低压短路电流计算书.docx
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低压短路电流计算书
低压短路电流计算书
——双复数阻抗矩阵节点导纳法
计算时间：
2018-10-18
设计院：
工程：
计算者：
1.计算依据
——《电力工程电气设计手册》，电气一次部分；
——《电力系统设计手册》；
——《中小型热电联产工程设计手册》；
——《工业与民用配电设计手册》，第三版；
2.设置条件
2.1.短路冲击系数
冲击系数选择方式——自动计算
冲击系数Kp=1.010
2.2.电动机平均反馈电流设置
是否考虑——是
3.节点阻抗矩阵
3.1.低压电网短路点系统阻抗
因为低压电网的系统阻抗Zk=系统电阻R+j系统电抗X，所以低压电网的复数系统阻抗矩阵Z|nn|为：
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.100+j0.010）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（175.750+j75.050）
（0.527+j5.268）
......
（0.000+j0.000）
（0.200+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（122.850+j27.650）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.100+j0.010）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
经过节点导纳法，得到各短路点系统阻抗：
#1短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zk=（138.700+0.200+0.527+175.750）+j（72.200+0.000+5.268+75.050）
#1短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zk=（0.100+0.527+0.200+0.527+175.750）+j（0.010+5.268+0.000+5.268+75.050）
#2短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zk=（138.700+0.200+0.200+70.200+0.100）+j（72.200+0.000+0.000+15.800+0.010）
#2短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zk=（0.100+0.527+70.200+0.100）+j（0.010+5.268+15.800+0.010）
#3短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zk=（138.700+0.200）+j（72.200+0.000）
#3短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zk=（0.100+0.527+0.200）+j（0.010+5.268+0.000）
#4短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zk=（138.700+0.200+0.200）+j（72.200+0.000+0.000）
#4短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zk=（0.100+0.527）+j（0.010+5.268）
3.2.低压电网短路点相零阻抗（相保阻抗）
由于低压电网必须考虑相零阻抗（相保阻抗）Zphp，而相零阻抗（相保阻抗）Zphp=相零电阻（相保电阻）Rphp+j相零电抗（相保电抗）Xphp，所以复数相零阻抗（相保阻抗）矩阵Zphp|nn|为：
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.001+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（527.250+j154.850）
（0.351+j3.512）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（368.550+j55.300）
（0.000+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
（0.001+j0.000）
（0.000+j0.000）
......
（0.000+j0.000）
经过节点导纳法，得到各短路点相零阻抗（相保阻抗）：
#1短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zphp=（1425.000+0.000+0.351+527.250）+j（145.350+0.000+3.512+154.850）
