第三章--短路电流计算.ppt

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1、第三章短路电流计算第一节概述第二节无限大容量电源供电系统短路过程分析（重点）第三节高压电网短路电流计算（重点）第四节低压电网短路电流的计算（重点）第五节短路电流的效应（重点）第一节概述短路——指两个或多个导电部分之间意外的或有意的形成的导电通路，此通路迫使这些导电部分之间的电位差等于或接近于零。一、短路的原因及其后果短路的原因：短路的现象：(１)电气绝缘损坏(２)误操作(３)鸟兽危害电流剧烈增加；系统中的电压大幅度下降。短路电流往往要比正常负荷电流大十几倍或几十倍。短路的危害：短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁

2、；短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常工作；严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，破坏系统的稳定性。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。二、短路的类型相（线）对地短路——在中性点直接接地或中性点经阻抗接地系统中发生的相（线）导体和大地之间的短路。相（线）间短路——两根或多根相（线）导体之间的短路，在同一处它可伴随或不伴随相对地短路。低压配电系统中还会发生相（线）导体对中性导体短路，简称单相短路。三、计算短路电流的目

3、的计算短路电流的目的主要是为了正确选择和检验电器、电线电缆及短路保护装置。三相对称短路是用户供电系统中危害最严重的短路形式，因此，三相对称短路电流初始值是选择和检验电器、电线电缆的基本依据。在继电保护装置的整定及灵敏系数检验时，还需计算不对称短路的最小短路电流值；在检验电器及载流导体的电动力稳定和热稳定时，还要用到三相短路电流峰值、三相稳态短路电流。另外，在计算大中型电动机的起动压降时，要用到三相短路容量；在验算接地装置的接触电压与跨步电压时，要用到单相对地短路电流等。一、远端短路和近端短路如果以供电电源容量为基准的短路回路计算阻抗不小于3，短

4、路时即认为电源母线电压将维持不变，不考虑短路电流交流分量（周期分量）的衰减，可按短路电流不含衰减交流分量的系统，即无限大电源容量的系统或远离发电机端短路进行计算。否则，应按短路电流含衰减交流分量的系统，即有限电源容量的系统或靠近发电机端短路进行计算。第二节供电系统短路过程的分析第二节供电系统短路过程的分析一、无限大容量电源供电系统的概念说明：无限大功率电源是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。无限容量系统（又叫无限大功率电源），是指系统的容量为∞，内阻抗为零。无限容量系统的特点：在电源外部发生短路，电源母线上的电压基本不变，即认为它是

5、一个恒压源。在工程计算中，当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%～10%时，就可认为该电源是无限大功率电源。或者电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。二、远端短路过程的简单分析单端电源网络，内部某处发生三相短路并在短路持续时间内保持短路相数不变。第二节供电系统短路过程的分析等效电路的电压方程：微分方程解：Ik.m=当t＝0时，由于短路电路存在着电感，因此电流不会突变，即ik0=i0，可求得积分常数，即则短路前负荷电流为ik短路电流周期分量;iDc为短路电流非周期分量。无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流

6、曲线如下图：i,u三、有关短路的物理量1.短路电流周期分量t=0时由于——对称短路电流初始值2.短路电流非周期分量由于故越大，τ越小，衰减越快。3.短路全电流有效值4.短路电流峰值短路全电流ikT的最大有效值——短路电流峰值（冲击）系数5.稳态短路电流对无限大电源容量系统中或远离发电机短路，短路电流周期分量不衰减，即Ik=。第三节高压电网短路电流计算短路计算电压系数c=1.05三相对称短路电流周期分量的初始值在高压电路的短路计算中，通常只计电抗，不计电阻。故计算短路电流的关键便是求出。短路电流计算方法：标幺制有名单位制在短路电流计算中，各电气量

7、的数值，可以用有名值表示，也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用有名值，而高压系统中宜采用标幺值。一、标幺制标幺制的概念某一物理量的标幺值Ａ*，等于它的实际值A与所选定的基准值Ad的比值，即标幺制法（Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｐｅｒ⁃ｕｎｉｔ　ｓｙｓｔｅｍ）因其短路计算中的有关物理量是采用标幺值（相对值）而得名，又称相对单位制法。一、标幺制按标幺值法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd和基准电压Ud。标幺值基准容量取基准电流（kA）基准电压取元件所在处的短路计算电压为基准电压（kV），即基准电抗（Ω）二、供电系统各元件电抗标幺值1

8、）电力系统的电抗标幺值电抗电抗标幺值电力系统变电所高压馈电线出口处设计规划的三相对称短路容量初始值（MVA）2.电力线路的电抗标么值线路单位长度的电抗