短路电流计算案例之欧阳光明创编

短路容量及短路电流的计算

欧阳光明（2021.03.07）

1、计算公式：

同步电机及发电机标么值计算公式：

x\"d%SjX\"*d100Sr（1-1）

（1-2） （1-3）

变压器标么值计算公式：X*Tuk%Sj100SrT线路标么值计算公式：X*LXLL电抗器标么值计算公式：X*kSjU2jxk%UrIj（1-4） 100IrUjSjSs电力系统标么值计算公式：X*s（1-5）

异步电动机影响后的短路全电流最大有效值：

\"2\"2Ich(Is\"IM)2[(Kch•s1)Is\"(Kch•M1)IM] （1-6）

其中：x\"d%同步电动机超瞬变电抗百分值

Sj基准容量，100MVA Uj基准容量，10.5kV Ij基准电流，5.5kA

Sr同步电机的额定容量，MVA SrT变压器的额定容量，MVA

uk%变压器阻抗电压百分值

XL高压电缆线路每公里电抗值，取

0.08/km

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

高压电缆线路每公里电抗值，取0.4/km

L高压线路长度，km

Ur额定电压，kV

Ir额定电流，kA

xk%电抗器的电抗百分值 Ss系统的短路容量，1627MVA

Is\"由系统送到短路点去的超瞬变短路电流，kA

\"IM异步电动机送到短路点去的超瞬变短路电流，kA，

\"IM0.9KqMIrM

IrM异步电动机的额定电流，kA

异步电动机的启动电流倍数，一般可取平均值6

KqMKch•s由系统馈送的短路电流冲击系数

Kch•M由异步电动机馈送的短路电流冲击系数，一般可取

1.4~1.7 2、接线方案

图1 三台主变接线示意图

3、求k1点短路电流的计算过程 3.1网络变换

（a） （b） （c） （d）

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

（e）

（f） （g）

（h） （i） （j） （k）

图2 求k1点短路电流网络变换图

3.2用标么值计算各线路电抗

根据图1中所给数值，用标么制计算个电抗值： X1=X*s+X*L=

SjSs+XLLSjU2j=0.061+0.015=0.076

X2=X3=X4=X*TX5=X6=X*kuk%Sj100SrT=1.125

xk%UrIj=0.52 100IrUjx\"d%Sj100SrX7=X9=X12=X\"*dX*L+XLLSjU2j=1.353（2.03）

+0.029=1.382（超瞬变电抗百分值14%，功率因数为0.87；电缆均长400米）

X8=X10=X11=X*LXLLSjU2j=0.015 =0.007

X13=X14=X15=X*LXLLX16=X17=X18=X\"*dSjU2jx\"d%Sj100Sr=0.378

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

X19=X20=X21=X8+X13+X16=X10+X14+X17=X11+X15+X18=0.4

X22=X23=X24=X7//X19=X9//X20=X12//X21=0.31

X2X5=3.531 X22X22X5X26=X29= X22+X5+=0.974

X2X2X22X27=X30= X2+X22+=2.106

X5X25=X28=X2+X5+

X31=X3//X25//X28=0.687 X32=X26//X29//X23=0.1 X33=X27//X30=1.053 X34=X1//X33=0.071 X35=X34+X31=0.758

因为电网与发电机属于不同类型电源，要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗X36、X37。分布系数：

X34=0.933 X1X34C2==0.067

X33X35X36==0.813

C1X35X37==11.262

C2C1=

X38=X32//X37=0.186 3.3求短路电流值：

I*S”= I*0.1=I*0.2=I*k=

1=1.23 X36\"ISI0.1I0.2I4IkI*SIj1.235.56.765（kA） \"ich.s2Kch.sIS21.86.76517.221（kA）

发电机支路的等值电抗换算的以发电机容量为基准值的标么值

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

为：

X*C=X38SRGSj=0.18630393=0.218

100根据X*C，查《

》，第二版，第108页，表4-18得到各电流的标么值为： I*0=4.987，I*0.1=4.019，I*0.2=3.51，I*4=I*k=2.446 换算到短路点电压发电机额定电流：

IRG30393SRG=6.433（kA）

310.53Uj\"IGI*0IRG4.9876.43332.081（kA）

I0.1GI*0.1IRG4.0196.43325.854（kA） I0.2GI*0.2IRG3.516.43322.58（kA）

IkGI*4IRG2.4466.43315.735（kA）

\"ich.G2Kch.GIG21.8532.08183.933（kA）

考虑到异步电动机对短路电流的影响，假定每段母线上参与反馈的异步电动机的等效容量为10000kW，其额定功率因数为0.87，启动电流倍数取平均值6，则由异步电动机送到短路点的超瞬变短路电流：

