电力系统各种元件电抗值的计算
通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统图，并假设有关的短路点。供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统，因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。
常用电气设备标么值和有名值计算公式： 1、系统电抗的计算：
系统电抗，百兆为1，容量增减，电抗反比。本句话的意思是当系统短路容量为100MV A 时，系统电抗数值为1；当系统短路容量不为100MV A ，而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。例如当系统短路容量为200MV A 时，电抗便是0.5(100/200=0.5)； 当系统短路容量为50MV A 时，电抗便是2(100/50=2)，系统容量为“∞”，则100/∞=0，所以其电抗为0。依据一般计算短路电流书中所介绍的，均换算到100MV A 基准容量条件下的相对电抗公式而编出的(以下均同)，即S X j *＝式中：Sj 为基准容量取100MV A 、S 为系统容量(MV A)。
2、发电机、电动机、调相机的计算： 标么值：
?
cos /100%""*
e j d d P S X X ?= 有名值：?cos /100%""
e j d d P U X X ?=
X d %为次暂去电抗百分值，
3、变压器电抗的计算： 标么值：
e j
d d S S U X ?=100%"
"
*
有名值：e
e S U U X 2d d 100%?= U d %为短路电压百分值
低压侧有两个分裂绕组的双绕组变压器的计算则用：
()4K 1U X f 2
-d12-1+=
()e
j 2-1f 1S S X 4K 1X ??-=
e
j 2-1f 21S S X K 21
X X ???=
= 不分裂绕组的三双绕组变压器则的计算用： ()e j 3-23-12-11S S X X X 21
X ?-+=
()e j 2-13-23-12S S X X X 21
X ?-+= ()e
j 3-23-12-11S S X X X 21
X ?-+=
4、电抗器电抗的计算： 标么值：
2k "*
k U 3U 100%j j e e S I X X ????? ?
??= 有名值：e e
K S U X X 2k 100%?= X K ％为百分电抗值，I e 单位为KA 5、架空线路及电缆线路电抗值的计算：
标么值：2j
j U S X X ?
=* 有名值：dcs dac das D r
D
X ??==3 789.0lg
145.0 r 导线半径 D 为三相导线间的平均距（cm ）
(基准定量Sj=100MV A)
第五节 网络简化
短路电流计算在电力工程的设计过程中占有极其重要的地位，在短路电流计算中，当绘制出正、负序及
零序阻抗图后就需要进行网络化简，在采用网络化简求解复杂网络的短路电流时，网络化简就是很重要的一步，需要掌握一些基本的方法和公式。
1、分布系数法
求得短路点到各点源的总阻抗以后，为了求出短路点到各点源的转移电抗及网络内电流分布，可利用分布系数C 将短路处的总电源当作单位电源，则可求得每条支路中电流对总电流的比值，这些比值称为分布系数。
现以下图为例： 21214X X X X X +?= 则 2
12
1343X X X X X X X X +?+=+=∑
212141X X X X X C +=
= 211242X X X X X C +== 得： 1
1d C X X ∑= 22d C X X ∑=
对于一个点，其所有支路电流分布系数之和为1，这就很容易判别分布系数是否计算正确。1X X X X X X X X X X C C 212
121121221=++=+++=+
2、多支路星形（法Y ∑）化简
若各个点源点的电势是相等的，即电源点间的转移电抗中将不会有短路电流流过，根据这样的概念，在网络变化中应用由多支路星行变为具有对角线的多角形公式推导出法Y ∑。即：Y X X n n ∑?=，合成电抗为各并联电抗倒数和之倒数则会使计算极为简便。
X
1X 1X 1X 1X 1X 1Y n 4321++??????++++=
∑ 那么 Y X W ∑?=
则：W X X 11d ?= W X X 22d ?= W X X n nd ?= 3、三角形变成等值星型
31231231121X X X X X X ++?=
31231223122X X X X X X ++?= 31
231223
313X X X X X X ++?=
4、星型变成等值三角形
3
2
12112X X X X X X ?+
+= 1323223X X X X X X ?++= 2131331X X X X X X ?++=
第六节 短路电流和短路容量计算
1、短路电流的计算(单位KA)：*
e I I I ''?''＝ 系统短路电流标幺值：∑''j *
X 1I ＝ ∑j X 系统电抗 短路电流：*
e I I I ''?''＝ 系统j
j e U 3S I ?＝ 发电机：j
e U 3COS S I ?φ＝
发电机短路电流标幺值：查相应的常用汽轮发电机运算曲线图（本节后附图）。
2、短路电流最大值的计算(单位KA)： 冲击电流：I 2K i ch ch ''??=
短路电流全电流最大有效值：()2ch ch 1K 21I I -?+?''＝ Kch 取1.85 3、短路容量的计算(单位MV A)：j U I 3S ?''?''＝
4、短路电流非周期分量：(单位KA)：取Ta1＝15 Ta2＝40
起始值：I 2i fz0''?-=
t 秒值：()
Ta2/t 2Ta1/t 1
fz0.2e I e I 2i ?-?-?''+?''?-=ωω 5、短路电流热效应计算：
短路电流周期分量热效应Qz ：t 12
I I 10I Q 2
zt
22/zt 2z ?+?+''=
短路电流非周期分量热效应f Q ：()
S KA I T Q 22f ?''?=单位 短路电流热效应t Q ：()
S KA Q Q Q 2f z t ?+=单位
6、厂用电系统短路电流计算应计算电动机的反馈电流，它是由厂用电源和电动机两部分共给的，并按相角相同取算术和进行计算，对于厂用电源供给的短路电流，其周期分量在整个短路过程中可认为不衰减，其非周期分量可按厂用电源的衰减时间常数计算。
（1）三相短路电流周期分量的起始值电流：
D B I I I ''+''''＝ B
X j B X X I I +='' 3D e D d D
10I K I -????='' 3D
D D e D
e D D
10COS U 3P K I -????????''?ηｄ＝
（2）短路冲击电流：
()D D ch B
B ch D ch B ch ch I K 1.1I K 2i i i ''??+''??=?=???? ()2ch ch 1K 21I I -?+?''= （3）t 秒瞬间三相短路电流：
()()()()D D B D Z B Z t Z I K I I I I ''?+''=+=??ｔｔｔ
()()()()()()D t D B
t B t D fZ t B fZ t fZ I K I K 2I I I ''?+''??=+=?? （4）三相短路电流热效应计算t Q ：
()()()()D 2D
D B D B TD /t D D B B 2B t T I 5.1T T T T e 12
T I I 4T t I Q ?''?+???
???+?+-?''?''?++?''=- 7、计算各短路点的最大工作电流g I 和最大工作电压max U 最大工作电流 ()A COS U 3S I e e
g ?
