最常见的无功补偿装置

只能输出无功，不能吸收无功

电压越低，输出的无功越小电力系统中的电压调节调整变压器分接头——改变变比例：一台无载调压的降压变等值电路如图所示，归算到高压侧的阻抗为2.44+j40Ω，最大负荷为28+j14MVA，高压侧电压为110kV，最小负荷为10+j6MVA，高压侧电压为113kV，要求低压母线的电压变化范围不超过（6~6.6）kV，试选择分接头。电力系统中的电压调节发电机和变压器的额定电压发电机：额定电压比系统额定电压高5%变压器：通常一次绕组与系统额定电压相等一次绕组与发电机连接时，额定电压与发电机额定电压相等二次绕组额定电压比系统额定电压高10%直接与用户相连时，比系统额定电压高5%10.5/121 110/11 110/10.5电力系统中的电压调节调整变压器分接头——改变变比例：一台无载调压的降压变等值电路如图所示，归算到高压侧的阻抗为2.44+j40Ω，通过变压器的最大负荷为28+j14MVA，此时高压侧电压为110kV，通过变压器的最小负荷为10+j6MVA，此时高压侧电压为113kV，要求低压母线的电压变化范围不超过（6~6.6）kV，试选择分接头。电力系统中的电压调节最大负荷时V2min=6kV，最小负荷时V2max=6.6kV故而最大负荷和最小负荷时一次侧电压应分别为电力系统中的电压调节取算术平均数：选择最接近的抽头：V1=110×(1-2.5%)=107.25kV校验：电力系统中的电压调节利用无功补偿已知未补偿时的电压确定补偿容量V1保持不变电力系统中的电压调节利用无功补偿V1保持不变电力系统中的电压调节例：简单输电系统的接线图和等值电路如图所示，变压器励磁支路和线路电容忽略。若不安装补偿装置，则高负荷时受端低压母线电压为9kV，若要将其稳定在10.5kV附近，试配合变压器分接头选择，确定受端应装设静电电容器容量。电力系统中的电压调节静电电容器无法吸收无功，故而最小负荷时，按电容器全部退出考虑又由于负荷变化的情况下首端电压应保持不变，若变比为k则设接第n个抽头，则功率因数与无功补偿功率因数的计算瞬时功率因数平均功率因数最大负荷时的功率因数功率因数与无功补偿例题：某工厂计算负荷为2400kW，平均功率因数为0.67，所要把功率因数提高到0.9，采用额定容量为40kVar的单相电容器，需要装设多少个？（平均负荷系数α=0.75，β=0.8）功率因数与无功补偿例题：单相接线两相V形接线两相电流差接线星形接线主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷的某一相电流。又称不完全星形接线、两相星形接线，在6∼10kV中性点不接地系统中应用较广泛。

通常应用于继电保护线路中。

用来测量负荷平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电流。

二、互感器1、电流互感器电流互感器接线方式接线的注意事项二次侧不能开路运行 -铁心高度饱和，铁芯损耗加剧、过热而损坏互感器绝缘 -二次侧产生高电压威胁人身安全二次侧必须有一端接地

防止一次侧与二次侧之间的绝缘被击穿，一次侧高电压导入二次侧极性

接线的极性应正确，否则进入二次回路的电流与预期不同，可能导致设备损坏二、互感器1、电流互感器精确度用途0.2、0.2s、0.5、0.5s、1、3、5、10注意：互感器精确度的S级：0.2S和0.2级都是同一精度的CT。但S级在轻负载（<10%)时一样可以达到精度要求，不带S级的CT要在负载达到30%时才能达到精度要求二、互感器1、电流互感器计量用保护用误差来源二次负载电流越小误差越大二、互感器1、电流互感器10%误差曲线一次电流倍数：短路电流是互感器额定一次电流的多少倍二、互感器1、电流互感器二、互感器1、电流互感器二、互感器2、电压互感器接线的注意事项二次侧不能短路

短路时产生极大地短路电流，可能烧毁电压互感器二次侧必须有一端接地

防止一次侧与二次侧之间的绝缘被击穿，一次侧高电压导入二次侧极性

接线的极性应正确，否则进入二次回路的电流与预期不同，可能导致设备损坏二、互感器1、电压互感器2.2供配电系统常用电气设备二、开关设备1、高压断路器类型①按灭弧介质分类：油、压缩空气、SF6、真空等。②按使用场合分类：户内、户外。断路器的额定电压3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系统额定电压*1.235kV~220kV：系统额定电压*1.15220kV以上：系统额定电压*1.12.2供配电系统常用电气设备二、开关设备1、高压断路器断路器的技术经历了一个从多油到少油，从气体到真空，从传统到智能的发展历程。现代的断路器，具有安全可靠、操作简单，维护量极低的特点。2.2供配电系统常用电气设备断路器负荷开关隔离开关明显的断口无有有灭弧结构有有无开断正常电流能能不能开断短路电流能不能不能开断容量大小无搭配隔离开关/接插组件熔断器断路器二、开关设备2.2供配电系统常用电气设备二、低压开关设备1、低压断路器低压断路器的结构特点

