三相交流系统短路电流计算要点.docx

三相交流系统短路电流计算第一部分：短路电流计算为了计算短路点的对称短路电流初始值 I〃k、开断电流Ib和稳态短路电流Ik,可用适当的ip时，需区别电路有无并联支路，因变换将系统化简成一等效短路阻抗在计算短路电流峰值 此上述电路化简方法不适用1 .对称短路2 .对称短路电流初始值I 〃 k3 . 一台发电机馈电的短路在图13a.i和图15中，用等效电压源cU n/V3和短路阻抗Zk = Rk +jXk计算I 〃 kI"kCUnCUn国 R +XK(45)计算最大短路电流时的 C选用表1中的Cmax 注：通常，发电机的额定电压较系统标称电压Un高出5%b用发电机的展■毒电龄 "表示的警值电第用等致电压■和按第13/）第10,3「濡*幽的般就衰示的♦■电・*0■全图15 一台发电机馈电短路示意图4 .短路电流峰值ip短路电流峰值ip的计算见第9.1.1.2条，发电机的电阻和电抗应用校正后的值，即 KgRg和KgI 〃 d5 .对称开断电流Ib(46)对称开断电流Ib是电流I〃k在经一短暂时间衰减后达到的值，用系数 科表 示衰减常数，即I b=I 〃 k科与tmin和I 〃 k/IrG比值有关，可根据I 〃 k/IrG比值和选择的tmin计算,推荐算式如下：(47)^^tmin = 0.02s, N = 0.84+ 0.26e-0.26IkG /rG、 卞:寸tmin = 0.52s,2= 0.71 + 0.51e-0.30 IkG /IrG ^^tmin =010s,R= 0.62 + 0.72e-0.32IkG /IrG 对tmin 之 0.025s, N= 0.56+0.94e-0.38 IkG 八rG ,上式中，科值适用于旋转励磁机或静止整流励磁装置励磁的汽轮发电机、凸极发电机和同1.6倍步调相机（用静止整流励磁装置励磁时，其最小延时 tmin应小于0.25S,最高励磁电压小于额定负载下的励磁电压）。

式中的I 〃 kG（I 〃 kG为发电机端的短路电流）和IkG应归算到同一电压下 的值计算电动机的 科值时，式中I 〃 kG/IkG用I 〃 kM/IrM（见表2）代替当I〃 kG/IkG<2,式（47）中科值取1对于其他情况，若实际值不知道，可取 科=1科值也可按图16查曲线，对于相邻最小延时 5所曲线间对应的 科值，可用线性插值求取图16曲线也适用于具有最小延时 3所忘0.1S复式励磁的低压发电机 二所> 0.1s的低压发电机开断电流计算不属此范围三相短路，备〃P成八“山13武汉华能阳光电气有限公司物吸IH4ANENG3UN .图16计算开断电流Ib用系数6 .稳态短路电流Ik稳态短路电流Ik与铁芯饱和度和电网中开关状态有关，因此对 Ik的计算精度比对称短路电流初始值I〃k计算精度要低这里给出的方法是足以估算由一台发电机或同步电机分别供电的 短路电流的上、下限值Imax=入 max I rG (48)式中，IrG为发电机额定电流，系数 入max根据图17或18求得，Xdsa(饱和电抗)为短路比的倒数a.稳态短路电流的最小值I kmin Vb .稳态短路电流的最大值(上限)I maxI kmin=入 min IrG (49)入min根据图17或图18求得。

为计算稳态短路电流最小值，假设同步发电机为恒定的空载 励磁注：对于没有电流串励的静止励磁装置励磁的发电机，机端母线三相短路电流的最小稳态 值为零三相版路图17汽轮发电机的入max和入min曲线三相蜒躇/%"2b曲线就口图18凸极电机的入max和入min曲线曲线簇I中的入max曲线是在额定负载、 额定功率因数下，对于汽轮发电机（图17a）是在励磁 顶值为1.3倍额定励磁时绘制的，对于凸极电机 （图18a）是在励磁顶值为1.6倍额定励磁时绘制的曲线族n中的入max曲线是在额定负载、额定功率因数下，对于汽轮发电机 （图17b）是在励磁顶彳1为1.6倍额定励磁时绘制的，对于凸极机（图18b）是在励磁顶值为2倍额定励磁时绘制的 7.由发电机一变压器组馈电的短路7.1 对称短路电流初始值I 〃 k以图13a.2和图19结线为例，在计算F点短路时的电流I〃 k所用的阻抗应为校正后的发电 机和变压器阻抗（见10.3.2.7条）与线路阻抗之和，即：Zk =Q TXk =tN,psu tZg Z(50)按第10.3.2.8条计算发电机一变压器组阻抗时， Z k为:Zk jXK =Zpsu Zl(51)■第就0Bf登Fl^lZ-b用短路点的警戒电压■（和发电机变压器蛾的发电机与变压器的 校正阻抗・在正序网络中进行计茸的算效电略围图19发电机一变压器组馈电的短路7.2 短路电流峰值ip按第9.1.1.2条计算短路电流峰值 ip时，对于发电机和变压器的阻抗应用校正后的值 （见第7.3 3.2.7 和 10.3.2.8 条）。

