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河北工程大学毕业设计说明书
第4章 短路电流计算
“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起的。因此，正确计算短路电流尤为重要。
4.1 计算短路电流的目的
（1） 为保证电力系统的安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。
（2） 为尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动的使有关断路器跳闸，继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要准确的短路电流数据。
4.2 短路计算的方法
短路电流计算的方法常用的有欧姆法（有名单位制法）和标么值法。
在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制；但计算高压系统短路电流，由于有多个电压等级，存在着电抗换算问题，为使计算简化常采用标么制。
因此，本设计采用的是标么值法来计算短路电流。
4.3 标么值法计算短路电流 4.3.1 标么值的概念
标么制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值就是实际有名值与选定的基准值间的比值，即
标么
实际值(任意单位)
基准值(同实际值单位)从上看出，标么值是没有单位的。另外,采用标么值计算时必须先选定基准值。 我们一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。根据三相交流电路中的基本关系，推得基准电流Id和基准电抗值分别为
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Id?Sd （4-1） 3UdUdU?d （4-2） Xd?3IdSd据此，可以直接写出以下标么值表示式
容量标么值
2S?U?*I?**SSdUUd （4-3）
电压标么值 （4-4）
电流标么值
IId?I3IdSd （4-5）
电抗标么值
X?*XXd?XSd （4-6） 2Ud在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值Sd＝100MVA，基准电压（Ud）为线路平均额定电压（Uc）。
4.3.2 电力系统各元件电抗标么值的计算
取Sd＝100MVA，Ud＝Uc ① 电力系统的电抗标么值为
Xs?Ud/Uc?Sd （4-7）
X?XdSocSdSoc*s22② 电力变压器的电抗标么值为
22Uk%UcUcUk% （4-8） XT?/?X?Xd100SNSd100SN*T③ 电力线路的电抗标么值为
XWL?1/Uc?1Sd （4-9） *XWL?XoXo2SdUcXd2 20
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4.3.3 用标么值法进行短路计算的方法
短路电流中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，计算其总电抗标么值XΣ*，由于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此无需进行电压换算，这也是标么值法较之欧姆法优越之处。
无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算为
I(3)*k(3)21UcSdUcIk??/??* （4-10）
3X?3UcSdX?X?Id由此可求得三相短路电流周期分量有效值
Id(3)(3)*Ik?IkId?* （4-11）
X?求得Ik(3)后，即可利用前面得公式求出I”(3)、I∞(3)、ish(3)和Ish(3)等。 三相短路容量得计算公式为
3)(3) S(?3UIckk?3UcIdSd?* （4-12） *X?X?4.4 短路电流的计算过程与结果
（1） 绘制计算电路图如图4-1
k-1 (1) 500MVA (2) LGJ—185，8km 10.5kV
SG10-630 0.4kV （3） k-2 ～ ∞ 系统
图4-1 短路计算电路
Ud=10.5KV，（2） 确定基准值 设Sd=100MVA，高压侧，低压侧Ud2=0.4KV，Ud1?10.5KV，
则
Id1?Sd3Ud1?100MVA?5.5KA
3?10.5kv 21
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Id2?Sd3Ud2?100MVA?144KA
3?0.4kv（3） 计算短路电路中各元件的电抗标幺值
① 电力系统
X1*?100MVA?0.2
500MVA② 架空线路 查表8-37，得LGJ-185的x0=0.35?/km，而线长8km。故
*X2??0.35?0.8??100MVA?10.5KV?2?2.54
③ 电力变压器 UZ%=4，故
X?*3Uk%Sd4?100?1000??6.35
100SN100?630因此绘制等效电路，如图所示
（4） 计算k-1点（10.5KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量
① 总电抗标幺值
*X*?k?1??X1*?X2?0.2?2.54?2.74 ?② 三相短路电流周期分量有效值
Ik???1?Id1/X*?k?1??5.5KA/2.74?2.01KA
?3③ 其它短路电流
????I???I??Ik?1?2.01KA
\333??ish?2.55I???2.55?2.01KA?5.13KA
3\3??Ish?1.51I???1.51?2.01KA?3.04KA
3\3④ 三相短路容量
Sk???1?Sd/X*?k?1??100MVA/2.74?36.5MVA
?3（5） 计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量
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