短路电流计算ppt课件.ppt

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1、§2-6矿井电网短路电流计算在供电系统中，短路时最严重的故障之一，煤矿井下电网若发生短路故障，更是危害极大。掌握电网发生短路时段路电流的变化规律、稳态短路参数的计算及短路电流的破坏效应等知识，有助于电气设备的正确选择和过流保护装置的设置与整定，在矿井电网的故障分析中有重要作用。7/30/20211一、短路的原因、种类及危害（1）短路是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相于相之间的短接、相于地之间的短接等。产生短路的主要原因是由于电气设备载流部分绝缘损坏。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。三相电网中，可能发

2、生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。第一种短路称为对称短路，后三种通称为不对称短路。7/30/20212三相短路两相短路两相对地短路单相对地短路7/30/20213在供电系统中，发生单相短路的可能性最大，但一般三相短路的短路电流值最大。为了使电气设备在最严重的短路情况下不致损坏，常用三相短路电流来校验电气设备承受短路的能力。两相短路电流数值最小，常用来校验短路保护装置的灵敏度，是保护装置对最轻的短路故障也有较强的反应能力。一、短路的原因、种类及危害（2）7/30/20214短路产生的危害：（1）短路

3、电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍，这样大的短路电流对供电系统及电气设备要造成很大的危害。例如，强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧毁电气设备；短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能影响电力系统运行的稳定性，使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。一、短路的原因、种类及危害（3）7/30/20215（2）不对称接地短路所造成的零序电流，会在附近的通讯线路内产生感应电动势，干扰通讯；（3）在井下，短路也是引起沼气煤尘爆炸和电气火灾的主要

4、原因之一。因此，在供电系统中必须设置短路保护，一旦发生短路，应尽快切断故障部分的电源。一、短路的原因、种类及危害（4）7/30/20216二、无限大电源容量系统短路电流暂态过程及参数无限大电源容量是一个相对的概念，它是指电源距短路点的“电气距离”较远、电源额定容量远大于系统供给短路点的短路容量的电源，常用S=∞表示。“电气距离”较远，实际上是指电源阻抗小于短路回路总阻抗10%的情况。对于无限大电源容量系统，在分析短路暂态过程中，可以不考虑电源内部的参数，可以认为电源电压维持不变。7/30/202171.三相短路电流暂态过程分析供

5、电系统发生三相短路的电路如图所示，R、L为线路的电阻和电感，Rlo和Llo为负载的电阻和电感。由于电路对称，可取一相来分析。7/30/20218短路前电路中的电压和电流为其中1.三相短路电流暂态过程分析7/30/202191.三相短路电流暂态过程分析在S处发生三相短路时，负载回路被短接，失去电源。S点处的电位为零，电源电压全部加在短路回路上。在电源至短路点的回路内，电流将由原来的负载电流增大为短路电流，其瞬时值可由短路回路的微分方程来确定。7/30/2021101.三相短路电流暂态过程分析图2-34中一相的回路方程式为一阶常系数

6、非齐次微分方程，由此可以解得短路全电流表达式为＝7/30/2021111.三相短路电流暂态过程分析式中:Ipe——短路后的稳态电流值，称周期分量；Iap——短路电流非周期分量；Ipe.m——短路电流周期分量幅值；——短路回路的阻抗角，Ts——短路回路的时间常数，Ts=L/R=7/30/2021121.三相短路电流暂态过程分析对应的短路电流波形如图2-35所示。图中为非周期分量初始值，为周期分量初始值。7/30/2021131.三相短路电流暂态过程分析短路电流暂态过程的特点是产生非周期分量电流，产生的原因是由于回路中存在电感。在发

7、生突然短路的瞬间（即t=0时），短路前的电流与短路后的周期分量电流一般不相等。由楞次定律，为维持电流的连续性（即电感回路中电流不能突变），将在电感回路中产生一自感电流来阻止电流的突变，该电流就是非周期分量电流。它的初始值iap.0的大小与短路故障发生的时刻有关，即与电压V的初相角θ有关。7/30/2021141.三相短路电流暂态过程分析短路电流非周期分量是按指数规律衰减的。由于它是由电流突变感生而来，没有外加电压的维持，也就没有能量的补充；而短路回路为R-L电路，不断的消耗能量，所以iap按指数规律单调衰减。衰减的速度决定于回路

8、时间常数Ts，一般非周期分量衰减很快，在0.2s后即衰减到初始值的2%，在工程上即可以认为已衰减结束。这也说明电力系统的暂态过程非常短暂。7/30/2021152.有关短路计算的物理量1）稳态短路电流Iss当非周期分量衰减到零后，断路故障的暂态过程即告结束，此时