由触头系统、灭弧装置、操作机构、保护装置（脱扣器）等组成。保护装置（脱扣器）

电磁脱扣器用于短路保护，是利用电磁吸力作用，使自由脱扣器机构上的接点断开；热脱扣器主要用于过负荷保护，一般为双金属片结构，电流超过额定值时，热元件发热使双金属片变形而导致断路器分闸；当电源电压低于某一规定数值或电路失压时，失压或欠压脱扣器使低压断路器分断；半导体式脱扣器由电流、电压变换器、电源变压器、半导体插件组成，可作过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作保护用；另外，分励脱扣器用于远距离使低压断路器分闸，对电路不起保护作用。2.2供配电系统常用电气设备三、成套设备1、开关柜：金属封闭开关设备的俗称2、分类：按产品名称分

a.铠装式交流金属封闭开关设备某些组成部件分别装在接地的、用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。

b.间隔式交流金属封闭开关设备间隔式与铠装式一样，某些元件也分设在单独隔室内，但具有一个或多个非金属隔板。

c.箱式交流金属封闭开关设备除铠装式、间隔式以外的金属封闭开关设备。2.2供配电系统常用电气设备三、成套设备4、防护等级IP代码由IP字母、第一位特征数字、第二位特征数字、附加字母及补充字母组成。第一位特征数字表示防人身安全和防尘。第二位特征数字表示防水。第一和第二位特征数字不要求规定时，该处由字母“X”代替如：IP4X、IPXX2.2供配电系统常用电气设备三、成套设备6、一次方案电缆进线

架空进线

进线带接地开关2.3变电所的主接线二、有汇流母线接线1、典型单母线接线典型操作：L1线路停电操作：断开1QF断路器，检查1QF确实断开，断开13QS隔离开关，断开11QS隔离开关。L1线路送电操作：检查1QF确实断开，合上11QS隔离开关，合上13QS隔离开关，合上1QF断路器。适用范围：一般用于6～220kV系统，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。2.3变电所的主接线二、有汇流母线接线3、单母线分段带旁母接线正常运行时旁路母线不带电每个回路含一台断路器三台隔离开关母线与旁路母线间经断路器相连2.3变电所的主接线三、无汇流母线接线1、单元接线特点：

（1）接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小。

（2）不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时，短路电流小。

（3）操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，继电保护简化。

（4）任一元件故障或检修全部停止运行，检修时灵活性差。适用范围：机组台数不多的大、中型不带近区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容量不等的无机端负荷的中、小型水电站。2.3变电所的主接线三、无汇流母线接线2、桥式接线内桥接线：断路器跨接在进线断路器的内侧，靠近变压器。

（1）线路操作方便；（2）正常运行时变压器操作复杂。外桥接线：断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧。

（1）变压器操作方便；（2）线路投入与切除时，操作复杂。内桥接线视频外桥接线视频一、无限大容量（功率）电源4.2无限大容量电力系统暂态分析电源功率为无限大时，外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率（对应于同步电机的转速）保持恒定；无限大功率电源可以看作是由无限多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。无穷大功率电源的等值标准：

电源系统阻抗小于短路回路总阻抗的5%

电源容量超过用户容量的50倍二、三相短路暂态过程分析4.2无限大容量电力系统暂态分析通解：积分常数C由初始条件决定，即在短路瞬间，由于通过电感的电流不能突变，使短路前一瞬间的电流值必须与短路发生后一瞬间的电流值相等。a相电流：周期分量非周期分量发生三相短路前后电流、电压的变动曲线:（1）正常运行状态：因电路一般是电感性负载，电流在相位上滞后电压一定角度。（2）短路暂态过程：短路电流在到达稳定值之前，要经过一个暂态过程。（3）短路稳态过程：暂态过程结束后非周期分量消失，短路进入稳态过程。二、三相短路暂态过程分析4.2无限大容量电力系统暂态分析三、三相短路有关物理量4.2无限大容量电力系统暂态分析1．次暂态短路电流短路后电流幅值最大的一个周期（第一个周期）的短路电流周期分量的有效值无穷大系统短路电流周期分量不变2．短路稳态电流短路进入稳态后短路电流的有效值。用I∞表示。短路电流周期分量有效值在短路全过程中是恒定的。因此有：