??=
最大工作电压()KV U 05.1U e max ?= 8、不对称短路电流计算
①单相短路电流
正序电流的标幺值： ()∑
∑∑++=
''0
2111*X X X 1
I
正序电流的有名值： ()()j 11*11I I I ?''=''
单相短路电流： ()()11
1I m I ''?='' 短路冲击电流最大值：（手册表4－15高压母线侧Kch 取1.85）()1ch ch I K i ''?=
短路全电流最大有效值：（Kch 取1.85手册表4－15）()()1ch 1ch I
K I ''?= ②两相短路电流：
正序电流的标幺值： ()∑
∑
+=
''2121*X X 1
I 正序电流的有名值： ()()j 21*21I I I ?''=''
两相短路电流： ()()21
2I m I ''?='' ③两相接地短路电流：
正序短路电流的标幺值： ()∑
∑∑∑∑?+?+
=''02021111
*X X X X X 1
I
正序短路电流的有名值： ()()j 111
*111I I I ?''=''?? 两相接地短路电流： ()()
()111
2
020211I X X
X X 13I ?∑∑
∑
∑?''?+??=''－
9、常用汽轮发电机运算曲线图：此图摘自西北院电气设计手册
附件图4－6 汽轮发电机运算曲线(一)(Xjs=0.12～0.50)
附件图4－7 汽轮发电机运算曲线(二)(Xjs=0.12～0.50)
附件图4－8汽轮发电机运算曲线(三)(Xjs=0.50～3.45)
附件图4－9汽轮发电机运算曲线(四)(Xjs=0.50～3.45)
附件图4－10 汽轮发电机运算曲线(五)(Xjs=0.50～3.45)
短路电流计算
某新建火力发电厂，新建规模两台300MW 机组，采用发电机――变压器单元接线，接入220KV 配电装置母线，本期工程220KV 出线4回。电厂将以双母线带专用旁路的接线方式与220KV 电网连接，承担系统的基本负荷，并具有40％－50％的调峰能力。电厂年利用小时为5000小时。远景规划为四台300MW 机组，全部接入220KV 系统。
基本资料：
1、多年平均气压 978.0hpa
2、多年平均气温 17.4度
3、历年极端最高气温 41.5度
4、历年极端最低气温 -3.7度
5、多年平均最高气温 21.3度
6、多年平均最低气温 14.5度
7、多年平均相对湿度 83％
8、多年最小相对湿度 14％
9、多年平均降水量 1067.2mm 10、24小时最大降水量 132.6mm 11、多年平均蒸发量 944.2mm 12、多年平均风速 1.2／s
13、多年最大风速 10米高，10分钟平均22m ／s 14、地震基本烈度 6度 15、主厂房零米地坪绝对标高 342m 16、土壤电阻率 120.7Ω·m
第一节 技术数据
根据厂方提供远景规划的等值阻抗，按4台300MW 机组，对电厂内各级电压母线的短路电流进行计算，并选取主要的电气设备。
F1～～F4：Pe ＝300MW COS Φ＝0.85 Xd "＝16.18％
X2＝19.74％ X0＝7.37％
主变压器B1～～B4： Se ＝370MV A Ud ＝14％
高压厂用工作变B11、B12： Se ＝25MV A Ud ＝10％ 公用／启动／备用变B01、B02： Se ＝31.5MV A Ud ＝14％ 公用／启动／备用变B03、B04： Se ＝31.5MV A Ud ＝14％ 系统C ： X1＝X2＝0.98 X0＝3.3 （Sj ＝10000MV A ） 电动机KW 18340P KW 18340P eD2eD1==
当地电网提供资料，电厂接入220KV 线路的最大潮流为400MW ，COS Φ＝0.9。
根据短路电流计算接线图 图一所示。求d1—d4点的三相短路电流及不对称短路电流。
图一 短路电流计算电路图 第二节 各元件电抗值计算
取Sj ＝10000MVA Uj ＝Up ＝230KV Ij ＝25.1029KA 网络中各元件的电抗标幺值如下：
（一）正序阻抗（正序阻抗图见图二所示）： 1、系统阻抗标幺值（C ）： 98.0X 1=
2、发电机阻抗标幺值（F1～F4）：
cos p S X X X X X e j d
8642?
／?''==== 4.58485
.030010000
1618.0 =?
=／
e
j d 9753S 100
X X X X ?
====784.33700.14=?= 4、公用／启动／备用变压器阻抗标幺值（B01、B02）：
405.3110000
14.09.0S S 100%0.9U
X e j d 10=??=?= 5、用高压工作变阻抗标幺值（B11、B12、B21、B22）：
3625
10000
14.09.0S S 100%0.9U
X e j d 12=??=?= （二）、负序阻抗（负序阻抗图见图三所示）：
图三 负序阻抗图
1、 系统阻抗标幺值：
98.0X 1=
2、 发电机阻抗标幺值：
cos p S X X X X X e j 28642?
／?
==== 593.585
.030010000
1974.0=?
=／
3、 变压器阻抗标幺值（B1～B4）：
e
j d 9753S S 100%U
X X X X ?
====784.337010000
0.14=?= （三）零序阻抗（零序阻抗图见图四所示）：
图四 零序阻抗图
1、系统阻抗标幺值：3.3X 20=
2、主变压器阻抗标幺值：
5.13370
10000
5.0S S 5.0X e
j =?
=?
=μο
μο
μοX X X X X X X X X X II II I 028252421+?+
=====
5514.36594.1892.15
.132/784.35
.132/784.323.784
=+=+?+= 3、公用／启动／备用变压器阻抗标幺值：
73.1585.31100005.0S S 5.0X e j
=?=?=μο
21j 22j 21j j 21j 22j *U U U S 3U U 3X 3Z ??=?=507.8230100005132
=??=
()μο
μο
X Z 3X X Z 3X X X X X X X II II I 027262322++??+
===== ()167.44167.242073
.158507.82/4073
.158507.82/40240
=+=++?++= 第三节 各序网络归算
（一）正序网络变换 1、短路点d1：
阻抗等值简化图如下：
092.24
784
.3584.44X X X 32101=+=+=
6674.0092
.2/1.9801/1
X /11/X 1X 10111=+=+=
∑
2、短路点d2：
阻抗等值简化图如下：
789.23
784
.3584.43X X X 54102=+=+=
7252.0789
.2/1.9801/1
X /11/X 1X 1021103=+=+=
509.4784.37252.0X X X 3103104=+=+=
26.0789.27253
.0X X C 1021031=== （1C 、２C 均使用的是分布系数法） 74.098.07253
.0X X C 11032===
3423.1726.0509
.4C X X 1104105=== 0932.674
.0509
.4C X X 2104106===
3、短路点d3：
10610522731.38362731.2X X X 14107108=+=+=
4959.0584.42731
.2X X C 21071===
（1C 、２C 、3C 均使用的是分布系数法） 1311.03423.172731
.2X X C 1051072===
3731.00923
.62731
.2X X C 1061073===
1791.774959.02731
.38C X X 1108109===
9383.2911311.02731
.38C X X 2108110===
5813.1023731
.02731
.38C X X 3810111===
4、短路点d4：
从短路点d1等值阻抗图可得出d4阻抗等值简化图如下：
6674.098
.0/1.09221/1
X /11/X 1X 1101112=+=+=
6674.40406674.0X X X 10112113=+=+=
319.0092.26674
.0X X C 1011121===
（1C 、２C 、均使用的是分布系数法） 681.098
.0674
.0X X C 11122===
484.127319.06674
.40C X X 1113114=== 7172.59681
.06674
.40C X X 2113115===
（二）负序网络变换：
短路点d1阻抗等值简化图如下：
3443.24
784
.3593.54X X X 32120=+=+=
6911.03443
.2/1.9801/1
X /11/X 1X 12012=+=+=
∑
（三）零序网络变换：
短路点d1阻抗等值简化图如下：
042.114167
.444X X 22130=== 8879.04
5541.34X X 21131===
658.08879
.0/1042.11/1.331/1
X /1X /11/X 1X 131130200=++=++=
∑
第四节 各点三相短路电流计算
（一） d1短路电流计算： 1、计算电抗：
98.0X jS1=
2953.010000
85
.0/30040920.2S j
S X X e 101jS101=??
