第三章 短路计算
3.1短路计算的相关概念、内容和目的
1．短路,是指供电系统正常运行情况外的，导电相与相或相与地之间负荷支路被旁路的直接短路或经过一个很小的故障点阻抗短接。
2．短路计算的主要内容是确定短路电流的大小，即最大短路电流的大小。 3．短路计算的目的，是通过短路过程的研究及计算短路电流的量值，从而达到供电系统合理设计和安全可靠运行的重要因素。
3.2短路点的选取
因短路计算的主要内容是确定最大短路电流的大小，所以对一次侧设备的选取一般选取110KV高压母线短路点作为短路计算点；对二次侧设备和牵引馈线断路器的选取一般选取27.5KV低压母线短路点作为短路计算点。
3.3短路计算
电路简化图如图 3-1所示
图3-1
额定电压与平均电压之间的关系如表3-1所示：
表3-1
短路计算用电网平均电压 额定电压Ue(Kv) 平均电压Up(Kv) 220 230 110 115 35 37 25 27.5 10 10.5 6 6.3 Ⅰ、上图系统电力变压器的总容量为：S降?63000?2?15000?2?156000KVA
- 10 -
系统供电电源容量：S系?10000MVA
S降S系?156000?100%?1.56%?3%
10000000因此，在降压变压器低压侧发生短路时，供电电源视为无限大容量供电状态。 Ⅱ、在上述前提条件下，周期分量电流有效值的标幺值IZ*?1,其中X?*为线X?*路总阻抗的标幺值，与线路的长度成正比，IZ*与线路的长度成反比，因此选取线路L7、L8，而不取线路L9、L10。取其中较大的作为选择断路器的参考依据。
Ⅲ、取Sj?100MVA, UX?Xj?UP ① 发电机：X1*?X1?SjSFe?0.01?100?1?10?4(可忽略) 10000② 220KV输电线：X2*?X?L?1100??0.4?150??0.05671 2UP22302Sj③ 220/110KV变压器：X3*?Ud%Sj17100????0.2698 100Sbe10063Ud%Sj17100????0.2698 ④ 220/110KV变压器：X4*?100Sbe10063⑤ 1100KV输电线：X5*?X?L?Sj2UP?0.4?80?100?0.2419 2115Ud%Sj10.5100?'???0.7 ⑥ 110/27.5KV变压器：X6*?100Sbe10015⑦ 110/27.5KV变压器：X7*?Ud%Sj10.5100?'???0.7 100Sbe10015⑧ 由于其次边230V处接有一熔断器，因此其次边短路时会自动熔断，且其次
边并未与变压器构成环网，于是计算时可以不予考虑。 Ⅳ、计算
ⅰ、d1处发生三相短路时，等值计算网络图3-2如下：
- 11 -
图3-2
11① X?*?0.05671??0.2698?0.2419??0.7?0.7835
22② 周期分量电流有效值的标幺值：IZ*?11??1.276 X?*0.7835③ 周期分量电流有名值：IZ?IZ*?Ij?1.276?④ 取Kch?1.8，则有：
100?2.679KA
3?27.5冲击电流ich?1.05?1.8?IZm?1.05?1.8?2IZ?7.160KA
''Ich?1.61IZ?1.61IZ?1.61?2.679?4.313KA
ⅱ、d2、d3、d4处发生三相短路时，等值计算网络图3-3如下：
图3-3
① 由于d2、d3、d4都是直接在110KV侧短路，且属于并联运行，于是此三
处短路电流值相同 (此处计算d2) 。
1② X?*?0.05671??0.2698?0.2419?0.4335
2③ 周期分量电流有效值的标幺值：IZ*?11??2.307 X?*0.4335 - 12 -
④ 周期分量电流有名值：IZ?IZ*?Ij?2.307?④ 取Kch?1.8，则有：
100?1.158KA
3?115冲击电流ich?1.05?1.8?IZm?1.05?1.8?2IZ?3.095KA
''Ich?1.61IZ?1.61IZ?1.61?1.158?1.864KA
Ⅲ、对牵引变电所主变压器：
110KV侧额定电流：Ie1?Se3Ue1Se?15000?78.73A
3?11015000?314.92A
3?27.527.5KV侧额定电流：Ie2?3Ue2?短路计算值一览表见表3-2：
表3-2
数据 27.5Kv 110Kv 额定电流 Ie(A) IZ(KA) 各短路点的短路电流值 ich(KA) Ich(KA) 78.73 314.92 2.679 1.158 7.160 3.095 4.313 1.864
- 13 -
第四章 设备及选型
4.1母线的选择及校验
4.1.1 110KV侧母线采用软母线
1．按最大长期工作电流选择母线截面
根据正常工作下持续发热容许温升的限制，应使最大长期工作电流小于Ixu，即Ixu?Ig.max；最大长期工作电流按变压器过载1.3倍考虑，
则 Ig.max?1.3Ie?1.3?1.315000?102.35A 3Ue3?110Se由《电力牵引供变电技术》附录二附表3查出铝母线（LMR型）15×3的允许载流量为156A（环境温度为25?时），大于最大工作电流，故初选15×3=45mm2截面的铝母线（单条平放）。
2．校验母线的短路热稳定性
要求短路最终温度?Z，应先求出起始温度?S，根据?Z，利用曲线A??f(?)，找出对应的AS值，再由
1Qd?AZ?AS求出AZ，再次利用曲线A??f(?)找出对2S应的?Z，A??f(?)曲线如图4-1所示。
- 14 -