#1短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zphp=（0.001+0.351+0.000+0.351+527.250）+j（0.000+3.512+0.000+3.512+154.850）
#2短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zphp=（1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001）+j（145.350+0.000+0.000+37.400+0.000）
#2短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zphp=（0.001+0.351+210.600+0.001）+j（0.000+3.512+37.400+0.000）
#3短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zphp=（1425.000+0.000）+j（145.350+0.000）
#3短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zphp=（0.001+0.351+0.000）+j（0.000+3.512+0.000）
#4短路点——#1分支——高压侧系统#1
Zphp=（1425.000+0.000+0.000）+j（145.350+0.000+0.000）
#4短路点——#2分支——高压侧系统#2
Zphp=（0.001+0.351）+j（0.000+3.512）
4.#1短路点计算
4.1.#1分支——高压侧系统#1
4.1.1.具体条件
1.分支名称
高压侧系统#1
2.分支电路元件
具体元件排列：
7,8,6,3
3.短路点阻抗
Zk=（138.700+0.200+0.527+175.750）+j（72.200+0.000+5.268+75.050）
Zphp=（1425.000+0.000+0.351+527.250）+j（145.350+0.000+3.512+154.850）
4.1.2.三相短路电流
1.短路点系统阻抗
Zk=√（Rk2+Xk2）=√（（138.700+0.200+0.527+175.750）2+（72.200+0.000+5.268+75.050）2）=310.648
2.三相短路电流（kA）
I"=（1.05Un/√3）/Zk=（1.05×693.000/√3）/310.648=1.352
4.1.3.两相短路电流
两相短路电流（kA）
I2=0.866I"=0.866×1.352=1.171
4.1.4.单相短路电流
1.短路点相零阻抗（相保阻抗）
Zphp=√（Rphp2+Xphp2）=√（（1425.000+0.000+0.351+527.250）2+（145.350+0.000+3.512+154.850）2）=1191.483
2.单相短路电流
Id=（Un/√3）/Zphp=（693.000/√3）/1191.483=0.336
4.1.5.异步电动机
1.异步电动机反馈电流冲击系数
Kpm=-1775766254
2.N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值
I异=
=（6.000×0.044+6.000×0.060）×10-3=0.001
3.N台异步电动机提供的反馈电流峰值电流
i异=
=√2×1.1×（6.000×0.044+6.000×0.060）×0.840×10-3=0.001
4.公式系数取值范围：
KstM，KstMi，Kdi——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；
IrM，IrMi——异步电动机的额定电流；
KpMi，KpM，Kch.di——异步电动机反馈电流冲击系数；
Ie——电动机额定功率Pe/[√3*（Un/1.05）*1000]
4.1.6.冲击电流
1.短路冲击系数Kp=1.010
2.衰减时间常数Xk/Rk=0.373
3.短路冲击电流
ip=（√2）KpI"+i异=（√2）×1.010×1.352+0.001=1.932
4.短路全电流最大有效值
Ip=I"（√（1+2（Kp-1）2））+I异=1.352×（√（1+2（1.010-1）2））+0.001=1.353
4.2.#2分支——高压侧系统#2
4.2.1.具体条件
1.分支名称
高压侧系统#2
2.分支电路元件
具体元件排列：
5,4,10,9,6,3
3.短路点阻抗
Zk=（0.100+0.527+0.200+0.527+175.750）+j（0.010+5.268+0.000+5.268+75.050）
Zphp=（0.001+0.351+0.000+0.351+527.250）+j（0.000+3.512+0.000+3.512+154.850）
4.2.2.三相短路电流
1.短路点系统阻抗
Zk=√（Rk2+Xk2）=√（（0.100+0.527+0.200+0.527+175.750）2+（0.010+5.268+0.000+5.268+75.050）2）=322.077
2.三相短路电流（kA）
I"=（1.05Un/√3）/Zk=（1.05×693.000/√3）/322.077=1.304