=?
=∑
2、各电源供给的短路电流标幺值（表1）：
3、各电源供给的短路电流周期分量有效值（表2）：
4、短路电流最大值：（手册表4－15高压母线侧Kch 取1.85手册表4－15）
（1）冲击电流：
()KA 2876.1016594.3862.2i ch =?=
（2）短路电流全电流最大有效值：Kch 取1.85
()()22ch ch 185.1216594.381K 21I I -+?=-+?''=()KA 4478.605636.1659.38=?=
5、短路容量：
()MVA 154002306594.383U I 3S j =??=?''?''＝ () MVA 145822306039.363U I 3S j 0.10.1＝＝??=?? () MVA 141582305407.353U I 3S j 0.20.2＝＝??=?? ()MVA 135232309459.333U I 3S j 44＝＝??=??
6、短路电流非周期分量：
查设计手册（1）中表4－13，系统C 供给的短路电流，取Ta ＝15，本厂F1－F4供给的短路电流，取Ta ＝40，据手册（1）中式（4－29）和式（4－30）分别求得：
起始值：()KA 6644.546594.382I 2i fz0-=?=''?-=
0.1秒值：()
Ta2/t 2
Ta1/t 1fz0.1e I e I 2i ?-?-?''+?''?-=ωω ()
15/1.031440/1.0314e 6175.25e 0419.132?-?-?+??-= ()()KA 8769.12158.39487.52-=+?-=
0.1秒的全电流：()()KA 8028.388769.126039.36I I I 22
2z0.1 f 2z0.10.1＝
-+=+= 非周期分量所占百分数为：％＝88.246039.3628769.12? 7、短路电流热效应计算：
（1）短路电流周期分量热效应Qz ：
t 12
I I 10I Q 2
zt
22/zt 2z ?+?+''=
（2）4秒热效应：t 取4秒
F1－F4：2953.0X js101= 系统C ：98.0X js1=
查手册（1）4－6、4－7图， F1－F4：35.2I 37.2I *4*2＝＝
系统C ：0205.1I *=
()KA 0166.346175.2537.2I I I I 230
385.0/3004eC 4C Uj
3cos /Se 42F 2＝＝+??+?=??*??*? ()KA 9458.336175.2535.2I I I I 230
385
.0/3004eC 4C Uj 3cos /Se 44F 4＝＝+??+?=??*??*?
412
9458.330166.43106594.83t 12I I 10I Q 2222zt
22/zt 2z ?+?+?+?+''=＝()
S KA 3858.47392?=
短路电流非周期分量热效应f Q ：（查设计手册表4－21 T 取0.1） ()
S KA 4549.1496594.381.0I T Q 222f ?=?=''?= 短路电流热效应t Q ：
()
S KA 8407.48884549.1493859.4739Q Q Q 2f z t ?=+=+=
（3）3秒热效应：
F1－F4：2953.0X js101= 系统C ：98.0X js1= 查手册（1）4－7图， F1－F4：36.2I 38.2I *3*5.1＝＝
系统C ：0205.1I *=
()KA 0521.346175.2538.2I 230
385
.0/30045.1＝+?=??
()KA 9812.336175.2536.2I 230
385
.0/30043＝+?=??
312
9812.3334.0521106594.83t 12I I 10I Q 2222zt
22/zt 2z ?+?+?+?+''=＝()
S KA 1816.35612?=
短路电流非周期分量热效应f Q ：（查设计手册表4－21 T 取0.1） ()
S KA 4549.1496594.381.0I T Q 222f ?=?=''?= 短路电流热效应t Q ：
()
S KA 6365.37104549.1491816.3561Q Q Q 2f z t ?=+=+=
（4）1秒热效应：
F1－F4：2953.0X js101= 系统C ：98.0X js1=
查设计手册（1）4－6图， F1－F4：39.2I 44.2I *1*5.0＝＝
系统C ：0205.1I *=
()KA 2647.346175.2544.2I 230
385
.0/30045.0＝+?=??
()KA 0875.346175.2539.2I 230
385
.0/30041＝+?=??
112
.08754334.2647106594.83t 12I I 10I Q 2222zt
22/zt 2z ?+?+?+?+''=＝()
S KA 12002?=
短路电流非周期分量热效应f Q ：（查设计手册表4－21 T 取0.1） ()
S KA 4549.1496594.381.0I T Q 222f ?=?=''?= 短路电流热效应t Q ：
()
S KA 4549.13494549.1491200Q O Q 2f z t ?+=+=＝
（二） d2短路电流计算： 1、计算电抗：
1618.010000
85
.0/300584.4S j
S X X e 2jS2=?
=?
=∑ F1
8362.110000
85
.0/30033423.17S j
S X X e 105jS105=??
=?
=∑ F2—F3
0932.6X j106= C
2、各电源供给的短路电流标幺值（见表1）：
3、各电源供给的短路电流周期分量有效值（见表2）：
4、短路电流最大值：（手册表4－15高压母线侧Kch 取1.85手册表4－15） （1）冲击电流：
()KA 5434.3395967.12962.2i ch =?=
（2）短路电流全电流最大有效值：Kch 取1.85
()()22ch ch 185.1215967.1291K 21I I -+?=-+?''=()KA 6374.2025636.15967.129=?=
5、短路容量：
()MVA 4489205967.1293U I 3S j =??=?''?''＝ ()MVA 3939207021.1133U I 3S j 0.10.1＝＝??=?? ()MVA 3663207549.1053U I 3S j 0.20.2＝＝??=?? ()MVA 3099204528.893U I 3S j 44＝＝??=??
6、短路电流非周期分量：
查设计手册（1）中表4－13，系统C 供给的短路电流，取Ta ＝15，本厂F1－F4供给的短路电流，取Ta ＝80，据手册（1）中式（4－29）和式（4－30）分别求得：
起始值：()KA 2497.1835769.1292I 2i fz0-=?-=''?-=
0.1秒值：()
Ta2/t 3
Ta1/t 2Ta1/t 1fz0.1e I e I e I 2i ?-?-?-?''??''+?''?-=ωωω
()
15/1.031480/1.031480/1.0314e 373.47e 8116.16e 2141.652?-?-?-?+?+??-= ()()KA 7826.8684.55339.552-=+?-=
0.1秒的全电流：()()KA 8028.387826.867021.113I I I 22
2z0.1 f 2z0.10.1＝
-+=+= 非周期分量所占百分数为：％＝547021
.11327826.86?
7、短路电流热效应计算：
（1）短路电流周期分量热效应Qz ：
t 12
I I 10I Q 2
zt
22/zt 2z ?+?+''=
（2）4秒热效应：
F1：1618.0X js2= F2－F4：8362.1X js105= 系统C ：0932.6X js106= s 4t s =
查手册（1）4－7、4－10图，F1：48.2I 7.2I *4*2＝＝
F2－F4：55.0I 55.0I *4*2＝＝ 系统C ：1641.0I *=
()KA 6944.91373.4755.07.2I 20
385.0/300320
385.0/3002＝+?+?=??? ()KA 4529.89373.4755.048.2I 20
385
.0/300320385
.0/3004＝+?+?=???