7.4 对称开断电流Ib按第11.1.1.3条计算Ib时,其中的系数.按式（47）或图16计算或求取,I〃kG用I〃kpsut=trI〃 kpsu代替7.5 稳态短路电流Ik短路由发电机一变压器组馈电时，按第 11.1.1.4条计算Ik,此时，I 〃 kG用I 〃 kpsu=tr I 〃 kpsu代替7.6 非网状电源馈电的三相短路对于图13b非网状源馈电及虽经一共用阻抗 Z但Z〈0.05UnB/（J3 I 〃 kB）（如图13c）馈电的短路均按本条计算用等效电压源计算短路时， Un为短路系统的标称电压，不经变压器直接向短路网络馈电的发电机阻抗应用校正后的阻抗 （见第10.3.2.6条），发电机一变压器组结线的发电机和变压器阻抗 应用校正后的阻抗（见第10.3.2.7或10.3.2.8条）有电动机接入时，除同步电动机和同步调相机 的阻抗按发电机处理外，异步电动机的阻抗按第 10.3.2.5条处理非网状电源馈电时用等效电压源计算 I〃k的典型例子，见图 20T2 G2-QD-0 @一S3非旋转负我a线路图b用超瞬态电势E"表示的正序等值电路c在短踣点用等效电压源e表系的正序号值电晤图20非网状电源馈电的I〃 k算例在图21中点F1短路时，发电机和变压器供给的短路电流按下式计算:I "KCKCCUrGCUrG一、3zG PSU 3Kgpsu Zg(52)I"ktCUgZgpsu .2 ZQmin(53)图21在发电机和变压器间及厂用母线 A上短路的短路电流式中：I 〃 kG——发电机供给的对称短路电流初始值；I 〃 kT ——变压器供给的对称短路电流初始值；ZG,PSU ——发电机校正阻抗，按式 （39）计算;ZT，PSU ——变压器校正阻抗，按式 （41）计算;tfZQmin假想变比，tf=UnQ/UrG；在节点Q为最大短路功率 S〃 Qmax时的最小阻抗,S" Qmax为系统内电站在有效期内的最大可能值。

点F2短路时，厂变高压侧的短路电流 I 〃 k为:I"kc =CUFG31ZGPSU1Z 1 Z—T PSU 2 0Qmintf_"g 1=C 3 Zrsl(54)点F3短路时的IkAT按11.1.4.1条计算8.对称短路电流初始值I 〃 kI 〃 k时，总的短路电流I 〃 k等于各支路电在计算如图22所示的非网状电源馈电的短路电流 流的代数和，即:I k =L kPSU -L kT 1 kM(55)图22按式(55)〜(58)计算非网状电源馈电的三相短路电流 「；、ip、Ib和Ik9.短路电流峰值ip、对称开断电流Ib和稳态短路电流Ik如若干电源向短路点馈电时，三相短路 的短路电流峰值ip和开断电流Ib分别等于各支路的电流ip和Ib之和图22中点F短路，有：ip=ippsu+ipT+ipM+… (56)Ib=IbPSU+I 〃 kT+IbM+… (57)Ik=ibPSU+I 〃 kT+… (58)电动机不向短路点馈送稳态短路电流，即 Ikm=0(见表2)各支路电流按以下有关条款计算：电网馈电支路的短路电流按第 8.3.2.1条计算；不经变压器直接向短路点馈电的发电机支路中的短路电流按第 11.1.1条计 算；发电机一变压器组支路中的短路电流按 11.1.2条计算；电动机支路中的短路电流按第10.3.2.5和12章计算。

在短路时假设发电机失步，产生稳态短路电流 IkG=IbG或IkPSU=IbPSU,对于电网馈电支路有 Ik = I b= I " k10.网状电网中的三相短路11.对称短路电流初始值I 〃 k用短路点的等效电压源，用式 (45)计算I 〃 k元件阻抗按第 10.3.2(含11.1.2)条计算在图21中的点F3短路，厂用变压器供给的短路电流为 I 〃 kAT时，用变比trAT将阻抗［见式(54)1 Zrsl换算到低压侧经变压器连接到有短路的系统，其阻抗应用连接的变压器变比的平方换算，如果有多台变压器其变比略有差异13和图-GD电动机或电动机蛆的等姓电动机a站线图b用短踣点等效电压摞计算的等值电品12・-5时，取他们的平均值23由多电源向电网馈电时的 I〃k12.短路电流峰值ipip按第9.1.3.2条计算13.对称开断电流Ib* 一台电动机的阻抗或电动机组的等效电动机的阻抗武汉华能阳光电气有限公司HUANENG SLA中国•我A用简便算法，令电网中的电流 Ib等于电流I〃k,即:Ib=I 〃 k(59)按式(59)算出的电流Ib比实际电流要大注：更精确的计算，推荐下式：U.."Gi .Ue7 1-4 I"kGi-V 二 1-\qj I"kMj(60)U"Gi 可X"di I"kGi(61)・U% = jX"Mi I"kMi(62)cU n式中： 3 ——短路点等效电压源；I〃k, Ib——分别为对称短路电流初始值及考虑电网馈电、同步电机和异步电动机影响时的对称 开断电流；数Gi, & mj ——分别为同步电机i和异步电机连接点j的初始电压差;L kGi , L kMj ——分订为同步比机i和异步电机j的对称短路电流初始值;科——用I 〃 kGi或I 〃 kMj/IrMj根据式(47)计算的值或按图16查出的值;q——电动机反馈的开断电流衰减系数，见第 12.2条和图25。

式(61)和式(62)值应归算至同一级电压14.稳态短路电流Ik计算式：I k=I " kM式中：I 〃 kM ——无电动机反馈电流时算出的短路点的对称短路电流初始值63)15两相短路和单相接地短路。