供电技术-第3章-供电系统的短路电流计算ppt课件.ppt

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1、现代供电技术第三章供电系统的短路电流计算§3-1短路的基本概念§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析§3-3无限大容量电源条件下短路电流的计算方法§3-4低压配电网中短路电流的计算§3-5不对称短路电流的分析计算方法§3-6感应电动机对短路电流的影响§3-7电气设备的选择及校验内容提要2短路——供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。系统中的电流急剧增大故障点电压急剧下降电气设备载流部分的绝缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。由于误操作产生的故障约占全部短路故障的70%。⒈短

2、路的概念⒉短路的原因§3-1短路的基本概念3短路类型及其表示符号短路类型与电源的中性点是否接地有关。短路的基本类型分:对称短路:三相短路;不对称短路:两相短路单相短路两相接地短路。3.短路的类型§3-1短路的基本概念4短路电流的热效应使设备急剧发热,可能导致设备过热损坏短路电流产生很大的电动力,可能使设备永久变形或严重损坏短路时系统电压大幅度下降,严重影响用户的正常工作短路可能使电力系统的运行失去稳定不对称短路产生的不平衡磁场,会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰,影响其正常工作4.短路的危害§3-1短路的

3、基本概念55.短路电流计算目的选择、校验供电系统中的电气设备(热、动稳定性)——短路参数的最大值(三相短路电流、短路冲击电流、稳态短路电流、短路容量等校验供电系统继电保护的灵敏度(保护装置反应能力)——短路参数的最小值(不对称短路电流)确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施结束§3-1短路的基本概念6§3-1短路的基本概念§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析§3-3无限大容量电源条件下短路电流的计算方法§3-4低压配电网中短路电流的计算§3-5不对称短路电流的分析计算方法§3-6感应电动机对短路电流

4、的影响§3-7电气设备的选择及校验内容提要7概念:无限大容量电源是指内阻抗为零的电源。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。意义:相对值,当用户的负荷容量远小于给它供电的电力系统容量(约为1/50)时,用户内部供电网路发生短路,电力系统出口母线电压基本维持不变。根据这样的假设来计算短路电流,不会引起较大的误差。工程应用:当电力系统的阻抗不大于短路回路总阻抗的5%~10%时,可将该系统看作无限大容量电源供电系统。一、无限大容量电源供电系统的概念§3-2无限

5、大容量电源系统供电时短路过程的分析8二、短路过程的简单分析三相短路时,等效于典型星形联结电路假设电源和负荷都是三相对称,则可取一相(A相)来分析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b)单相等效电路图§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析9单相等效电路图正常运行时:设电源侧A相电压:电流:其中:Im—负载电流幅值,—功率因数角、阻抗角,—该相的初相角、合闸角。⒈正常运行§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析10⒉发生三相短路短路后阻抗变小,电流增大电感的存在使电流不

6、能突变而产生非周期电流分量,非周期电流分量不断衰减,电流最终达到稳态电路电流。全响应:有源短路回路*纯衰减过程,最终数值衰减为零;将电感中的磁场能全部通过电阻消耗掉零输入响应无源短路回路K处为三相短路点,此时电路被分为两部分§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析11k(3)点发生短路后被分成两个独立回路,电源相连接的左端回路电流的变化应符合:式中:u——相电压的瞬时值;ik——每相短路电流瞬时值;Rkl、Lkl——电源至短路点k(3)的电阻和电感⑴短路全电流的求取§3-2无限大容量电源系统供电时短路过

7、程的分析12微分方程的解式中:Um——相电压幅值;Zk1——电路中每相短路阻抗,——相电压的初相角;kl——短路电流与电压之间的相角;Tfi=Lkl/Rkl——短路后回路的时间常数;c——积分常数,其值由初始条件决定;Izm——三相短路电流周期分量的幅值。(3-2)§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析13当t=0发生三相短路瞬间,电感中电流不能突变,所以短路瞬间,短路前电流与短路后电流相等。已知短路前电流由式(3-2)得出:解出:ifio——短路全电流中非周期分量初始值。短路电流的全电流瞬时值为式

8、中:iz称为短路电流的周期分量,iz的幅值是Izm,有效值用Iz表示;ifi称为短路电流的非周期分量,ifi0是ifi在t=0的初值。§3-2无限大容量电源系统供电时短路过程的分析14ifiiz短路全电流周期分量iz——强制分量:由无穷大系统的电源电压和回路阻抗决定,周期分量电流幅值不变;其中周期分量与电源具有相同的变化规律,依然是正弦信号,且频率与电源相同;非周期分量ifi——自由分

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