412
4529.896944.91105967.129t 12I I 10I Q 2222zt
22/zt 2z ?+?+?+?+''=＝()
S KA 362922?=
（3）短路电流非周期分量热效应f Q ：（查设计手册表4－21 T 取0.1） ()
S KA 53.16795967.1291.0I T Q 222f ?=?=''?= （4）短路电流热效应t Q ：
()
S KA 53.971.3753.3797136292Q Q Q 2f z t ?=+=+=
（三） d3短路电流计算： 1、计算电抗：
724.210000
85
.0/3001791.77S j S X X e 109jS109=?
=?=∑
9111.3010000
85
.0/30039382.291S j
S X X e 110jS110=??
=?
=∑
5813.102X j111=
2、各电源供给的短路电流标幺值（表1）：
3、各电源供给的短路电流周期分量有效值（见表2）：
4、电动机反馈电流：
3D
D D e D
e D d D
10COS U 3P K I -????????''?η＝()KA 597.13108
.0631884063=????
-＝
()KA 6379.37597.130409.24I I I D
B ＝＝＝故+''+'''' 5、短路冲击电流：
()D D ch B
B ch D ch B ch ch I K 1.1I K 2i i i ''??+''??=?=???? ()6379.137.11.10409.248.12??+??=
()()KA 2647.975029.252736.432=+?=
()()KA 8506.581K 21I I 2ch ch =-?+?''= 6、t 秒瞬间三相短路电流：
秒秒2.0 t 1.0t 21==
电动机反馈电流的衰减系数：
()2.0e e K 062.0/1.0TD /t 1.0D ==--＝ ()04.0e e K 062.0/2.0TD /t 2.0D ==--＝
厂用电源非周期分量的衰减系数：
()1084.0.0e e K 450.0/1.0TB /t 1.0B ==--＝ ()012.0e e K 045.0/2.0TD /t 2.0B ==--＝
（1）t 秒瞬间路电流的周期分量有效值：
()()()()D 1.0D B 1.0D Z 1.0B Z 1.0Z I K I I I I ''?+''+??＝＝()KA 7685.266379.132.00409.24＝＝?+ ()()()()()KA 5864.24I K I I I I D
2.0D B 2.0D Z 2.0B Z 2.0Z ＝＝＝''?+''+??
（2）t 秒瞬间路电流的周期分量有效值：
()()()()()()D 1.0D B
1.0B 1.0D fZ 1.0B fZ 1.0fZ I K I K 2I I I ''?+''??+??＝＝ ()()KA 5429.76379.13
2.00409.241084.02＝＝?+?? ()()()()()()
D 2.0D B
2.0B 2.0D fZ 2.0B fZ 2.0fZ I K I K 2I I I ''?+''??+??＝＝ ()()KA 1795.16379.1304.00409.24012.02＝＝?+??
7、短路电流热效应计算： （1）短路电流热效应t Q ：
()()()
()D 2D
D B D B TD /t D D B B 2B t T I 5.1T T T T e 12
T I I 4T t I Q ?''?+???
???+?+-?''?''?++?''=- （2）t ＝3秒
()???++?=13.637924.040940.04530409.42Q 2t3
()
0.0626379.315.10.0620.0450.0620.045e 120.06220.062
/3??+?????
?+?+-?- ()()
S KA 0852.18522973.170261.0031.04696.1311903.17592?=++?+=
（3）t ＝4秒
()???++?=13.637924.040940.04540409.42Q 2t4
()
0.0626379.315.10.0620.0450.0620.045e 120.06220.062/4??+?????
?+?+-?- ()
S KA 24302973.178849.748679.23372?=++=
（四）d4短路电流计算：
按无限大电源供给的短路电流计算： 1、计算电抗
6674.40X X 113*==∑
2、电源供给的短路电流标幺值
02458.06674
.401
I ==''*
3、额定电流值 KA 4559.9163
.6310000U 3S I j
j j =?=?=
4、电源供给的短路电流周期分量有效值
=''?=====''∞*
j 42.01.0B I I I I I I I ()KA 5354.2202458.04559.916＝? 5、电动机的反馈电流：
XX220kV 变电站短路电流计算书 一、系统专业提供2020年系统阻抗值（Sj ＝1000MV A ） 220kV 侧：Z1=0.070，Z0=0.129。 220kV 侧按不小于50kA 选设备。 110kV 侧：Z1=无穷，Z0=0.60。 主变选择：220±8×1.25%/121/38.5kV ；主变容量：120/120/60MV A ； 变压器短路电压：U k(1-2)%＝14，U k(1-3)%＝24，U k(2-3)%＝8。 二、短路电流计算 1、则由公式得各绕组短路电压： ％）％％（）（）（）（32-k 3-1k 2-1k 1U U U 2 1-+=k U ＝15 ％）％％（）（）（）（3-1k 32-k 2-1k 2U U U 2 1-+=k U ＝－1 ％）％％（）（）（）（2-1k 32-k 3-1k 3U U U 2 1-+=k U ＝9 2、变压器电抗标么值由e j S S X ?=100U d d *％（S e 指系统最大绕组的容量）得： X *1＝1.25；X *2＝－0.083；X *3＝0.75。 3、限流电抗器电抗标么值：2k k *3100U j j e e U S I U X ??= ％＝()21005.11000431010012????＝1.57。 三、三相短路电流的计算（对称） 1、当220kV 母线发生短路时（d 1） 220kV 系统提供的短路电流标么值为：I *＝1/0.07=14.29； 短路电流周期分量有效值为：=??=?=2303100029.143*)3(j j per U S I I 35.86kA ； 由于110kV 侧不提供电源，所以==)3()3(1per d I I 35.86kA ； 短路冲击电流峰值=?="= 86.3555.22I K i ch ch 91.45kA 。（注：K ch 为冲击系数，远离发电厂选2.55）； 容量：==d dj S S )3(14290MV A 2、当110kV 母线短路时（d 2）
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 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： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—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
第二章 负荷及短路电流计算 一、负荷计算 同时系数，出线回路较少的时候，可取0.9-0.95，出线回路数较多时，取 0.85-0.9 ；针对课题实际情况可知同时系数取0.9。 在不计同时系数时计算得 ： 1、主变负荷计算 由所给原始资料可知： 110KV 侧负荷量为： KW P 356400.9240002000300026300270000=??+++?+?=∑ ）（var 162560.924749.040004358.020004358.0300024749.0630024358.07000(0K Q =???+?+?+??+??=∑ ）KVA Q P S 391722 200=∑+∑=∑ 35KV 侧负荷量为： KW P 263610.9200709900920050280001=??+++?+?=∑ ）（var 117000.923584.00074358.09907494.000924559.0050024358.08000(1K Q =???+?+?+??+??=∑ ）KVA Q P S 2884021211 =∑ +∑=∑ 变电站站用负荷量： KVA S S S 06.340)2884039172(%5.0)(%5.01 2 =+?=∑+∑?=∑ ar 159.8282Kv 0.4706.340in w 2528.29988.006.340os 2222=?=∑ =∑=?=∑ =∑??S S Q K C S P 因为变电站站用负荷是从35KV 侧通过站用降压变压器得到，35KV 出线考虑5%的损耗；考虑站用电的损耗和站用变压器的效率，取损耗为5%；因为选用一台220KV 到35KV 的三绕组主变，故主变35KV 侧的容量为： 在计及同时系数0.9时： KVA S S S 272759.005.1)2 1 35kv =??∑+∑≥（三绕主 如果再考虑该变电站5～10年的10%发展，则： KVA S S S 303321.19.005.1)2 1 35kv =???∑+∑≥（三绕主