4.2.3.两相短路电流
两相短路电流（kA）
I2=0.866I"=0.866×1.304=1.130
4.2.4.单相短路电流
1.短路点相零阻抗（相保阻抗）
Zphp=√（Rphp2+Xphp2）=√（（0.001+0.351+0.000+0.351+527.250）2+（0.000+3.512+0.000+3.512+154.850）2）=1235.320
2.单相短路电流
Id=（Un/√3）/Zphp=（693.000/√3）/1235.320=0.324
4.2.5.异步电动机
1.异步电动机反馈电流冲击系数
Kpm=-1775766254
2.N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值
I异=
=（6.000×0.044+6.000×0.060）×10-3=0.001
3.N台异步电动机提供的反馈电流峰值电流
i异=
=√2×1.1×（6.000×0.044+6.000×0.060）×0.840×10-3=0.001
4.公式系数取值范围：
KstM，KstMi，Kdi——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；
IrM，IrMi——异步电动机的额定电流；
KpMi，KpM，Kch.di——异步电动机反馈电流冲击系数；
Ie——电动机额定功率Pe/[√3*（Un/1.05）*1000]
4.2.6.冲击电流
1.短路冲击系数Kp=1.010
2.衰减时间常数Xk/Rk=0.373
3.短路冲击电流
ip=（√2）KpI"+i异=（√2）×1.010×1.304+0.001=1.864
4.短路全电流最大有效值
Ip=I"（√（1+2（Kp-1）2））+I异=1.304×（√（1+2（1.010-1）2））+0.001=1.305
4.3.小计
1.三相短路电流
#1短路点三相短路电流I"=1.352+1.304=2.657
2.两相短路电流
#1短路点两相短路电流I2=1.171+1.130=2.301
3.单相短路电流
#1短路点单相短路电流Id=0.336+0.324=0.660
4.冲击电流
#1短路点短路冲击电流ip=1.932+1.864=3.796
#1短路点短路全电流最大有效值Ip=1.353+1.305=2.658
5.#2短路点计算
5.1.#1分支——高压侧系统#1
5.1.1.具体条件
1.分支名称
高压侧系统#1
2.分支电路元件
具体元件排列：
7,8,9,10,2,1
3.短路点阻抗
Zk=（138.700+0.200+0.200+70.200+0.100）+j（72.200+0.000+0.000+15.800+0.010）
Zphp=（1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001）+j（145.350+0.000+0.000+37.400+0.000）
5.1.2.三相短路电流
1.短路点系统阻抗
Zk=√（Rk2+Xk2）=√（（138.700+0.200+0.200+70.200+0.100）2+（72.200+0.000+0.000+15.800+0.010）2）=416.030
2.三相短路电流（kA）
I"=（1.05Un/√3）/Zk=（1.05×693.000/√3）/416.030=1.010
5.1.3.两相短路电流
两相短路电流（kA）
I2=0.866I"=0.866×1.010=0.875
5.1.4.单相短路电流
1.短路点相零阻抗（相保阻抗）
Zphp=√（Rphp2+Xphp2）=√（（1425.000+0.000+0.000+210.600+0.001）2+（145.350+0.000+0.000+37.400+0.000）2）=1503.044
2.单相短路电流
Id=（Un/√3）/Zphp=（693.000/√3）/1503.044=0.266
5.1.5.异步电动机
1.异步电动机反馈电流冲击系数
Kpm=-1717986918
2.N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值
I异=
=（6.000×0.033+6.000×0.033）×10-3=0.000
3.N台异步电动机提供的反馈电流峰值电流
i异=
=√2×1.1×（6.000×0.033+6.000×0.033）×0.800×10-3=0.000
4.公式系数取值范围：
KstM，KstMi，Kdi——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；
IrM，IrMi——异步电动机的额定电流；
KpMi，KpM，Kch.di——异步电动机反馈电流冲击系数；
Ie——电动机额定功率Pe/[√3*（Un/1.05）*1000]
5.1.6.冲击电流
1.短路冲击系数Kp=1.010
2.衰减时间常数Xk/Rk=0.334
3.短路冲击电流
ip=（√2）KpI"+i异=（√2）×1.010×1.010+0.000=1.443
4.短路全电流最大有效值
Ip=I"（√（1+2（Kp-1）2））+I异=1.010×（√（1+2（1.010-1）2））+0.000=1.010
