发输变电案例真题章节版（附答案） 第03章 短路电流计算.pdf

第三章短路电流计算

第一节概 述

一、本章主要涉及规范

《电力工程电气设计手册电气一次部分》★★★★★DL/T5153一2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》★★★★DL/T5222一2005《导体和电器选择设计技术规定》★★★★★DL/T5155一2016《220kV～1000kV变电站站用电设计技术规程》★★

二、真题考点分布（总计36题）

考点1 限制短路电流的措施（共2题）：第一、二题考点2 阻抗计算（共3题）：第三～五题考点3电容器助增效应（共2题）：第六、七题考点4 短路电流计算（共17题）：第八～二十四题考点5 非对称短路（共2题）：第二十五、二十六题考点6直流分量计算（共1题）：第二十七题考点7 动、热稳定（共6题）：第二十八～三十三题考点8厂用电短路电流计算（共3题)：第三十四～三十六题

三、考点内容简要

短路电流计算“比较难”，而且“花时间”，这是因为：

（1）涉及暂态.暂态又涉及电磁变化（交流分量、直流分量）和微积分（瞬时值公式）.

（2）情况复杂.包括对称短路、非对称短路、直流分量及其衰减、电容器助增、电动机、有限大系统、非有限大系统（近端短路）等多种情况.

（3）公式太多.包括短路电流计算公式、各种设备的阻抗计算公式、网络变换公式、冲击电流公式、热效应公式、动热稳定公式等.

（4）方法分标么值法和有名值法.

（5）计算目标不同.有的要算最大短路电流（设备选择），有的要算最小值（灵敏度校验），有的只算一部分（流过特定设备的短路电流），有的要算非对称短路电流（单相接地）.

（6）需要对各种主接线的运行方式有比较深入的了解.

以上几点都是学习短路电流计算的难点.但是短路电流计算每年必考，绝对不能放弃.其实短路电流计算也可以简单，简单点看就是欧姆定律，所以各位考生在学习时应由浅入深，循序渐进.

主要学习参考内容：《电力工程电气设计手册电气一次部分》第四章、DL/T5222一2005附录F、DL/T5153-2014附录L附录M附录N、DL/T51552016附录C.

首先重点学习《电力工程电气设计手册电气一次部分》第四章内容，熟练掌握“三相

对称短路电流周期分量起始有效值I"的标么值计算方法，会用公式r"=↓计算，难点是对各3"X个阻抗标么值的归算（第121页表4-2）或网络化简.在此基础上可以深入到冲击电流ich的计算，初学者只需要会使用第140～141页式（4-31）、式（4-32）及表4-15的使用方法即可.再加上第147页热效应计算公式的使用，据此扩展到动、热稳定的计算.非对称短路电流计算，会根据第144页表4-19的参数利用1"计算各种非对称短路电流值.

有了上述基础，DL/T5153一2014附录L就很容易上手，需要注意的是变压器阻抗要乘负误差系数还要考虑电动机电流.

非有限大系统（近端）短路，主要指发电机出口短路，由于交流分量会有衰减，所以应使用查曲线法计算，该方法的基础还是计算阻抗标么值，所以《电力工程电气设计手册电气一次部分》第121页的表4-2必须牢记.

低压系统（400V）短路，电容器助增可适当了解

最后，初学的一个难点是根据题设要求，确定短路电流计算的目标（最大、最小还是一部分)，这需要对运行方式有比较深入的了解.在备考时应重点掌握.

综上所述，短路电流计算虽然难，但难在原理理解和深入计算.对于一般的计算，考试中能够具备一定的运行方式分析能力，在此基础上会代公式，并保证一定的熟练程度便可正确作答.

第二节历年真题详解

一、考点1 限制短路电流的措施

【2011年上午题1~5】 某电网规划建设一座220kV变电站，安装2台主变压器，三侧电压为220/110/10kV.220、110kV为双母线接线，10kV为单母线分段接线，220kV出线4回，10kV电缆出线16回，每回长2km.110kV出线无电源，电气主接线如下图所示，请回答下列问题.

变电站电气主接线

注册电气工程师专业考试历年真题解析（发输变电专业）（2019年版）

》第一题［限流措施］3．若主变压器高压侧并列运行，为限制该变电站10kV母线短路电流，需采取相应措施.以下哪种措施不能有效限制10kV母线短路电流，为什么？

（A）提高主变压器阻抗（B）10kV母线分列运行（C）在主变压器低压侧加装串联电抗器（D）110kV母线分列运行，10kV母线并列运行

【答案】D

【解答过程】

由《电力工程电气设计手册电气一次部分》第120页可知：D选项采用并列方式，会造成短路电流增大.其他选项均满足限流要求.

所以选D.

【考点说明】

限流措施是常见考点，其内容详见《电力工程电气设计手册电气一次部分》第120页.

【注释】

（1）10kV侧短路电流大小主要受制于本侧变压器阻抗大小.主变压器的高压侧为系统阻抗，通常是很小的.有时缺乏系统资料时，也可假设为0，即假设系统为无限大系统，可以用变压器阻抗的倒数直接计算出10kV的短路电流.所以，两台主变压器的高压侧并列或分列运行，对10kV的短路电流影响不大，更何况本题的110kV出线还没有电源，不会直接提供短路电流.

（2）10kV分段母线是否并列运行对短路电流影响很大，并列运行时两台主变压器都向短路点提供短路电流，电流常常是翻倍的.而且两台主变压器阻抗并联，阻抗同时会减半.因此，设计手册和指导书中，都把变压器10kV侧分列运行作为重要的限流措施.

（3）限流措施总的原则，增加短路电流的回路阻抗，根据需限制短路电流位置，可选用以下部分措施.例如：将变压器分列运行或在变压器回路中串联电抗器，采用低压侧为分裂绕组的变压器，出线上装电抗器，采用高阻抗变压器等.但这些措施有些会有副作用，例如：回路中增加了阻抗，母线电压会随负荷变化而波动等，在选用时应做技术经济比较.

【2013年下午第1~5题】 某企业电网先期装有4台发电机（2×30MW2×42MW），后期扩建2台300MW机组，通过2回330kV线路与主网相联，主设备参数如下表所列，该企业电网的电气主接线如下图所示.

设备名称 参数 备注1号、2号发电机 42MWcos=0.8机端电压10.5kV 余热利用机组3号、4号发电机 30MWcosp=0.8机端电压10.5kV 燃气利用机组5号、6号发电机 300MW x" =16.7% cosp=0.85 燃煤机组额定容量：80/80/24MVA1号、2号、3号主变压器 额定电压：110/35/10kV4号、5号、6号主变压器 额定容量：240/240/72MVA 额定电压：345/121/35kV

二、考点2 阻抗计算

【2008年上午题15~17】 某远离发电厂的终端变电站设有一台110/38.5/10.5kV，20000kVA主变压器，接线如图所示.已知电源S为无穷大系统，变压器的Ua高-中%=10.5，Ua高-低%=17

注册电气工程师专业考试历年真题解析（发输变电专业）（2019年版）

Ua 中-低%=6.5（图略）.

第三题［阻抗计算］15．试计算主变压器高、中、低三侧等值标么值（S=100MVA U=Up）X1、X2、X3为下列哪一组? c

(A）0.525 (B)0.52500.3250.325 0(C) 10.5 0 6.5 (D) 10.5 6.5 0

【答案】

【解答过程】

【2009年上午题11~15】220kV变电站，一期建设2×180MVA主变压器，远景建设3x180MVA主变压器.三相有载调压，三相容量分别为180/180/90，YNynd11接线.调压230±