第一章短路电流计算 1、短路计算的目的、规定与步骤 1.1短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面： 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。 1.2短路计算的一般规定 (1)计算的基本情况 1）电力系统中所有电源均在额定负载下运行。 2）所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 3）短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。 4）所有电源的电动势相位角相等。 5）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 (2)接线方式 计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 1.3 计算步骤 (1)画等值网络图。 1）首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。
2）选取基准容量d S 和基准电压c U （一般取各级电压的1.05倍）。 3）将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。 4）绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。 (2)选择计算短路点。 (3)化简等值网络：为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的总电抗的标幺值* X ∑。 (4)求计算无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值(3)* k I 。 (5)计算三相短路电流周期分量有效值(3) k I 和三相短路容量(3) k S 。 2、参数计算及短路点的确定 基准值的选取：100d S MVA = 2.1变压器参数的计算 (1)主变压器参数计算 由表查明可知：12%U =10.513%U =1823%U =6.5 MVA S N 75= 1121323%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（18+10.5-6.5）=11 2122313%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（10.5+6.5-18）=-0.5 3132312%0.5(%%%)U U U U =+-=0.5*（18+6.5-10.5）=7 电抗标幺值为： 1467.075 100 10011100%1*1=?=?= N D S S U X -0.006775100 1000.5-100%2*2=?=?= N D S S U X 0.093375 100 1007100%3*3=?=?= N D S S U X (2)站用变压器参数计算 由表查明：%4k U =5000.5N S KVA MVA ==
某110kv变电站短路电流计算书
一、短路电流计算 取基准容量S j=100MV A，略去“*”， U j=115KV，I j=0.502A 富兴变：地区电网电抗X 1=S j/S dx=I j/I dx =0.502/15.94=0.031 5km线路电抗X2=X*L*(S j/Up2) =0.4*5*(100/1152)=0.015 发电机电抗X3=(Xd’’%/100)*(S j/Seb) =(24.6/100)*(100/48)=0.512 16km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2) =0.4*16*(100/1152)=0.049 5.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2) =0.4*5.6*(100/1152)=0.017 31.5MV A变压器电抗X6=X7= (Ud%/100)*(S j/Seb)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 50MV A变压器电抗X=(Ud%/100)*(Sj/Seb)=0.272 X8=X3+X4+X5=0.578 X9=X1+X2=0.046 X10=(X8*X9)/(X8+X9) X11=X10+X6=0.046 地区电网支路的分布系数C1=X10/X9=0.935 发电机支路的分布系数C2=X10/X8=0.074 则X13=X11/C1=0.376/0.935=0.402 X14=X11/C2=0.376/0.074=5.08 1、求d1’点的短路电流 1.1求富兴变供给d1’点(即d1点)的短路电流 I x″=I j/(X1+X2)=0.502/(0.031+0.015)=10.913kA S x″=S j/(X1+X2)=100/(0.031+0.015) ≈2173.913MV A
短路电流计算 第一节概述 一、电力系统或电气设备的短路故障原因 （1）自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等，造成单相接地短路和相间短路。 （2）人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。 （3）设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。 二、短路种类 1.单相接地短路 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路 两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中，常见是发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路 两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4.断相或断相接地 线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路 这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障 发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种及两种以上的故障（称之复故障），这种故障不超过全部故障的5%。 第二节 对称短路电流计算 一、阻抗归算 为方便和简化科计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同一基准容量bs S （一般取100MVA 或1000MVA 基准容量）和基准电压bs U （一般取电网的平均额定电压bv U ）时的基准标么阻抗（以下不作单独说明，简称标么阻抗）；归算至额定容量的标么阻抗称相对阻抗。 （一）标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值，其标么可按下式计算 bs G G GN S X X S * = （1-1） 式中 G X * ——发电机在基准条件下电抗的标么值； G X ——发电机额定条件电抗的标对值； G X ——基准容量（MVA ）；
4-10 某工厂变电所装有两台并列运行的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条8km 的10kV 架空线路供给。已知地区变电站出口断路器的断流容量为500MVA ，试用标幺制法求该厂变电所10kV 高压侧和380V 低压侧的三相短路电流k I 、sh i 、sh I 及三相短路容量k S 。 解：（1）取100=d S MVA ， 5.101=d U kV ，4.02=d U kV ，则 kA 5.5kA 5 .10310031 1=?= = d d d U S I ，kA 3.144kA 4 .0310032 2=?= = d d d U S I （2）计算各元件电抗标幺值 系统 2.0500 100 * === oc d S S S X 线路 9.25 .10100 84.02 21* =??==av d WL U S l x X 变压器 625.58 .0100 1005.4100%* =?==N d k T S S U X （3）k 1点短路： 1.39.22.0* **1=+=+=∑WL S X X X kA 77.1kA 1.35 .5* 1 11=== ∑X I I d k kA 51.4kA 77.155.255.21=?==k sh I i kA 67.2kA 77.151.151.11=?==k sh I I kA 77.11==∞k I I MV A 26.32MV A 1.3100* 1 === ∑X S S d k （4）k 2点短路： 9125.52 625.59.22.02****2 =++=++=∑T WL S X X X X