\"IM0.9KqMIrM=3.584（kA）

ich.M0.92Kch.MKqMIrM20.91.96109.6293100.87（kA）

则k1点的总短路电流：

\"\"\"\"IISIGIM6.76532.0813.58442.43（kA）

ichich.Sich.Gich.M17.22183.9339.629110.783（kA）

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

短路全电流最大有效值：

\"\"2\"\"2Ich(Is\"IMIG)2[(Kch•s1)(Is\"IG)(Kch•M1)IM]=63.123（kA）

4、求k2点短路电流的计算过程 4.1网络变换

（a） （b）

（c） （d） （e） （f）

（g） （h） （i） （j）

（k） （l） （m） （n）

图2 求k2点短路电流网络变换图

4.2用标么值计算各线路电抗

根据图1中所给数值，用标么制计算个电抗值： X1=X*s+X*L=

SjSs+XLLSjU2j=0.061+0.015=0.076

X2=X3=X4=X*TX5=X6=X*kuk%Sj100SrT=1.125

xk%UrIj=0.52 100IrUjx\"d%Sj100SrX7=X9=X12=X\"*dX*L+XLLSjU2j=1.353+0.029=1.382

（超瞬变电抗百分值14%，功率因数为0.87，电缆均长400米）

X8=X10=X11=X*LXLLSjU2j=0.015 =0.007

X13=X14=X15=X*LXLLSjU2j*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

X16=X17=X18=X\"*dx\"d%Sj100Sr=0.378

X19=X20=X21=X8+X13+X16=X10+X14+X17=X11+X15+X18=0.4

X22=X23=X24=X7//X19=X9//X20=X12//X21=0.31

X2X5=2.874 X22X22X5X26= X22+X5+=0.793

X2X2X22X27= X2+X22+=2.359

X5X3X4X28==0.482

X3X4X6X3X6X29==0.162

X3X4X6X6X4X30==0.162

X3X4X6X25X28X31= =0.393

X25X28X29X25X29X32==0.132

X25X28X29X29X28X33==0.022

X25X28X29X25=X2+X5+

X34=X33+X30=0.184 X35=X1//X27=0.074 X36=X23//X26=0.223 X37=X31+X35=0.468 X38=X32+X36=0.355

因为电网与发电机属于不同类型电源，要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗X39、X40。分布系数：

C1=C2=

X35=0.031 X27X35=0.969 X1*欧阳光明*创编 2021.03.07

X39=X40=

*欧阳光明*创编 2021.03.07 X37=11.87 C1X37=0.483 C2X41=X38//X39=0.347 X42=X40//X41=0.202 X43=X34+X42=0.386

不同类型电源，要用分布系数法求出两种电源支路的等值电抗X44、X45。分布系数：

X42=0.582 X41X42C4==0.418

X40X43X44==0.663

C3X43X45==0.923

C4C3=

X46=X24//X44=0.211 4.3求短路电流值：

I*S”= I*0.1=I*0.2=I*k=

1=1.084 X45\"ich.s2Kch.sIS21.85.96215.177（kA）

发电机支路的等值电抗换算的以发电机容量为基准值的标么值为：

X*C=X46SRGSj=0.21130393=0.247

100根据X*C，查《工业与民用配电设计手册》，第二版，第108页，表4-18得到各电流的标么值为：

I*0=4.404，I*0.1=3.639，I*0.2=3.223，I*4=I*k=2.418 换算到短路点电压发电机额定电流：

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

IRG30393SRG=6.433（kA）

310.53Uj\"IGI*0IRG4.4046.43328.331（kA）

I0.1GI*0.1IRG3.6396.43323.41（kA） I0.2GI*0.2IRG3.2236.43320.734IkGI*4IRG2.4186.43315.555（kA）

（kA）

\"ich.G2Kch.GIG21.8528.33174.122（kA）

考虑到异步电动机对短路电流的影响，假定每段母线上参与反馈的异步电动机的等效容量为10000kW，其额定功率因数为0.87，启动电流倍数取平均值6，则由异步电动机送到短路点的超瞬变短路电流：

\"IM0.9KqMIrM=3.584（kA）

ich.M0.92Kch.MKqMIrM20.91.96109.629（kA）

3100.87则k2点的总短路电流：

\"\"\"\"IISIGIM5.96228.3313.58437.877（kA）

ichich.Sich.Gich.M15.17774.1229.62998.928（kA）

短路全电流最大有效值：

\"\"2\"\"2Ich(Is\"IMIG)2[(Kch•s1)(Is\"IG)(Kch•M1)IM]=56.25（kA）

*欧阳光明*创编 2021.03.07