第6讲 第3章_短路电流及其计算ppt课件.ppt

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1、本章首先简介短路的原因、后果及其形式，然后介绍无限大容量系统的概念及其三相短路时的物理过程和有关物理量，接着重点讲述无限大容量系统的短路电流计算，最后讲述短路电流的效应和短路稳定度的校验。本章内容也是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础，不过上一章讲的是系统在正常运行状态下的有关问题，而本章讲的是系统在故障状态下的有关问题。第三章短路电流及其计算内容提要：第一节概述所谓短路，就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。一、短路原因、类型、后果及计算短路电流的目的（一）主要原因：1.电气设备、元件的损坏。设备绝缘损坏：自然老化、操作

2、过电压、大气过电压、机械损伤2.自然原因：鸟兽跨接裸导体3.人为事故误操作：带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸（二）类型：1.三相短路2.两相短路3.单相短路4.两相接地短路（三）后果：1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。3.造成停电事故。4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子设备等产生干扰。5.严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，使并列运行发电机组失去同步，造成系统解列。类型：1.三相短路2.两相短路3.单相短路4.

3、两相接地短路在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等1.三相短路2.两相短三相短路，用文字符号k(3)表示，如图3-1a所示。两相短路，用k(2)表示，如图3-1b所示。如图3-13.单相短路单相短路，用k(1)表示，如图3-1c和d所示。如图3-14.两相接地短路两相接地短路，一般用k(1.1)表示，如图3-1e和f所示；不过它实质上是两相短路，因此也可用k(2)表示。上述的三相短路，属于对称性短路；其他形式短路，属于不对称短路。（四）计算短路电流目的：短路计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，准确地整定供配电

4、系统的保护装置，避免在短路电流作用下损坏电气设备，保证供配电系统中出现短路时，保护装置能可靠动作。（1）目的：简化短路计算（2）定义：所谓“无限大容量系统”是指端电压保持恒定，没有内部阻抗，和容量无限大的系统。电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5～10%,或者电力系统容量大于用户供电系统容量50倍时,则可将电力系统视为无限大系统.(一)无限大容量系统第二节无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量无限大容量系统三相短路暂态过程1、正常工作时。；i、L，RK为短路电流瞬时值和电感为短路电路的总电阻式中SS微分方程得。iK短路电流

5、瞬时值ipinp短路电流是非周期分量。为短路电流周期分量；由上式可以看出，当t→∞时（实际上只须经10个周期左右的时间），非周期分量，这时式中I∞为短路稳态电流图3-3示出无限大容量系统发生三相短路前后电压、电流的变动曲线。短路电流非周期分量短路电流周期分量短路电路周期分量幅值由图可以看出，短路电流ik到达稳定值之前，要经过一个暂态过程（或称瞬变过程）。这一暂态过程是短路电流非周期分量inp存在的那段时间。从物理概念上讲，短路电流周期分量ip是由于短路后电路阻抗突然减小很多倍，因此按欧姆定律要突然增大很多倍的电流；当电压不变时，此电流幅值也不变

6、。而短路电流非周期分量inp，则是由于短路电路含有电感（或感抗），电路电流不可能突变，因此按楞次定律感生的用以维持短路初瞬间（t=0时）电路电流不致突变的一个反向衰减性电流。inp衰减完毕以后（一般经t≈0.2s），短路电流ik达到稳定状态。三相短路的有关物理量指短路电流在短路过程中出现的一个呈周期性变化的交流分量。它的变化规律符合欧姆定律，即在其任何时间的值决定于当时短路回路的电压和阻抗值。因此在短路初始瞬间（t=0），短路电流周期分量因回路阻抗骤减而要剧增。用符号ip表示1、短路电流周期分量假设在电压u=0时发生三相短路，图所示。由式（3-

7、3）可知，短路电流周期分量为为短路后第一个周期的短路电流周期分量的有效值，称为次暂态短路电流有效值。用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量。应采用电力系统在最大运行方式下，继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。2、短路电流非周期分量inp短路电流非周期分量inp，是用以维持短路初瞬间的电流不致突变而由电感上的自感电动势所产生的一个反向电流，如图3-3所示。由式（3-3）可知，短路电流非周期分量3、短路全电流短路电流周期分量与非周期分量之和，即某一瞬时t的短路全电流有效值Ik(t)，是以时间t为中点的一个周

8、期内ip的有效值Ip(t)与inp在t的瞬时值inp(t)的方均根值，即4、短路冲击电流或ish为短路后经过半个周期（即0.01s）时的短路电流峰值，