《电力系统分析》课程设计任务书 110kV降压变电所短路电流计算 原始资料 1、电气一次部分设计情况 该变电所为110/38.5/10.5kV三级电压，所内装设31.5MV A及40MV A主变各一台，2回110kV架空进线，4回35kV出线及8回10kV出线。 主接线可以考虑110kV侧采用内桥、外桥、单母分段接线，35kV可以考虑单母分段、双母线接线，10kV可以考虑单母分段、双母线接线。 2、参数部分 系统电抗标幺值" d X=0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型，线路长度一条为16.582km，另一条为14.520km。 3、主变铭牌参数如下： #1主变：型号SFSZ8-31500/110 接线Y N/Y N0/△-11 变比110±4×2.5%/38.5±2×2.5%/10.5 短路电压（%）高-中10.47 高-低18 中-低6.33 短路损耗（Kw）高-中169.7 高-低181 中-低136.4 空载电流（%）0.46 空载损耗（kW）40.6 #1主变：型号SFSZ10-40000/110 接线Y N/Y N0/△-11 变比110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5 短路电压（%）高-中11.79 高-低21.3 中-低7.08 短路损耗（Kw）高-中74.31 高-低74.79 中-低68.30 空载电流（%）0.11 空载损耗（kW）26.71 为了方便计算，设基准容量S B =100MVA，基准电压U B =Uav 设计任务 1、设计110kV降压变电所主接线方案，用1#图纸绘制。 2、短路计算要求： 1）利用“近似法”进行标幺值计算。 2）对于110kV母线故障，考虑两条进线同时运行的情况以计算最大三相短路电流及两相短路电流。 对于35、10kV母线故障，因为不考虑两台主变长期并列运行，所以按分列运行情况进行计算，计算最大三相短路电流及两相短路电流。
第5章短路电流的计算 在电力供电系统中，对电力系统危害最大的就是短路。所谓短路是指一切不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。 产生短路的原因很多，主要有以下几个方面： （1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等； （2）气象条件恶劣。例如雷击造成的闪络放电或避雷动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等； （3）人为事故，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路和设备检修后未拆除接地线就加上电压等； （4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 在三相系统中短路的形式可以分为三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地。三相短路也叫对称短路，系统各相与运行正常时仍处与对称状态，其他类型的短路都不是对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会很少发生，但情况较严重，应给与足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究具有重要的意义。在短路电流计算过程中，便都以最严重的短路形式为依据。因此，本文的短路电流计算都以三相短路为例。 5.1短路电流的计算目的 5.1.1短路电流的危害 在供电系统中发生短路故障时，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通常可达数千安，短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大的电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备和电缆；在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，将造成发电机失去同步，而使整个电力系统的运行解列。 5.1.2 计算短路电流的目的 计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电器设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。 为了达到上述目的，须计算出下列各短路参数： I″—次暂态短路电流，用来做为继电保护的整定计算和校验断路器额定断流容量。应采用（电力系统在最大运行方式下）继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。
XXXX工程6kV用电设备及400V厂用电设备保护整定计 算（R0版） 批准： 审核： 计算： XXXX有限公司 2008年07月
1．短路电流计算 1.1 业主提供数据 220KV系统的等值阻抗根据江苏省电力公司下发的短路容量。 220KV系统的最小方式考虑两条最大短路容量的线路停运，机组的最小运行方式为一台机组运行。 1、系统参数 大方式下系统正序、负序、零序阻抗（Se=100MVA Ue=230KV） Z1=Z2=0.007736 Z0=0.01347 小方式下系统正序、负序、零序阻抗（Se=100MVA Ue=230KV） Z1=Z2=0.01344 Z0=0.02172 2、发电机参数 #3发电机 Se=353MV A；Ue=18KV；Xd″=16.51%；X2=20.14%；X0=8.82% #1、#2、#4发电机 Se=388MV A；Ue=18KV；Xd″=18.0%；X2=21.9%；X0=9.7% 3、主变压器 Se=360MV A；Ue=18KV；XK″=13.3% 4、厂高变 Se=40MV A；Ue=18KV；XdI-II=15%；XdI-III=15%；XdI-II//III=6.3%；Kf=5.7 5、启动变（01#、02#） Se=50MV A；Ue=220KV；XdI-II=23.4%；XdI-III=23.4%；XdI-II//III=12.7% Kf=3.4 6、启动备用变（03#） Se=50MVA；Ue=220KV；XdI-II=21%；XdI-III=21%；XdI-II//III=9.94%； Kf=4.54
三、计算题 第三章 1．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6和0.38，厂用高压备用变压器为分裂绕组有载调压型, 其参数如下：40， 209.5, 低压厂用变压器参数为：1000，10，高压厂用母线已带负荷5200，自启动电动机总功率为10360；低压厂用母线自启动电动机总功率为500，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηφ=0.8） （解：1）厂用高压母线电压校验 高压厂用母线的合成负荷标幺值为： 1 1 0*5103605200 cos 0.8 3.5020000 h Nh P K S S S ηα?++= == 高压厂用变压器电抗标幺值为： 2*11%9.520000 1.1 1.10.052510010040000 k N t N U S x S =? ?=??= 高 压母线电压标幺值： *0*1*1* 1.1 0.929(65%~70%)110.0525 3.50 t h U U x S = ==≥++? 2）低压厂用母线电压校验 低压厂用母线的合成负荷标幺值为： 22*cos 55000.8 3.1251000 l Nl K P S S ηα?= == 低压厂用变压器电抗标幺值为：*2%10 1.1 1.10.11100100 k t U x =?=?= 低压母线电压标幺值：*1*2*2*0.929 0.6955%110.11 3.125 t l U U x S = ==≥++?
高、低压串接自启动时，低压电动机能成功自启动。 满足要求。） 2．某电厂的高、低厂用母线电压分别为6和380，高压厂用备用变压器为双绕组有载调压型, 其参数如下：209.5, 低压厂用变压器参数为：1000，10，高压厂用母线已带负荷5200，自启 动电动机总功率为10360；低压厂用母线自启动电动机总功率为 500，试问高、低压串接自启动时，低压电动机能否成功自启动？（高、低压电动机平均启动电流倍数为5，ηφ=0.8） （解：1）厂用高压母线电压校验 高压厂用母线的合成负荷标幺值为： 1 1 0*5103605200 cos 0.8 3.5020000 h Nh P K S S S ηα?++= == 高压厂用变压器电抗标幺值为：*1%9.5 1.1 1.10.1045100100 k t U x =?=?= 高 压母线电压标幺值： *0*1*1* 1.1 0.805(65%~70%)110.1045 3.50 t h U U x S = ==≥++? 2）低压厂用母线电压校验 低压厂用母线的合成负荷标幺值为：
1、有关短路的概念 短路是指不同电位的导体之间的电气短接，这是电力系统中最常 见最严重的故障。 短路后，其阻抗值比正常负荷时电路的阻抗值小得多，因此，短路电流往往比正常负荷电流大很多倍。对电力系统产生极大的危害。在电力系统中，发生单相短路可能性最大，但三相短路的短路电流比单相短路电流大得多，造成的危害最严重。因此，作为选择和校验电器和导体依据的短路电流，通常采用三相短路电流。 2、采用标幺制法进行三相短路电流计算 （1） 确定基准值 取 100d S MVA =，()115%3536.75c U kV kV =+?=，()215%1010.5c U kV kV =+?= 而 11100 1.5713336.75d d c S I kA kA U = ==?
