文章标题：计算前需要知道的关键因素——小哥理解计算基础与前提条件
随着科技的飞速发展，计算已经成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是进行数据分析、工程设计，还是简单的日常购物决策，我们都需要依赖计算来辅助我们理解和解决问题。
在进行计算之前，有一些关键因素我们需要知道和理解，以确保计算的准确性和有效性。
本文将小哥探讨这些关键因素，帮助读者更好地掌握计算的基础与前提条件。
一、明确计算目的与问题定义
在进行任何计算之前，首先要明确计算的目的和要解决的具体问题。
问题定义是计算的核心基础，它帮助我们确定需要收集哪些数据、应用哪些算法以及如何进行后续的分析和解读。
因此，我们需要对问题有小哥的理解，确保计算的针对性和有效性。
二、掌握数学基础知识
计算能力本质上是一种数学技能，因此掌握数学基础知识是进行计算的前提。
这包括基本的算术运算（加、减、乘、除）、代数知识（变量、方程、函数等）、几何知识（形状、空间、角度等）以及概率与统计等。
这些基础知识为我们提供了计算的工具和框架，使我们能够处理更复杂的计算任务。
三、了解相关数据及其性质
计算通常涉及数据，因此了解数据及其性质是至关重要的。
我们需要知道数据的来源、类型（如定性数据、定量数据）、规模（数据量大小）、分布（数据的集中趋势）以及可能存在的异常值等。
我们还需要了解数据的可靠性、有效性和偏差，以确保计算的准确性和可靠性。
四、选择合适的计算方法与算法
根据问题和数据的特点，选择合适的计算方法和算法是计算过程中的关键步骤。
不同的方法和算法可能适用于不同的场景，产生不同的结果。
因此，我们需要根据问题的需求、数据的性质以及计算资源等因素，选择最合适的计算方法与算法。
五、理解计算精度与误差
在计算过程中，精度和误差是一个不可忽视的问题。
我们需要了解计算的精度要求，即计算结果需要达到何种程度的准确性。
同时，我们还需要了解计算过程中可能产生的误差来源，如测量误差、模型误差、舍入误差等，并采取措施尽量减小误差对计算结果的影响。
六、掌握计算工具与技术
随着科技的发展，各种计算工具和技术不断涌现，如电子计算器、计算机、云计算平台等。
掌握这些工具和技术，可以大大提高我们的计算效率。
因此，我们需要了解并掌握常用的计算工具和技术，以便在计算过程中运用它们提高计算效率和准确性。
七、实践与经验积累
理论知识的学习是必要的，但实践才是检验真理的唯一标准。
通过实际计算项目的实践，我们可以积累宝贵的经验，学会如何处理实际问题中的复杂因素和挑战。
我们还可以从他人的经验中学习，不断完善自己的计算技能。
总结：
计算前需要知道的关键因素包括明确计算目的与问题定义、掌握数学基础知识、了解相关数据及其性质、选择合适的计算方法与算法、理解计算精度与误差、掌握计算工具与技术以及实践与经验积累。
只有充分了解这些关键因素，我们才能进行准确、有效的计算，辅助我们更好地解决问题和做出决策。
希望通过本文的探讨，读者能够对这些关键因素有更小哥的理解，提高自己的计算能力。
计算思维的计算思维
操作模式计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人由机器执行。
计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。
计算思维直面机器智能的不解之谜：什么人类比计算机做得好？什么计算机比人类做得好？最基本的问题是：什么是可计算的？迄今为止我们对这些问题仍是一知半解。
计算思维用途计算思维是每个人的基本技能，不仅仅属于计算机科学家。
我们应当使每个孩子在培养解析能力时不仅掌握阅读、写作和算术（Reading, wRiting, and aRithmetic——3R），还要学会计算思维。
正如印刷出版促进了3R的普及，计算和计算机也以类似的正反馈促进了计算思维的传播。
计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。
它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。
当我们必须求解一个特定的问题时，首先会问：解决这个问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方法？计算机科学根据坚实的理论基础来准确地回答这些问题。
表述问题的难度就是工具的基本能力，必须考虑的因素包括机器的指令系统、资源约束和操作环境。
为了有效地求解一个问题，我们可能要进一步问：一个近似解是否就够了，是否可以利用一下随机化，以及是否允许误报（false positive）和漏报（false negative）。
计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。
计算思维是一种递归思维它是并行处理。
它是把代码译成数据又把数据译成代码。
它是由广义量纲分析进行的类型检查。
对于别名或赋予人与物多个名字的做法，它既知道其益处又了解其害处。
对于间接寻址和程序调用的方法，它既知道其威力又了解其代价。
它评价一个程序时，不仅仅根据其准确性和效率，还有美学的考量，而对于系统的设计，还考虑简洁和优雅。
抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。
