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第3章 短路电流的计算
3.1 概 述
3.1.1短路电流计算的目的
（1）校验电气接线的合理性，选择限制短路电流的方式。 （2）进行电气设备和校验。
（3）主变压器继电保护的整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据 3.1.2产生短路的原因
所谓短路是指电力系统正常运行情况以外的某处相与相式相与地之间的“短接”，在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的，如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了“短路”故障，如过电压、设备直接遭受雷击，绝缘材料陈旧和机械损伤等原因，就常使绝缘损坏。
电力系统其它某些故障也可能导致短路，如输电线路断线和倒杆事故等，此外运行人员不遵守操作技术规程和安全规程，造成误操作式小动物跨接裸导体时，都可能造成短路。 3.1.3短路点位置的选择
（1）选择原则
短路电流的计算，是为了选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。
（2）短路点的选择分析如图3.1。
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图3.1短路计算电路图
３.2短路电流的计算
由于电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可以为电压维持不变，即系统容量为无限大。所以我们在这里进行短路电流计算方法，以无限大容量电力系统供电作为前提计算的， 其方法常用的有欧姆法和标幺制法．
1、计算的基本情况
1）电力系统中所有电源均在额定负荷下进行。 2）短路发生在短路电流最大值的瞬间。
3）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流。 2、计算容量
应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，根据设计任务书的要求，为选10KV配电装置的电器和导线需计算在最大运行方式下通过电气设备的短路电流，选择一个短路点K-1。其电抗值的选择如表3-1。
表3-1电力线路每相的单位长度电抗平均植 线路电压 线路结构 35KV及以上 架空线路 电缆线路 0.40 0.12 6～10KV 0.35 0.08 220／380 0.32 0.066 22
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3.3在最大运行方式下短路电流的计算
（1）确定基准值
设S d =100MV·A，Ud=Uc，即Ud1=38.5kV，Ud2=10.5kV，Ud3=0.4kV 则 I d1=S d/3U d1=100MV·A/（3×38.5kV）=1.49kA I d2 =S d/3U d2=100MV·A/（3×10.5kV）=5.5kA I d2 =S d/3U d2=100MV·A/（3×0.4kV）=144.34 kA
（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（Soc= 500MV·A） X1*= 100/500=0.2
2）电缆线路
X2*=（0.1×5）Ω×100MV·A/（38.5kV）2=1.29 3）电力变压器
查表13得SZ9-2500/35变压器Uk%=6.5
SCB10—1250/10变压器Uk%=6 SCB10—1000/10变压器Uk%=6 SCB10—800/10变压器Uk%=6 SCB10—630/10变压器Uk%=4
X3*= Uk%×S d／100SN?.T=6.5×100×1000／100×2500=2.6 X4= Uk%×S d／100SN?.T=6×100×1000／100×1250=4.8 X5*= Uk%×S d／100SN?.T=6×100×1000／100×1000=6 X6*= Uk%×S d／100SN?.T=6×100×1000／100×800=7.5 X7*= Uk%×S d／100SN?.T=4×100×1000／100×630=6.3
绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。
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图3-3 等效电路
（3）求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值
X*Σ(K-1) = X1*+X2*=0.2+1.29=1.49 2）三相短路电流周期分量有效值 I（3）k-1=Id1/X*∑（k-1）=1.49/1.49=1kA
3）其他三相短路电流 I\(3)=I(3)∞= I(3) k-1=1kA
i(3)sh=2.55 I\(3)=2.55×1kA= 2.55kA I(3) sh =1.51 I\(3)=1.51×1kA=1.51kA 4）三相短路容量
S(3) k-1=S d/ X*∑（k-1）=100MVA/1.49=67.1MV·A
（4）求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值
X*Σ(K-2) = X1*+X2*+X3*=0.2+1.29+2.6=4.09
2）三相短路电流周期分量有效值 I（3）k-2=Id2/X*∑（k-2）=5.5kA/4.09=1.34kA
3）其他三相短路电流 I\=I
(3)
(3)∞
=I
(3) k-2=1.34kA
i(3)sh=2.26 I\(3)=2.26×1.34kA=3.04kA I(3) sh =1.51I\(3)=1.51×1.34kA=2.03kA 4）三相短路容量
S(3) k-2=S d/ X*∑（k-2）=100MVA/4.09=24.4MV·A
（5）求k-3点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量（变压器T1运行下）
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1）总电抗标幺值
X*∑（k-3）=X*1+X*2+X3*+X*4=0.2+1.29+2.6+4.8=8.89 2）三相短路电流周期分量有效值
I（3）k-3=Id2/X*∑（k-3）=144.34kA/8.89=16.2kA 3）其他三相短路电流 I\(3)=I(3)∞=I(3) k-3=16.2kA
i(3)sh=2.26 I\(3)=2.26×16.2kA=36.6kA I
(3) sh
=1.51I\=1.51×16.2kA=24.5kA
(3)
4）三相短路容量
S(3) k-2=S d/ X*∑（k-3）=100MVA/8.89=11.24MV·A
（6）求k-4点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量（变压器T2运行下）
1）总电抗标幺值
X*∑（k-4）=X*1+X*2+X3*+X*5=0.2+1.29+2.6+6=10.09
2）三相短路电流周期分量有效值 I
（3）
k-4
=Id2/X∑（k-4）=144.34kA/10.09=14.3kA
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3）其他三相短路电流 I\(3)=I(3)∞=I(3) k-4=14.3kA
i(3)sh=2.26 I\(3)=2.26×14.3kA=32.3kA I(3) sh =1.51I\(3)=1.51×14.3kA=21.6kA 4）三相短路容量
S(3) k-2=S d/ X*∑（k-4）=100MVA/10.09=9.9MV·A
（7）求k-5点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量（变压器T2运行下）
1）总电抗标幺值
X*∑（k-4）=X*1+X*2+X3*+X*6=0.2+1.29+2.6+7.5=11.59
2）三相短路电流周期分量有效值
I（3）k-4=Id2/X*∑（k-4）=144.34kA/11.59=12.45kA 3）其他三相短路电流
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