22100 5.4993310.5 d d c S I kA kA U = ==? (2)求电路中各元件的电抗及总阻抗 1)电力系统的电抗标幺值 1500oc S MVA = * *01100 0.067oc X X S == = 2)高压侧架空线路的电抗标幺值 *01221 0.74 d c x L S X U = = *02231 0.59 d c x L S X U = = 注：0x 取0.4，1L =25km 2L =20km 低压侧架空线路的电抗标幺值 *01212 2.54 L d L c x L S X U == *02222 4.76L d L c x L S X U == *03232 5.08L d L c x L S X U == *04242 4.13L d L c x L S X U == *05252 3.81L d L c x L S X U == *06262 4.44 L d L c x L S X U = = 注：0x 取0.35，1L =8kn 2L =15km ……6L =14km
（1）各元件阻抗值计算 设基准容量为Sj＝100MV A，则各元件的阻抗标幺值如下： 35kV线路：查相关手册，LGJ－70架空线路的阻抗为r0＝0.45Ω/km，x0＝0.364Ω/km（x0根据三相导线的几何均距及导线规格查得）。 由于线路电阻所占比例较大（R＞X/3），应计入。 Z*1＝R*1＋jX*1＝r0LSj/U2p＋jx0LSj/U2p ＝（r0＋jx0）LSj/U2p ＝（0.45＋j0.369）×24×100/372 ＝0.79＋j0.64 Z*2＝R*2＋jX*2 ＝（0.45＋j0.364）×12×100/372 ＝0.39＋j0.32 变压器T1：由于变压器容量较大，其电阻所占比例不大（R＜X/3），所以只计算电抗。 X*3＝（Ud％/100）×（Sj/Se）＝（6.97/100）×（100/2）＝3.49 变压器T2： X*4＝（Ud％/100）×（Sj/Se）＝（7.05/100）×（100/3.15)＝3.53 画出等值电路图如下所示。 进一步简化为 Z*5＝Z*1∥Z*2 ＝（0.79＋j0.64）∥（0.39＋j0.32） ＝0.26＋j0.21 X*6＝X*3∥X*4 ＝（3.49×3.53）/（3.49＋3.53） ＝1.75 画出等值电路图如上图（b）所示。 （2）短路电流计算 1）d1点三相短路： 取Up＝37kV，则基准电流为 Ij＝Sj/（√3Up）＝100/（√3×37）＝1.56（KA）(定值) d1点短路电路总阻抗为 Z*d1∑＝Z*5＝0.26＋j0.21 超瞬变短路电流有效值（等于稳态短路电流）为 I``d1＝Id1∞＝Ij/IZ*d1∑I ＝1.56/√（0.262＋0.212）＝1.56/0.33＝4.67（kA） 短路全电流最大有效值为 （因R＞X/3，此处应该用公式Ich＝1.09I``） Ich1＝1.09I``d1＝1.09×4.67＝5.09（kA） 短路冲击电流为 （因R＞X/3，此处应该选取Kch＝1.3） ich1＝1.3√2I``d1＝1.84I``d1＝1.84×4.67＝8.59（KA） 三相短路容量为 Sd1＝√3UpI``d1＝√3×37×4.67＝299.3（MV A） 2）d2点三相短路：
一 原始数据： 1．系统资料：（基准电压为750kV ，基准容量为1000MVA ） 根据系统提供资料，750kV 系统的短路水平按63kA 考虑.经折算系统正序阻抗为0.028，零序阻抗为0.04；220k V 系统的短路水平按40kA 考虑.经折算系统阻抗为0.066。 2．电气设备参数： (1) 发电机1G ～2G ：1222MVA ， %1 d X ＝20%；X 2%＝26.1%。 (2) 主变压器1T ～2T ：3×410MVA ，Ud%＝25% (3) 1G ～2G 高厂变：75/45-45MVA ，Ud1-2’%＝18%；Ud1-2”%＝18% (4)起/备变：75/45-45MVA ，Ud1-2’%＝20%；Ud1-2”%＝20% 二 计算原则： 见《电力工程电气设计手册 【1】电气一次部分》（以下简称《手册》）第119页。 三 程序名称、版本： 程序名称：短路电流计算计算 DLDL.EXE 版本：PC 版 四 计算模型、计算公式和简图： 1. 电气元件参数标幺值计算 (1) 基准值：基准容量1000MVA 基准电压Uj = Up = 1.05Ue 基准电流Ij = J j I S 3 基准电抗Xj = Uj Ij 3 = Uj Sj 2
(2) 发电机电抗标幺值计算： d X Sj Pe *"cos = ? X"%d 100φ 发电机1G 、2G ： X " *1d = 162.09 .0/12221100 10020=? X 2*= 1893.09 .0/12221100 10021=? (3) 变压器电抗标幺值计算： X *d = X"%d 100? Sj Se 主变压器1T 、2T ： X * d = 2032.01230 100010025=? 高厂变1G 、2G ： X * 1 d = 4.275100010018=? X * 2d =4.275 1000 10018=? 起/备变： X * 1 d = 7.2751000 10020=? X * 2d =7.275 1000 10020=? (4) 计及反馈的电动机功率 1G 、2G 10kV 工作段 A 段 75601kW B 段 75151kW 取其中最大值 75601kW 电动机反馈电流倍数 K d ,D = 6.0 电动机反馈电流冲击系数 K ch ,D = 1.7
电力系统各种元件电抗值的计算 通常我们在计算短路电流时，首先要求出短路点前各供电元件的相对电抗值，为此先要绘出供电系统图，并假设有关的短路点。供电系统中供电元件通常包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。目前，一般用户都不直接由发电机供电，而是接自电力系统，因此也常把电力系统当作一个“元件”来看待。 常用电气设备标么值和有名值计算公式： 1、系统电抗的计算： 系统电抗，百兆为1，容量增减，电抗反比。本句话的意思是当系统短路容量为100MV A 时，系统电抗数值为1；当系统短路容量不为100MV A ，而是更大或更小时，电抗数值应反比而变。例如当系统短路容量为200MV A 时，电抗便是0.5(100/200=0.5)； 当系统短路容量为50MV A 时，电抗便是2(100/50=2)，系统容量为“∞”，则100/∞=0，所以其电抗为0。依据一般计算短路电流书中所介绍的，均换算到100MV A 基准容量条件下的相对电抗公式而编出的(以下均同)，即S X j *＝式中：Sj 为基准容量取100MV A 、S 为系统容量(MV A)。 2、发电机、电动机、调相机的计算： 标么值： ? cos /100%""* e j d d P S X X ?= 有名值：?cos /100%"" e j d d P U X X ?= X d %为次暂去电抗百分值， 3、变压器电抗的计算： 标么值： e j d d S S U X ?=100%" " * 有名值：e e S U U X 2d d 100%?= U d %为短路电压百分值 低压侧有两个分裂绕组的双绕组变压器的计算则用： ()4K 1U X f 2 -d12-1+= ()e j 2-1f 1S S X 4K 1X ??-= e j 2-1f 21S S X K 21 X X ???= = 不分裂绕组的三双绕组变压器则的计算用： ()e j 3-23-12-11S S X X X 21 X ?-+= ()e j 2-13-23-12S S X X X 21 X ?-+= ()e j 3-23-12-11S S X X X 21 X ?-+= 4、电抗器电抗的计算： 标么值： 2k "* k U 3U 100%j j e e S I X X ????? ? ??= 有名值：e e K S U X X 2k 100%?= X K ％为百分电抗值，I e 单位为KA 5、架空线路及电缆线路电抗值的计算：
发电机型号：TS1280/180-60,Pe=175MW, Ue=15.75kV, cos ?=0.85, X "d*=0.214。 一、各元件参数计算： 短路电流的计算采用标幺值进行近似计算，取统一基准容量B S =1000MVA ，将各级电压的平均额定电压取为基准电压，即B U =av U 。 1、发电机：X "d*=0.214； 2、220kV 变压器：655.0200 1000 1001.13100%1=?=?= N B k T S S U X ； 3、110kV 变压器：650.0200 1000 10013100%2=?=?=N B k T S S U X ； 4、联络变压器：()()9182882121 3231211=-+=-+=---U U U X ; ()())0(12818821 213132212计算取-=-+=-+=---U U U X ； ()()198182821 212132313=-+=-+=---U U U X ； 1901000 1009100%4=?=?= N B k T S S U X ； 090 1000 1000100%5=?=?= N B k T S S U X ； 21.0901000 10019100%6=?=?= N B k T S S U X ； 5、厂用变压器：730.83 .61000 1005.5100%3=?=?= N B k T S S U X ； 6、系统电抗：220kV 系统：0.071；110kV 系统：0.11。
