浅析变压器短路电流计算方法

[摘 要]分析变压器短路电流计算对于电力系统稳定运行的实际意义。详细介绍了三种不同的变压器短路电流计算方法，通过简化的实例计算比较各自计算特点。最后，运用理论推导出简化计算法的实用范围。

[关键词]变压器 短路电流 计算方法 适用范围

中图分类号：TM424 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0265-01

0.引言

对于变压器而言，短路分为三相短路，两相短路，两相短路接地和单相接地三种情况，但是三相短路时短路电流最大。传统的短路电流的计算标准或方法主要有运算曲线法、计算短路电流基频交流分量初始值的实用计算方法等。

为了更直观的比较三种计算方法的不同之处，本文着眼于简化的电网接线图，分别运用三种计算方法计算短路电流，最后总结出各自的适用范围。

1.变压器短路电流计算方法原理介绍

1.1 运算曲线法

20世纪80年代以来，我国电力设计部门开始普遍应用查通用曲线的方法来计算短路电流值，此方法针对我国的电机参数有很强的实用性。

1.2 短路电流交流分量初始值计算法

短路交流电流初始值的计算实质上是一个稳态交流电路的计算问题，但有一定的计算条件和近似要注意：对于电源，各个发电机均用次暂态电抗作为其等值，近似认为次暂态电动势不突变。电网方面，做短路电流计算时候可以比潮流计算简化。可以不计接地支路。

不计负荷，短路前按空载情况决定次暂态电动势。

1.3 简化计算方法

此方法实用于计算一定容量变压器出口三相短路时高压侧短路电流和低压侧短路电流。

首先，介绍变压器低压侧三相短路时高压侧短路电流的计算，当变压器低压绕组短接，在高压绕组中施加逐步增大的电压，当高压绕组中电流达到额定电流时，这时施加在高压侧的电压我们称作阻抗电压，那么，变压器的短路电压百分值与变压器的电抗和阻抗电压之间有如下关系式：

比较这三种方法计算出来的短路电流值，可以看到，利用曲线法和初始值法计算的短路电流值几乎没有什么差别，而利用简化方法算出来的短路电流值跟前两种方法比起来会有差别，随着降压变压器容量的不断增加，相对误差就不断的加大。进一步分析，当系统容量跟变压器容量满足一定关系的时候，三种方法计算结果接近，这个时候，方法三不失为快速计算短路电流的实用方法。

4.结论说明

（1）方法一和方法二更贴合工程现场，考虑更为全面，而且原理大致相同，所以结果很接近，可以作为计算短路电流的一般方法。而方法三是一种简化方法，有一定的实用价值，而且计算快速简便。

（2）方法三最好是只用于低压侧三相短路时候短路电流的计算，因为这种计算相较于高压侧短路电流计算误差会小很多。

（3）变压器高压侧系统短路容量越大，变压器的额定容量越小，那么当变压器低压侧出现三相短路时候，电力系统高压侧的电压损失会相对很小，用方法三计算短路电流会很方便。经过上面计算，我们可以看到当时，我们可以利用方法二计算，相对误差会维持在10%以内，如果时，建议改用传统方法。

参考文献

[1] 李光琦，电力系统暂态分析.北京：中国电力出版社，2007.

[2] 上海发电设备成套设计研究院，中国华电工程（集团）有限公司.大型火电设备手册，北京：中国电力出版社。2009.

[3] 西安交通大学，电力工业部西北电力设计院，电力工业部西北勘察设计院.短路电流实用计算方法。北京：电力工业出版社，1982.