==

3．短路容量Sk次暂态短路电流有效值与正常工作电压产生的视在功率：三、三相短路有关物理量4.2无限大容量电力系统暂态分析4．短路冲击电流短路电流瞬时达到的最值称为短路冲击电流瞬时值，用表示,在短路发生后约半个周期出现。短路冲击电流有效值是短路后第一个周期的短路电流的有效值，用表示。高压系统低压系统冲击系数为什么高压系统冲击系数比低压系统大？一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算1．标幺制法概念任意一个有名值的物理量与同单位的基准值之比，称为标幺值。无单位的纯数。基准值选择以运算方便、简单为目的。通常标幺值用表示，参考值用表示，实际值用表示，因此=/

按标幺制法进行短路计算时，一般先选定基准容量和基准电压。一般取=100MV·A。基准电压取元件所在电压等级的平均电压基准电流按下式计算：基准电抗按下式计算：一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算2．电力系统中各元件电抗标幺值的计算（注：取=）（1）电力系统的电抗标幺值（2）电力变压器的电抗标幺值

为电力系统的电抗值；为电力系统的容量；

为变压器短路电压百分比；为变压器的电抗；为电力变压器的额定容量。一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算（3）电力线路的电抗标幺值

（4）三相短路电流周期分量有效值的标幺值：三相短路电流周期分量有效值：

为线路的电抗；为导线单位长度的电抗；为导线的长度。三相短路容量的计算公式为：

然后，即可用前面的公式分别求出、、和等。一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算（1）已知系统容量和等值电抗（2）已知系统容量和短路次暂态容量2．对外部系统的考虑（3）已知系统容量很大且已知系统出口断路器容量（4）已知系统容量很大，可近似认为系统等值阻抗为0一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算例4-1某供电系统如下图所示，已知电力系统出口断路器的断开容量为500MV·A，线路阻抗为0.38Ω/km，变压器Uk%=4.5。试求变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压0.38kV母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。解：(1)画出相应的等值电路，如图3-5所示；一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算（2）选取基准容量，一般取=100MV·A，由Ud=Uc得：Uc1=10.5kV,Uc2=0.4kV,得

（3）计算各元件的电抗标幺值1）电力系统的电抗标幺值：

3）电力变压器的电抗标幺值：

2）电力线路的电抗标幺值：

一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算（4）求k-1点的总电抗标幺值和短路电流和短路容量2）三相短路电流周期分量有效值：

1）总电抗标幺值：3）各三相短路电流：4)三相短路容量：

一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算2）三相短路电流周期分量有效值：

3）各三相短路电流：

4)三相短路容量：（5）求k-2点的总电抗标幺值和短路电流和短路容量1）总电抗标幺值：

一、标幺制法计算短路电流4.3短路电流计算23.9863.537.634.5334.5334.53k-2点52.087.294.322.862.862.86k-1点三相短路容量（MV·A）三相短路电流（kA）短路计算点

例3-1短路计算结果二、不对称短路电流计算4.3短路电流计算正序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相同。负序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。二、不对称短路电流计算4.3短路电流计算序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。正序阻抗负序阻抗零序阻抗对于三相对称的元件中的不对称电流、电压的计算问题，可以分解成三相对称的分量，分别进行计算。由于每组分量的三相是对称的，只需分析一相即可。4.3短路电流计算二、不对称短路电流计算4.3短路电流计算单相接地故障的复合序网4.3短路电流计算单相接地的短路电流和短路点非故障相电压4.3短路电流计算两相短路的复合序网4.3短路电流计算两相短路接地序网图电网元件的序阻抗4.3短路电流计算正序阻抗三相对称分析中的等值阻抗负序阻抗静止设备：Z2=Z1旋转设备：Z2≠Z1零序阻抗发电机、线路——表4.6.1变压器作业：计算图中D发生单相接地短路电流电网的复合序网图4.3短路电流计算第六章电气设备的选择一、电气设备选择及校验的一般原则5.动稳定度和热稳定（1）热稳定校验通过短路电流时，导体和电器各部件的发热温度不应超过短时发热最高允许温度值，即：t>=其中：t=tk＋0.05(s)当tk>1s时可认为t=tk