它是关注的分离（SOC方法）。
它是选择合适的方式去陈述一个问题，或者是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。
它是利用不变量简明扼要且表述性地刻画系统的行为。
它使我们在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息。
它就是为预期的未来应用而进行的预取和缓存。
计算思维是按照预防、保护及通过冗余、容错、纠错的方式从最坏情形恢复的一种思维。
它称堵塞为“死锁”，称约定为“界面”。
计算思维就是学习在同步相互会合时如何避免“竞争条件”（亦称“竞态条件”）的情形。
计算思维利用启发式推理来寻求解答，就是在不确定情况下的规划、学习和调度。
它就是搜索、搜索、再搜索，结果是一系列的网页，一个赢得游戏的策略，或者一个反例。
计算思维利用海量数据来加快计算，在时间和空间之间，在处理能力和存储容量之间进行权衡。
考虑下面日常生活中的事例：当你女儿早晨去学校时，她把当天需要的东西放进背包，这就是预置和缓存；当你儿子弄丢他的手套时，你建议他沿走过的路寻找，这就是回推；在什么时候停止租用滑雪板而为自己买一付呢？这就是在线算法；在超市付帐时，你应当去排哪个队呢？这就是多服务器系统的性能模型；为什么停电时你的电话仍然可用？这就是失败的无关性和设计的冗余性；完全自动的大众图灵测试如何区分计算机和人类，即CAPTCHA[注1]程序是怎样鉴别人类的？这就是充分利用求解人工智能难题之艰难来挫败计算代理程序。
计算思维将渗透到我们每个人的生活之中，到那时诸如算法和前提条件这些词汇将成为每个人日常语言的一部分，对“非确定论”和“垃圾收集”这些词的理解会和计算机科学里的含义驱近，而树已常常被倒过来画了。
我们已见证了计算思维在其他学科中的影响。
例如，机器学习已经改变了统计学。
就数学尺度和维数而言，统计学习用于各类问题的规模仅在几年前还是不可想象的。
各种组织的统计部门都聘请了计算机科学家。
计算机学院（系）正在与已有或新开设的统计学系联姻。
计算机学家们对生物科学越来越感兴趣，因为他们坚信生物学家能够从计算思维中获益。
计算机科学对生物学的贡献决不限于其能够在海量序列数据中搜索寻找模式规律的本领。
最终希望是数据结构和算法（我们自身的计算抽象和方法）能够以其体现自身功能的方式来表示蛋白质的结构。
计算生物学正在改变着生物学家的思考方式。
类似地，计算博弈理论正改变着经济学家的思考方式，纳米计算改变着化学家的思考方式，量子计算改变着物理学家的思考方式。
这种思维将成为每一个人的技能组合成分，而不仅仅限于科学家。
普适计算之于今天就如计算思维之于明天。
普适计算是已成为今日现实的昨日之梦，而计算思维就是明日现实。
非周期电流初值的大小与什么因素有关
短路全电流效值周期量非周期量平根号短路电流暂态稳态间数数整定保护计算候用计算非周期量于周期量幅值20%超断路器进行型式试验条件能影响断路器断性能…短路电流幅值（周期量非周期量代数）于额定断电流幅值必采取措施直接选用电力系统运行 相与相间或相与（或性线）间发非连接（即短路）流电流其值远远于额定电流 并 取决于短 路点距电源电气距离例发电机端发短路流发电机短路电流瞬值达额定电流10～15倍容量电力系统短路电流达数万安电力系统运行造严重影响三相系统发短路 4 种基本类型：三相短路两相短路单相短路两相短路其除三相短路三相路依旧称称称短路外其余三类均属称短路性点接电力网络相短路故障约占全部故障90％性点非直接接电力网络短路故障主要各种相间短路发短路电力系统稳定状态渡短路稳定状态般需3～5秒暂态程短路电流变化复杂种量其计算需采用电计算机短路约半周波（0.01秒）现短路电流瞬值称冲击电流产电力其用校验电工设备发短路机械应力稳定性短路电流析、计算电力系统析重要内容电力系统规划设计运行选择电工设备、整定继电保护、析事故提供效手段供电网络发短路,短路电流使电器设备热或受电力作用遭损坏,同使网络内电压降低,破坏网络内用电设备工作.消除或减轻短路需要计算短路电流确选择电器设备、设计继电保护选用限制短路电流元件计算条件： 1.假设系统限容量.用户处短路,系统母线电压能维持变.即计算阻抗比系统阻抗要具体规定: 于3~35KV级电网短路电流计算,认110KV及系统容量限.要计算35KV及网络元件阻抗2.计算高压电器短路电流,需考虑发电机、变压器、电抗器电抗,忽略其电阻;于架空线电缆,其电阻于电抗1/3才需计入电阻,般计电抗忽略电阻3. 短路电流计算公式或计算图表,都三相短路计算条件.单相短路或二相短路短路电流都于三相短路电流.能够断三相短路电流电器,定能够断单相短路电流或二相短路电流简化计算： 即使设定些假设条件,要确计算短路电流十困难,于般用户没必要.些设计手册提供简化计算图表.省计算麻烦.用起比较便.要手边没设计手册办?面介绍种 口诀式计算,要记牢7句口诀,掌握短路电流计算介绍简化计算前必须先解些基本概念：1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核关断容量 Id三相短路电流周期量效值(KA)简称短路电流校核关断电流 热稳定 IC三相短路第周期全电流效值(KA) 简称冲击电流效值校核稳定 ic三相短路第周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核稳定 x电抗(Ω) 其系统短路容量Sd计算点电抗x 关键. 2.