第三章 短路电流计算

第三章的内容包括：

（1）3.1 短路概述；

（2）3.2 （无限大功率电源供电系统三相短路分析）——3.2.3 三相短路的有关物理量

（3）3.3 （无限大功率电源供电系统三相短路电流的计算）——3.3.1 标幺值；

——3.3.2 短路回路元件的标幺值阻抗；

——3.3.3 三相短路电流的计算；

——3.3.5 两相短路电流的计算。

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3.1 短路概述

三相交流系统的短路种类主要有对称短路和不对称短路，不对称短路有三相短路；对称短路有两相短路、两相接地短路、单相接地短路。

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3.2 无限大功率电源供电系统三相短路分析

3.2.3 三相短路的有关物理量

三相短路的短路电流波形

上图中，i为正常运行电流，ip为短路电流周期分量，inp为短路电流非周期分量，Ipm为短路电流周期分量的幅值，inp0为短路电流非周期分量的初值，ish为短路冲击电流。

我们重点要掌握短路电流周期分量的有效值、短路冲击电流及其短路冲击电流的有效值。

短路电流周期分量有效值是通过短路电流周期分量的幅值得来。公式如下：

式中，线路平均额定电压Uav（即线路首末两端电压的平均值）取1.05倍线路额定电压，Zk为短路回路的总阻抗。

短路冲击电流ish是短路全电流的最大瞬时值，短路冲击电流的有效值Ish是短路后第一个周期的短路全电流有效值。

它们和短路电流周期分量有效值在高/低压系统发生三相短路时的关系是：

高压系统（1kV及以上）发生三相短路时，

ish=2.55Ip

Ish=1.51Ip

低压系统（1kV及以下）发生三相短路时，

ish=1.84Ip

Ish=1.09Ip

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3.3 无限大功率电源供电系统三相短路电流的计算

3.3.1 标幺值

标幺值相信大家都不陌生，我们在这次考试中需要记住两个式子，一个是基准电流，一个是基准阻抗。

基准容量Sd、基准电压Ud、基准电流Id、基准阻抗Zd遵循功率方程和电压方程，因此我们用前两个变量可以推出基准电流和基准阻抗。

基准电流：

基准阻抗：

这里只会出计算题，因此我们不需要刻意去记住两个式子，而是要在练习中理解它们。

3.3.3 三相短路电流计算

短路电流周期分量与短路电流的所有有关物理量相联系，因此我们必须先算出短路电流周期分量。

三相短路周期分量有效值：

公式表明，短路电流周期分量有效值的标幺值为短路回路总阻抗的标幺值的倒数。因此，我们先计算出前者的标幺值，再计算前者本身。

短路冲击电流的公式在之前有提过，在此不做多赘述。

三相短路容量：

公式表明，三相短路容量的标幺值等于三相短路电流的标幺值，三相短路容量等于基准容量和三相短路电流标幺值或三相短路容量标幺值的乘积。

首先，我们需要取基准容量、基准电压，并且通过二者计算出基准电流。

然后，通过公式计算得到系统、线路、变压器的电抗标幺值，画出等效电路图。

最后，计算短路回路总阻抗的标幺值、短路电流、短路冲击电流和短路容量。

3.3.5 两相短路电流的计算

两相短路电流和三相短路电流的关系如下：