tk=top+tocIt —— 额定短时耐受电流有效值t —— 热稳定试验时间I∞ —— 短路电流周期分量top —— 短路保护系统的反应时间toc —— 断路器分断时间1.短路时间=保护装置动作时间+断路器动作时间2.对于无限容量系统，认为tk=timap3.timanp只在短路时间较短，tk<1s时才考虑第六章电气设备的选择一、电气设备选择及校验的一般原则5.按短路条件校验电气设备的动稳定度和热稳定度（2）动稳定度校验动稳定（电动力稳定）是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定度的校验条件是：第六章电气设备的选择二、高低压开关电器的选择和校验2.高压隔离开关的选择和校验额定电压、额定电流、动稳定、热稳定3.高压熔断器的选择和校验额定电压额定电流承受正常工作电流承受电动机启动时尖峰电流第六章电气设备的选择三、互感器的选择和校验1.额定电压和额定电流：电流互感器二次侧额定电流一般为5A，少数为1A一次侧额定电流应不小于1.2~1.5倍计算电流2.精确度：电费计量用 —— 0.2(s)、0.5(s)电能监视用 —— 0.5(s)保护用 —— 5P、10P特殊：差动保护—— 0.5、D不同用途的二次回路混合时，按最高精确度要求第六章电气设备的选择三、互感器的选择和校验3.二次负荷或容量：4.热稳定与动稳定校验（同高压断路器）：热稳定倍数——规定时间内（1s）通过互感器的热稳定电流与其一次侧额定电流之比动稳定倍数——短时极限通过电流峰值与起一次侧额定电流之比第五章导线和电缆截面的选择1．裸线10kV以上电压等级一般用裸线铝绞线(LJ)、钢芯铝绞线(LGJ)、铜绞线(TJ)、防腐钢芯铝绞线(LGJF)2．绝缘电线低压线路同常用绝缘电线颜色规范：一、导线类型和选择依据第五章导线和电缆截面的选择3．发热条件4．电压损耗条件5．经济电流密度6.机械强度一、导线类型和选择依据一、按允许载流量选择导线和电缆的截面第五章导线和电缆截面的选择供电线路的载流量选择（1）相线（电源线）截面的选择允许载流量不小于计算电流降压变压器的高压侧：线路允许载流量不低于额定电流Ial≥max(Ica,IN)电容器充电时电流较大（涌流）：高压电容器 Ial=1.35IN低压电容器 Ial=1.5IN一、按允许载流量选择导线和电缆的截面第五章导线和电缆截面的选择供电线路的载流量选择（2）中性线（N线）截面的选择三相四线制线路：中性线的作用是通过系统的三相不平衡电流、零序电流、谐波电流。单相线路：作用是流过相电流。一般三相四线制线路：三次谐波电流较大及三相负荷很不平衡的线路：一、按允许载流量选择导线和电缆的截面第五章导线和电缆截面的选择供电线路的载流量选择（3）保护线（PE线）截面的选择 PE线的作用：

发生单相接地短路时流过短路电流。根据GB50054－1995《低压配电设计规范》1）当Aφ≤16mm2时AＰＥ≥Aφ

2）当16mm2＜Aφ≤35mm2

时AＰＥ≥16mm2

3）当Aφ

＞35mm2时AＰＥ≥0.5Aφ（4）保护中性线（PEN线）截面的选择保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求，并取其中的最大值。一、按允许载流量选择导线和电缆的截面第五章导线和电缆截面的选择例5-1有一条采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷的220/380V的TN-S线路，计算电流为50A，当地最热月平均最高气温为＋30℃。试按发热条件选择此线路的导线截面。解：此TN－S线路为含有N线和PE线的三相四线制线路，因此不仅要选择相线，还要选择中心线和保护线。（1）相线截面的选择查《参考资料》中的附录表16得环境温度为30℃时明敷的BLX-500型截面为10mm2的铝芯橡皮绝缘导线的Ial＝60A＞I30＝50A，满足发热条件。因此相线截面选Aφ＝10mm2。（2）N线的选择按A0≥0.5A，选择A0＝6mm2。(3)PE线的选择由于Aφ

＜16mm2，故选APE

＝Aφ

＝10mm2

。所选导线的型号规格表示为：BLX-500-(3×10＋1×6＋PE10)。一、按允许载流量选择导线和电缆的截面第五章导线和电缆截面的选择例5-2上例所示TN-S线路，如采用BLV-500型铝芯绝缘线穿硬塑料管埋地敷设，当地最热月平均最高气温为＋25℃。试按发热条件选择此线路的导线截面及穿线管内径。解：查《参考资料》中的附录表16得25℃时5根单芯线穿硬塑料管的BLV-500型截面为25mm2的导线的允许载流量＝57A＞＝50A。因此按发热条件，相线截面可选为25mm2。N线截面按A0≥0.5A选择，选为16mm2。PE