短路电流的计算.ppt

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1、内容提要：本章概述短路电流的计算。首先说明无限大容量电源系统供电时短路过程的分析和无限大容量电源条件下短路电流的计算方法，低压配电网中短路电流的计算，不对称短路电流的计算方法，介绍了感应电动机对短路电流的影响，最后介绍了供电系统中电气设备的选择与校验。第3章短路电流的计算第一节概述第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析第三节无限大容量电源条件下短路电流的计算方法第四节低压配电网中短路电流的计算第五节不对称短路电流的计算方法第六节感应电动机对短路电流的影响第七节供电系统中电气设备的选择与校验第一节概述一、短路及其原因、后果短路：指供电系统中不同电位的导电部

2、分（各相导体、地线等）之间发生的低阻性短接。主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，人员误操作、雷击或过电压击穿，以及鸟兽危害等。短路后果：短路电流产生的热量，使导体温度急剧上升，会使绝缘损坏；短路电流产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；短路会使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性；短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。二、短路的类型三相短路两相短路单相(接地)短路单相短路两相接地短路两相短路接地1、为了选择和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流；2、

3、在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对称短路的短路电流值；3、校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性，就要用到短路冲击电流、稳态短路电流及短路容量；4、对瞬时动作的低压断路器，则需用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。三、计算短路电流的目的概念电力系统中相与相之间或者相与地之间的非正常连接原因绝缘破坏而构成通路（绝缘材料的自然老化，机械损伤，雷电造成的过电压等；此外还包括运行人员的误操作等类型三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地危害导体及绝缘严重发热；导体或线圈变形；影响用户用电设备的正常工作；不对称接地短路产生不平衡磁通，对通讯系统造成干扰，甚至

4、危及设备和人生安全预防措施限制短路电流（装设电抗器）；迅速将短路部分隔离（依靠继电保护装置）；采用自动重合闸装置目的选择电气设备；校验电气设备的热稳定和动稳定；进行继电保护设计和调整短路电流总结第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析一、无限大容量电源供电系统的概念无限大容量电源——内阻抗为零的电源。当电源内阻抗为零时，不管输出的电流如何变动，电源内部均不产生压降，电源母线上的输出电压维持不变。二、短路过程的简单分析图3-2分析三相短路时的三相等效电路图和单相等效电路图a）三相等效电路图图3-2分析三相短路时的三相等效电路图和单相等效电路图b)单相等效电路

5、图等效电路的电压方程为解之得,短路电流为则得短路电流当t＝0时刻，发生三相短路，由于短路电路存在着电感，因此电流不会突变式中，右端第一部分为短路电流周期分量;第二项为短路电流非周期分量。假设：短路前负载电流为解得无限大容量系统发生三相短路时的电流曲线如下图：图3－3短路时电流波形图在电源电压及短路地点不变的情况下，要使短路全电流达到最大值，必须具备以下的条件：1)短路前为空载，即Im=0，这时2)设电路的感抗X比电阻R大得多，即短路阻抗角≈90。3)短路发生于某相电压瞬时值过零值时，即当t=0时，初相角=0。此时，可得三、有关短路的物理量短路电流周期分量：

6、短路电流非周期分量：短路全电流：短路冲击电流：短路稳态电流：短路冲击电流有效值：第三节无限大电源条件下短路电流的计算方法三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制法两种。欧姆法是最基本的短路计算方法，适用于两个及两个以下电压等级的供电系统；而标幺制法适用于多个电压等级的供电系统。短路计算中有关物理量一般采用以下单位：电流为“kA”（千安）；电压为“kV”（千伏）；短路容量和断流容量为“MV·A”（兆伏安）；设备容量为“kW”（千瓦）或“kV·A”（千伏安）；阻抗为“Ω”（欧姆）等。一、标幺值法在无限大容量电源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值和

7、有效值是不变的。短路电流的周期分量的计算公式为：在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sj和基准电压Uj，基准电流Ij和基准电抗Xj其中，是短路点所在网路段的平均额定电压，取二、供电系统中各元件电抗标幺值1）输电线路图3－5多级电压的供电系统示意图S、U、I、X需要满足以下关系式：选取基准值时，只要选定两个，另外两个可以通过计算得到。基准容量一般取100MVA，基准电压取短路点所在网路段的平均额定电压。结论：不论短路发生在哪一电压等级区段，只要选取短路段的平均电压为基准电压，则任一段线路电抗(欧姆值)对

8、基准值的标幺值，等于该电抗有名值乘以基