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短路是工厂供配电系统中常见的一种故障。短路是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间低阻性短接。一旦发生短路后其短路电流远远大于负荷电流，其数值高达几万安培甚至几十万安培，如此大的短路电流会给工厂供配电系统带来极大的危害。为了正确选择电气设备和导体，需要进行短路电流计算，从而当发生短路时，设备和导体有足够的动稳定性和热稳定性。在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路，其中三相短路发生后果严重程度最大，单相接地故障发生概率最大。计算短路电流首先是计算三相短路电流，对于三相短路电流的计算方法为欧姆法和标幺值法，标幺值法计算短路回路中各个元件均为相对值，与短路计算点的电压无关，所以运行用标幺值法进行三相短路电流计算时不需要电压变换，相对欧姆法来说，这是它一个显著的优点。本文主要介绍标幺值法计算短路电流的原理和利用天正电气进行短路电流计算。 一、标幺值法 标幺制法又称相对单位制法，因其短路计算中的有关物理量采用标幺值即相对单位而得名。标幺值制法一般用于高压电路短路计算，通常只计电抗。任一物理量的标幺值A*，为该物理量的实际量A与所选定的基准值Ad 的比值，即 A*=A/Ad 采用标幺值法进行三相短路计算步骤如下： （1）确定基准值，包括确定基准容量Sd、基准电压Ud、基准电流Id。 基准容量：通常取Sd =100MVA。 基准电压：取元件所在处的短路计算电压，即取Ud =Uc=（1+5%）UN，UN为系统的额定电压。 基准电流Id 则按下式计算：
（2）计算短路回路各个元件的电抗标幺值。主要包括电力系统电抗标幺值、电力线路电抗标幺值、电力变压器电抗标幺值。 电力系统的电抗标幺值为：
式中，Sd为基准容量；Soc为上级馈线出口断路器的断流容量，单位都是MVA。 电力线路的电抗标幺值为：
式中，X0为电力线路单位长度的电抗值，l为电力线路的长度，单位是km，Uc为电力线路所处的短路计算电压；Sd为基准容量。 电力变压器的电抗标幺值为：
式中，UK%为阻抗电压；Sd为基准容量；SN为变压器的额定容量，但是这里的单位是MVA。 （3）利用其等效电路图进行电路化简，求出其总电抗标幺值XΣ*。 （4）计算短路电流和短路容量。 三相短路电流周期分量有效值标幺值：
三相短路电流周期分量有效值为：
短路次暂态电流有效值、三相短路电流稳态值与三相短路电流周期分量有效值的关系如下：
短路冲击电流ish和短路冲击电流有效值Ish计算公式如下： 在高压电路发生三相短路时
在低压电路中发生三相短路时
短路容量计算公式为
二、利用天正电气计算三相短路电流和短路容量 天正电气中短路电流的计算方法采用的是标幺值法，点击天正工具栏中计算选择短路电流，弹出了短路电流计算的对话框如下图所示。
用天正电气计算内容为：某供电系统如图下图所示，已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型，其断流容量为500MVA。试求工厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
通过查相关表格S9-800，连接组别为Yyno，此时变压器的容量为800kVA，阻抗电压%为4.5。根据上面提供资料，通过天正电气软件计算K-1和K-2两处的短路电流。 上图中电源为无限大容量电力系统，图中的短路容量就是出口断路器的断流容量为500MVA。设置电力系统的参数如下图所示。
设置电力线路参数如下图所示。
设置变压器的参数如下图所示。
选择10kV高压母线发生短路时的计算结果。点击选择短路点，短路点处即红叉处。
选择380V高压母线发生短路时的计算结果。
综上所示表明天正电气方面计算短路电流，其计算结果与手工计算结果基本一致。 （原创文章，转载请联系获取授权） 猜您喜欢
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