二、网络等值图： d1 d2 d3d4 d5 d6 d7 0.2140.6550.650 0.071 0.110 10 0.210 8.7308.730 0.214 1、短路点d1 d1 0.2140.6550.650 0.071 0.110 10 0.214 合并串并联支路
一、短路电流计算 取基准容量S j=100MV A，略去“*”， U j=115KV，I j=0.502A 富兴变：地区电网电抗X1=S j/S dx=I j/I dx =0.502/15.94=0.031 5km线路电抗X2=X*L*(S j/Up2) =0.4*5*(100/1152)=0.015 发电机电抗X3=(Xd’’%/100)*(S j/Seb) =(24.6/100)*(100/48)=0.512 16km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2) =0.4*16*(100/1152)=0.049 5.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2) =0.4*5.6*(100/1152)=0.017 31.5MV A变压器电抗X6=X7= (Ud%/100)*(S j/Seb)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 50MV A变压器电抗X=(Ud%/100)*(Sj/Seb)=0.272 X8=X3+X4+X5=0.578 X9=X1+X2=0.046 X10=(X8*X9)/(X8+X9) X11=X10+X6=0.046 地区电网支路的分布系数C1=X10/X9=0.935 发电机支路的分布系数C2=X10/X8=0.074 则X13=X11/C1=0.376/0.935=0.402 X14=X11/C2=0.376/0.074=5.08 1、求d1’点的短路电流 1.1求富兴变供给d1’点(即d1点)的短路电流 I x″=I j/(X1+X2)=0.502/(0.031+0.015)=10.913kA S x″=S j/(X1+X2)=100/(0.031+0.015) ≈2173.913MV A i chx1=√2 *K ch*I x″=√2 *1.8*10.913=27.776kA I ch=I x″√1+2(K ch-1)2 =10.913*√1+2(1.8-1)2
110K V变电站设计负荷及短路电流计算部 分
第二章 负荷及短路电流计算 一、负荷计算 同时系数，出线回路较少的时候，可取0.9-0.95，出线回路数较多时，取 0.85-0.9 ；针对课题实际情况可知同时系数取0.9。 在不计同时系数时计算得 ： 1、主变负荷计算 由所给原始资料可知： 110KV 侧负荷量为： KW P 356400.9240002000300026300270000=??+++?+?=∑ ）（var 162560.924749.040004358.020004358.0300024749.0630024358.07000(0K Q =???+?+?+??+??=∑）KVA Q P S 3917220 200=∑+∑=∑ 35KV 侧负荷量为： KW P 263610.9200709900920050280001=??+++?+?=∑ ）（var 117000.923584.00074358.09907494.000924559.0050024358.08000(1K Q =???+?+?+??+??=∑）KVA Q P S 28840212 11 =∑+∑=∑ 变电站站用负荷量： KVA S S S 06.340)2884039172(%5.0)(%5.0102=+?=∑+∑?=∑ ar 159.8282Kv 0.4706.340in w 2528.29988.006.340os 2222=?=∑ =∑=?=∑=∑??S S Q K C S P 因为变电站站用负荷是从35KV 侧通过站用降压变压器得到，35KV 出线考 虑5%的损耗；考虑站用电的损耗和站用变压器的效率，取损耗为5%；因为选用一台220KV 到35KV 的三绕组主变，故主变35KV 侧的容量为： 在计及同时系数0.9时： KVA S S S 272759.005.1)2135k v =??∑+∑≥（三绕主 如果再考虑该变电站5～10年的10%发展，则：
第一章短路电流计算 系统图转化为等值电路图 一、基准值： 工程上通常选取基准容量Sj=100MV A,基准电压通常取各元件所在的各级平均电压： 220KV电压级：Vj=1.05×220KV=230KV 110KV电压级： Vj=1.05×110KV=115KV 10KV电压级： Vj=1.05×10KV=10.5KV 基准电流220KV侧Ij=0.251KA，110KV侧Ij=0.502KA，10KV侧Ij=5.5KA 三绕组变压器阻抗电压为 U12%=14.5 U13%=23.2 U23%=7.2 三绕组变压器等值电抗分别为： X1%=1/2(U12%+U13%-U23%)=1/2(14.5+23.2-7.2)=15.25 X2%=1/2(U12%+U23%-U23%)=1/2(14.5+7.2-23.2)=0
X3%=1/2(U13%+U23%-U12%)1/2(23.2+7.2-14.5)=7.95 功率： Sd1=100Sc/x1%=100×120/15.25=786.89MVA Sd3=100Sc/x3%=100×120/7.95=1509.43MVA 各绕组电抗标么值： X4*=X1*=x1%/100×Sj/Sn=15.25/100×100/120=0.127 X6*=X3*=x3%/100×Sj/Sn=7.95/100×100/120=0.066 等值线路图：各取220KV，110KV和10KV母线处短路点为d1,d2,d3 1、220KV短路计算 由图知：220KV母线d1点发生短路时，
系统等效电抗 X7*=xd2*+x1*∥x4*=0.3835 d1短路时的短路电流标么值： Id1*=E1*/xd1*+E2*/x7*=1/0.16+1/0.3835=8.86 故d1处短路时短路电流的有名值为： Id1=Ij×Id1*=0.251×8.86=2.22KA 冲击电流： Ich1=ich= 2Kch I d=2.55Id 冲击电流最大有效值为： Ich=2)1 +Kch Id=1.51Id (2 1- 工程设计中所取冲击系数为Kch=1.8 即220KV测冲击电流和最大有效值为： ich1=2.55Id=2.55×2.22=5.661KA Ich1=1.51Id=1.51×2.22=3.352KA 短路容量: Sd1=3Vj1Id1=3×230×2.22=884.4MVA 2、110KV母线发生短路时： 由以上等效图计算：
、原始数据 系统阻抗标么值为（最大运行方式），（最小运行方式） 取基准容量S j 100MVA ，基准电压U j U av 1.05U N （对应于各电压等级，） 电气设备参数如下: (1) 发电机G1~G2 P e 7MW ，cos 0.8, G e P e /cos 8.75MVA ， X d % 13 (2) 主变压器仃~2T S 1T S 2T 9MVA ，U k % 9 (3) 辅助变压器3T~4T S 3T S 4T 2MVA ，U k % 9 (4) 厂用变压器5T~8T S 5T S 6- 「 S 7T S 8T 2MVA ，U k % 9 三、各元件阻抗参数计算 四、电气主接线图 五、阻抗系统图 六、短路电流计算 9 100 X 4T 4.5 100 2 X 3T 发电机（G1~G2： X G x d S j 100 P e / cos X G1 X G2 13 100 100 7/0.8 主变压器（ 仃 ~2D ： X T U k % 100 S S e X 2T 9 100 100 1 9 辅助变压器 (5T ): X T U k % S 100 S e X 3T 9 X 4T 云 100 4.5 2 厂用变压器 (3T~4D : X T U k % S j 100 S e
（1）求计算电抗及查表求电流标幺值I t 对于发电机（有限容量系统）：先求计算电抗x *s x m S Ge ，再查表得到电流标 S j 幺值I t （2）计算短路电流、冲击电流和短路容量 对于无限容量系统：电流基准值 I S j b .3 U av 短路电流I" I 1。I b 短路容量S C S j X c 对于发电机（有限容量系统）：电流基准值（归算到短路点）I? 短路电流I t I t I cb 短路容量S C 3 u av i " 冲击电流i sh ?2K sh I"，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取 K sh 1.9 ；短路发生在发电厂高压侧母线时， 取K sh 1.85 ；在其他地点短路时, 取 K sh 1.8. 全电流系数2（K sh 1）2 系统S 出口母线k1点短路 （1）系统及其等值网络的化简 各电源的计算电抗如下: 最大运行方式： 对于无限大容量系统：|0 I 1_ X C