短路电流及其计算ppt课件.ppt

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1、电力系统短路电流基本概念1无限大容量系统短路电流计算2第四章短路电流及其计算短路电流动热稳定效应3回顾：第一节电力系统短路电流基本概念一、短路及短路电流（1）短路定义（2）造成短路原因（3）短路危害回顾：短路的形式在三相系统中，可能发生的短路类型有1、三相短路2、两相短路3、单相短路4、两相接地短路短路的类型区别两相接地短路与两相短路接地回顾：无限大容量系统中三相短路过程的简化分析短路前：下面介绍电流瞬时值表达式的求解。设电源相电压由于是无限大容量的电源，所以在短路过程中该表达式始终不变。短路发生前电流：短路一瞬间：当t＝0-则：uф=Ｕфmsinωt(4-1)i＝Imsin(ωt-ф)(4-

2、2)i(0-)=-Imsinф(4-3)图4-2无限大容量系统发生三相短路a)三相电路图b)等效单相电路图第四章短路电流及其计算短路发生后稳态电流：i(∞)=Im.ksin(ωt-фk)根据暂态过程分析的三要素法，短路电流瞬时值表达式为：式中三要素为初始值i(0+)、稳态解i(∞)、时间常数τ。ik=i(∞)+[i(0+)-i(∞)

3、t=0]e-t/τ（4-5）ik=Im.ksin(ωt-фk)+（Im.ksinфk-Imsinф）e-t/τ=ip+inp(4-6)等于ip，为短路电流周期分量，以正弦规律变化。等于inp,为短路电流非周期分量，以指数规律衰减。τ=X∑／Ｒ∑—为时间常数。第四章

4、短路电流及其计算近似思想：如果X∑》Ｒ∑，短路回路可认为纯电感电路，则фk≈900，这时短路电流周期分量为：ip≈Im.ksin(ωt-900)=-Im.kcosωt(4-7)短路电流非周期分量为:inp≈（Im.k-Imsinф）e-t/τ(4-8)在t=0时ip（0）≈-Im.kinp（0）≈Im.k-Imsinф图４-3表示出无限大容量系统发生三相短路前后电流、电压的变动曲线就是按短路回路为纯电感电路绘出的。短路电流在到达稳定值之前，要经过一个暂态过程（或称短路瞬变过程）。暂态过程中短路全电流包含有两个分量：短路电流周期分量和非周期分量。以一定的时间常数按指数规律衰减，直至衰减为零。此时

5、暂态过程即告结束，系统进入短路的稳定状态。图4-３　　无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线第四章短路电流及其计算回顾：有关短路的物理量（重点，各个关系一定要记住）（一）短路电流周期分量由于短路电路的电抗一般远大于电阻，即X∑》Ｒ∑，可看成是纯电感电路，假设在电压uф＝0时发生三相短路，如图4-3所示。由式(4-7)可知，短路电流周期分量：ip≈Im.ksin(ωt-900)因此短路初瞬间(t=0时)的短路电流周期分量：ip（0）≈-Im.k=-I″(二)短路电流非周期分量短路电流非周期分量是由于短路电路存在着电感，用以维持短路初瞬间的电流不致突变而由电感上引起的自感电动势所产生的一个反

6、向电流，如图4-3所示。由式（4-8）可知，X∑》Ｒ∑时，短路电流非周期分量：inp≈（Im.k-Imsinф）e-t/τ由于Im.k》Imsinф，故inp≈Im.ke-t/τ=I″e-t/τ由于τ=X∑／Ｒ∑，而且Ｒ∑越大，τ越小，衰减越快。（三）短路全电流1．短路全电流瞬时值：短路全电流瞬时值为短路电流周期分量与非周期分量之和，即ik=ip+inp（4-10）2．短路全电流有效值：短路全电流有效值为某一瞬时t的短路全电流有效值Ik(t)，是以时间t为中点的一个周期内的ip有效值Ip(t)与inp在t的瞬时值inp(t)的方均根值，即（四）短路冲击电流短路冲击电流为短路全电流中的最大瞬时值

7、。由图4-3所示短路全电流ik的曲线可以看出。短路后经半个周期（即0.01s），ik达到最大值时，此时的电流即短路冲击电流，用ish表示。第四章短路电流及其计算在高压电路发生三相短路时，一般可取Ksh＝1.8，因此ish=2.55I″(4-16)Ish=1.51I″(4-17)在1000KVA及以下的电力变压器二次侧低压电路中发生三相短路时，一般可Ksh=1.3，因此ish=1.84I″(4-18)Ish=1.09I″(4-19)（五）短路稳态电流系统进入短路的稳定状态；此时的短路全电流只剩周期分量，其有效值（用I∞表示）称为短路稳态电流。很明显可得：I″＝Ik=I∞。回顾：为什么进行短路电流

8、计算？（1）选择电气设备和载流导体时，需用短路电流校验其动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能的最大短路电流时不至于损坏；（2）选择和整定用于短路保护的继电保护装置的时限及灵敏度时，需应用短路电流参数；（3）选择用于短路保护的设备时，为了校验其断流能力也需进行短路电流计算。在计算高压电网中的短路电流时，一般只需计算各主要元件（电源、架空线路、电缆线路、变压器、电抗器等）的电抗而忽略其电阻，仅当架空线