标值 计算选定基准容量(Sjz)基准电压(Ujz).短路计算各参数都转化该参数基准量比值(相于基准量比值),称标值(短路电流计算特别,目要简化计算). (1)基准 基准容量 Sjz =100 MVA 基准电压 UJZ规定8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 两项,各级电压基准电流即计算,例: UJZ (KV)3710.56.30.4 S=1.73*U*I 所 IJZ (KA)1.565.59. (2)标值计算 容量标值 S* =S/SJZ.例:10KV母线短路容量200 MVA,其标值容量 S* = 200/100=2. 电压标值 U*= U/UJZ ; 电流标值 I* =I/IJZ 3限容量系统三相短路电流计算公式 短路电流标值: I*d = 1/x* (总电抗标值倒数). 短路电流效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA) 冲击电流效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其KC冲击系数,取1.8 所 IC =1.52Id 冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA) 1000KVA及变压器二侧短路,冲击系数KC ,取1.3 :冲击电流效值IC =1.09*Id(KA) 冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA) 掌握知识,能进行短路电流计算.公式,简单.问题于短路点总电抗何?例:区域变电所变压器电抗、输电线路电抗、企业变电所变压器电抗,等等. 种查关设计手册,找用变压器、输电线路及电抗器电抗标值.求总电抗,再用公式计算短路电流; 设计手册些图表,直接查短路电流. 面介绍种 口诀式计算,要记牢7句口诀,掌握短路电流计算. 4．简化算 【1】系统电抗计算 系统电抗百兆容量增减电抗反比100除系统容量 例：基准容量 100MVA系统容量100MVA系统电抗XS*=100/100＝1 系统容量200MVA系统电抗XS*=100/200＝0.5 系统容量穷系统电抗XS*=100/∞＝0 系统容量单位：MVA 系统容量应由供电部门提供能供电电源线关断容量 作系统容量已知供电部门线关W-VAC 12KV 2000A 额定断电流40KA则认系统容量S=1.73*40*V=692MVA, 系统电抗XS*=100/692＝0.144 【2】变压器电抗计算 110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量 例：台35KV 3200KVA变压器电抗X*=7/3.2=2.1875 台10KV 1600KVA变压器电抗X*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位：MVA 系数10.574.5 实际变压器短路电抗％数同电压等级同值 【3】电抗器电抗计算 电抗器额定电抗除额定容量再打九折 例：电抗器 U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15 电抗器容量单位：MVA 【4】架空线路及电缆电抗计算 架空线：6KV等于公数；10KV取1/3；35KV取 3％0 电缆：按架空线再乘0.2 例：10KV 6KM架空线架空线路电抗X*=6/3=2 10KV 0.2KM电缆电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013 作简化实际架空线路及电缆电抗其截面关截面越电抗越 【5】短路容量计算 电抗加定除100 例：已知短路点前各元件电抗标值 X*∑=2, 则短路点短路容量 Sd=100/2=50 MVA 短路容量单位：MVA 【6】短路电流计算 6KV9.2除电抗；10KV5.5除电抗; 35KV1.6除电抗; 110KV0.5除电抗 0.4KV150除电抗 例：已知短路点前各元件电抗标值 X*∑=2, 短路点电压等级6KV, 则短路点短路电流 Id=9.2/2=4.6KA 短路电流单位：KA 【7】短路冲击电流计算 1000KVA及变压器二侧短路：冲击电流效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id 1000KVA变压器二侧短路：冲击电流效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id 例：已知短路点{1600KVA变压器二侧}短路电流 Id=4.6KA 则该点冲击电流效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA 见短路电流计算关键算短路点前总电抗{标值}.定要包括系统电抗ANSI/IEEE 标准短路电流计算相关标准：ANSI/IEEE UL标准依据进行短路电流计算致标准：标准 名称IEEE C37.04IEEE C37.04fIEEE C37.04gIEEE C37.04hIEEE C37.04iIEEE C37.04 称电流交流高压路断路器恒定结构标准附录IEEE C37.010IEEE C37.010bIEEE C37.010eIEEE C37.010 交流高压路断路器称电流基础应用指南附录IEEE C37.013 交流高压发电机路断路器称电流基础额定值标准IEEE C37.20.1 金属闭合低压电力断路器关盒标准IEEE Std 399 电力系统析— 棕皮书IEEE Std 141 工网电力配电系统红皮书IEEE Std 242 IEEE 推荐商业电力系统工业配置保护实例黄皮书UL 489_9 浇铸型路断路器、浇铸型关路断路器外壳安全标准
