《发电厂电气部分》课程教学资源（习题解答）短路计算

习题解答2 1.何谓次暂态短路电流、冲击短路电流、短路全电流最大有效值及稳态短路电流？计算 这些电流的用逢是什么？ 答： (1)在第一个周期内周期分量的有限值称为次暂态短路电流，是校验断路器开断能力的依 据 (2)短路电流在短路后半个周期(0.01s)时，解时值达到最大，该最大值称为冲击短路电 流，是校验电气设备动稳定能力的依据： (3)出现在冲击短路电流仙处的周期分量有效值和非周期分量的均方根值称为短路全电 流最大有效值，故障切断时间小于0.1s时，检验断路器的开断能力： (4)短路后，非周期分量衰减完，暂态过程结束，就进入稳定状态，此时的短路电流称为 稳态短路电流，是短路后计算残压的依据。 2。用标么值对元件电花和短路电流计算有什么好处？如何将任意善准下元件电杭的标么值 换算成选定基准下元件电抗的标么值？ (1)用标么值对元件电抗和短路电流计算的好处有： )用标么值进行计算时，只要选定的基准容量相同，基准电压按规定的平均额定电压选取， 按电抗所在电压级计算所求得的标么值，可适用于其他电压级： 2)相间电压的标么值与相电压的标么值相等： 3)三相功率的标么值与单相功率的标么值相等： 4)三相电路的欧姆定律公式=UK,功率方程式S=U.·,与单相电路相同： 5)当电压标么值=1时，功率的标么值等于电流的标么值，等于电抗标么值的倒数，即 S==l/X (2)任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗标么值的方法： 设XU、S分别是额定参数下的标么值，换算成选定基准下元件电抗标么值可按公式 计算，当U队与Ua相等时，可按公式： 计算。其它基准下元件电抗的标么值换算一样。 3.何谓无限大容量电源？无限大容量电源供电的短路态过程有什么特底？如何计算无限 大容量电源供电的短路电流？

1 习 题 解 答 2 1．何谓次暂态短路电流、冲击短路电流、短路全电流最大有效值及稳态短路电流？计算 这些电流的用途是什么？ 答： （1）在第一个周期内周期分量的有限值称为次暂态短路电流，是校验断路器开断能力的依 据； （2）短路电流在短路后半个周期(t=0.01s)时，瞬时值达到最大，该最大值称为冲击短路电 流，是校验电气设备动稳定能力的依据； （3）出现在冲击短路电流 ish 处的周期分量有效值和非周期分量的均方根值称为短路全电 流最大有效值，故障切断时间小于 0.1s 时，检验断路器的开断能力； （4）短路后，非周期分量衰减完，暂态过程结束，就进入稳定状态，此时的短路电流称为 稳态短路电流，是短路后计算残压的依据。 2．用标么值对元件电抗和短路电流计算有什么好处?如何将任意基准下元件电抗的标么值 换算成选定基准下元件电抗的标么值? 答： （1）用标么值对元件电抗和短路电流计算的好处有： 1）用标么值进行计算时，只要选定的基准容量相同，基准电压按规定的平均额定电压选取， 按电抗所在电压级计算所求得的标么值，可适用于其他电压级； 2）相间电压的标么值与相电压的标么值相等； 3）三相功率的标么值与单相功率的标么值相等； 4）三相电路的欧姆定律公式 I*=U*/X*，功率方程式 S*=U*·I*与单相电路相同； 5）当电压标么值 U*=1 时，功率的标么值等于电流的标么值，等于电抗标么值的倒数，即 S*=I*=1/X* （2）任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗标么值的方法： 设 XN、UN、SN 分别是额定参数下的标么值，换算成选定基准下元件电抗标么值可按公式 2 2 * * d d N N N d d U S S U X X X X = =   计算，当 UN 与 Ud 相等时，可按公式： N d d N S S X = X  * * 计算。其它基准下元件电抗的标么值换算一样。 3．何谓无限大容量电源?无限大容量电源供电的短路暂态过程有什么特点?如何计算无限 大容量电源供电的短路电流?

答： (1)在实际电力系统中，某容量很小的支路（该支路中各元件的容量较系统容量小得多 其阻抗比系统阻抗大很多)发生短路时，引起系统母线电压的变化很小。 在分析及计算时，为了方便认为该电源是一内部阻抗ZG=0(G=0,%=0)，系统母线电压 为恒定的电源，称这种电源为无限大容量电源。 (2)无限大容量电源供电的短路暂态过程的特点是周期短路电流的幅值始终维持不变。 (3)无限大容量电源供电的短路电流的计算方法： 1)作出计算电路图： 2)作出对各短路点的等值电路图： 3)对等值电路图进行化简，求出短路回路总电抗X: 4)进行短路电流的计算。 周期短路电流标么值的计算公式： 1- 1 周期短路电流有效值的有名值等于其标么值乘以电流基准值，公式为 I=lIFl/X. 对无限大容量电源，稳态短路电流等于周期短路电流。 非周期短路电流m按指数曲线衰减 冲击短路电流的计算公式为： =V2Kh·p 其中K为短路电流冲击系数，对无限大容量电源K=1.8。 4。如何用运算曲线计算发电机供电的任意时刘三相短路电流周期分量的有效值？ 答 用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值的方法： (1)求短路回路总电抗的计算电抗X。: 1)作出计算电路图： 2)根据计算电路图作出等值电路图： 3)化简等值电路图： 4)确定短路回路总电抗X或X 5)按下列公式求出计算电抗 X=水资或X=水.受 S (2)查所需周期短路电流有效值的标么值· 1)按电源性质及求得的计算电抗X·选择运算曲线： 2)次暂态短路电流1"的标么值1”，查0时曲线： 3)稳态短路电流I的标么值1，查=4时曲线： 4)需要其它时刻短路电流1时，查t时的曲线。若所查时刻【，没有曲线可采用插值法对

2 答： （1）在实际电力系统中，某容量很小的支路（该支路中各元件的容量较系统容量小得多， 其阻抗比系统阻抗大很多）发生短路时，引起系统母线电压的变化很小。 在分析及计算时，为了方便认为该电源是一内部阻抗 ZG=0（xG=0，rG =0），系统母线电压 为恒定的电源，称这种电源为无限大容量电源。 （2）无限大容量电源供电的短路暂态过程的特点是周期短路电流的幅值始终维持不变。 （3）无限大容量电源供电的短路电流的计算方法： 1）作出计算电路图； 2）作出对各短路点的等值电路图； 3）对等值电路图进行化简，求出短路回路总电抗 X*； 4）进行短路电流的计算。 周期短路电流标么值的计算公式：   = X IP 1 周期短路电流有效值的有名值等于其标么值乘以电流基准值，公式为 Ip=Ip*·Id=Id / X* 对无限大容量电源，稳态短路电流等于周期短路电流。 非周期短路电流 inp 按指数曲线衰减 Ta t np np i i e − =  0 冲击短路电流的计算公式为： ish=2Ksh·Ip 其中 Ksh 为短路电流冲击系数，对无限大容量电源 Ksh=1.8。 4．如何用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值? 答： 用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值的方法： （1）求短路回路总电抗的计算电抗 Xca； 1）作出计算电路图； 2）根据计算电路图作出等值电路图； 3）化简等值电路图； 4）确定短路回路总电抗 X或 X*； 5）按下列公式求出计算电抗 2 av N ca U S X X    =  或 d N ca S S X X    =  （2）查所需周期短路电流有效值的标么值 Ipt* 1）按电源性质及求得的计算电抗 Xca*选择运算曲线； 2）次暂态短路电流 I的标么值 I*，查 t=0 时曲线； 3）稳态短路电流 I 的标么值 I *，查 t=4 时曲线； 4）需要其它时刻短路电流 Ipt*时，查 t 时的曲线。若所查时刻 t，没有曲线可采用插值法对

于X>3时，按无限大系统计算

3 于 Xca*>3 时，按无限大系统计算