5.2.#2分支——高压侧系统#2
5.2.1.具体条件
1.分支名称
高压侧系统#2
2.分支电路元件
具体元件排列：
5,4,2,1
3.短路点阻抗
Zk=（0.100+0.527+70.200+0.100）+j（0.010+5.268+15.800+0.010）
Zphp=（0.001+0.351+210.600+0.001）+j（0.000+3.512+37.400+0.000）
5.2.2.三相短路电流
1.短路点系统阻抗
Zk=√（Rk2+Xk2）=√（（0.100+0.527+70.200+0.100）2+（0.010+5.268+15.800+0.010）2）=431.335
2.三相短路电流（kA）
I"=（1.05Un/√3）/Zk=（1.05×693.000/√3）/431.335=0.974
5.2.3.两相短路电流
两相短路电流（kA）
I2=0.866I"=0.866×0.974=0.843
5.2.4.单相短路电流
1.短路点相零阻抗（相保阻抗）
Zphp=√（Rphp2+Xphp2）=√（（0.001+0.351+210.600+0.001）2+（0.000+3.512+37.400+0.000）2）=1558.336
2.单相短路电流
Id=（Un/√3）/Zphp=（693.000/√3）/1558.336=0.257
5.2.5.异步电动机
1.异步电动机反馈电流冲击系数
Kpm=-1717986918
2.N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值
I异=
=（6.000×0.033+6.000×0.033）×10-3=0.000
3.N台异步电动机提供的反馈电流峰值电流
i异=
=√2×1.1×（6.000×0.033+6.000×0.033）×0.800×10-3=0.000
4.公式系数取值范围：
KstM，KstMi，Kdi——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；
IrM，IrMi——异步电动机的额定电流；
KpMi，KpM，Kch.di——异步电动机反馈电流冲击系数；
Ie——电动机额定功率Pe/[√3*（Un/1.05）*1000]
5.2.6.冲击电流
1.短路冲击系数Kp=1.010
2.衰减时间常数Xk/Rk=0.334
3.短路冲击电流
ip=（√2）KpI"+i异=（√2）×1.010×0.974+0.000=1.392
4.短路全电流最大有效值
Ip=I"（√（1+2（Kp-1）2））+I异=0.974×（√（1+2（1.010-1）2））+0.000=0.974
5.3.小计
1.三相短路电流
#2短路点三相短路电流I"=1.010+0.974=1.984
2.两相短路电流
#2短路点两相短路电流I2=0.875+0.843=1.718
3.单相短路电流
#2短路点单相短路电流Id=0.266+0.257=0.523
4.冲击电流
#2短路点短路冲击电流ip=1.443+1.392=2.835
#2短路点短路全电流最大有效值Ip=1.010+0.974=1.985
6.#3短路点计算
6.1.#1分支——高压侧系统#1
6.1.1.具体条件
1.分支名称
高压侧系统#1
2.分支电路元件
具体元件排列：
7,8
3.短路点阻抗
Zk=（138.700+0.200）+j（72.200+0.000）
Zphp=（1425.000+0.000）+j（145.350+0.000）
6.1.2.三相短路电流
1.短路点系统阻抗
Zk=√（Rk2+Xk2）=√（（138.700+0.200）2+（72.200+0.000）2）=171.466
2.三相短路电流（kA）
I"=（1.05Un/√3）/Zk=（1.05×693.000/√3）/171.466=2.450
6.1.3.两相短路电流
两相短路电流（kA）
I2=0.866I"=0.866×2.450=2.122
6.1.4.单相短路电流
1.短路点相零阻抗（相保阻抗）
Zphp=√（Rphp2+Xphp2）=√（（1425.000+0.000）2+（145.350+0.000）2）=771.341
2.单相短路电流
Id=（Un/√3）/Zphp=（693.000/√3）/771.341=0.519
6.1.5.异步电动机
1.异步电动机反馈电流冲击系数
Kpm=0
2.N台异步电动机提供的反馈电流周期分量初始值
I异=
=0.000
3.N台异步电动机提供的反馈电流峰值电流
i异=
=0.000
4.公式系数取值范围：
KstM，KstMi，Kdi——异步电动机平均反馈电流倍数，取起动电流倍数；
IrM，IrMi——异步电动机的额定电流；
KpMi，KpM，Kch.di——异步电动机反馈电流冲击系数；
Ie——电动机额定功率Pe/[√3*（Un/1.05）*1000]
6.1.6.冲击电流
1.短路冲击系数Kp=1.010
2.衰减时间常数Xk/Rk=0.506
3.短路冲击电流
ip=（√2）KpI"+i异=（√2）×1.
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