短路电流计算方法
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种 “口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.1.主要参数afe4b893e5b19e064Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量 Sjz =100 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为 S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.(2)标么值计算容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以 IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.下面介绍一种 “口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。
容量增减，电抗反比。
100除系统容量例：基准容量 100MVA。
当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0系统容量单位：MVA系统容量应由当地供电部门提供。
当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。
如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA。
则可认为系统容量S=1.73*40*V=692MVA, 系统的电抗为XS*=100/692＝0.144。
【2】变压器电抗的计算110KV, 10.5除变压器容量；35KV, 7除变压器容量；10KV{6KV}, 4.5除变压器容量。
例：一台35KV 3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875一台10KV 1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813变压器容量单位：MVA这里的系数10.5，7，4.5 实际上就是变压器短路电抗的％数。
不同电压等级有不同的值。
【3】电抗器电抗的计算电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。
例：有一电抗器 U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。
额定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15电抗器容量单位：MVA【4】架空线路及电缆电抗的计算架空线：6KV，等于公里数；10KV，取1/3；35KV，取 3％0电缆：按架空线再乘0.2。
例：10KV 6KM架空线。
架空线路电抗X*=6/3=210KV 0.2KM电缆。
电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。
这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。
【5】短路容量的计算电抗加定，去除100。
例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 则短路点的短路容量Sd=100/2=50 MVA。
短路容量单位：MVA【6】短路电流的计算6KV，9.2除电抗；10KV，5.5除电抗; 35KV，1.6除电抗; 110KV，0.5除电抗。
0.4KV，150除电抗例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 短路点电压等级为6KV,则短路点的短路电流 Id=9.2/2=4.6KA。
短路电流单位：KA【7】短路冲击电流的计算1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id, 冲击电流峰值ic=1.8Id1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流 Id=4.6KA，则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。
可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗
