短路电流计算1

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1、内容提要：本章概述短路电流的计算。首先说明无限大容量电源系统供电时短路过程的分析和无限大容量电源条件下短路电流的计算方法，低压配电网中短路电流的计算，介绍了感应电动机对短路电流的影响，最后介绍了供电系统中电气设备的选择与校验。第3章短路电流计算第3章短路电流的计算第一节概述第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析第三节无限大容量电源条件下短路电流的计算方法第四节低压配电网中短路电流的计算第六节感应电动机对短路电流的影响第七节供电系统中电气设备的选择与校验第一节概述1、短路的定义短路的定义所谓短路是指电力系统中带电部

2、分与大地(包括设备的外壳、变压器的铁芯、低压线路的中线等)之间，以及不同相之间的短接。(相与相或相与地短接)这种短接可能是通过小阻抗的回路，或者是电弧的形式形成。在中性点非有效接地系统中，短路故障主要是各种相间短路，而单相接地不会造成短路，属于一种运行障碍。2、短路原因引起绝缘损坏的原因：过电压绝缘的自然老化和污秽运行人员维护不周直接的机械损伤电力系统其他一些故障也可能导致短路：输电线路断线和倒杆事故运行人员违章操作鸟和小动物等跨接裸导体等3、短路的类型三相短路两相短路单相(接地)短路单相短路两相接地短路两相接地短路3

3、、短路类型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、短路危害5、短路的预防和限制措施认真执行运行规程，不断学习以提高电业人员的素质。严格遵守操作计数规程和安全规程，避免误操作；在短路发生时，采取有效的措施将短路的影响限制在最小的范围内。作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和预

4、防。采用快速动作的继电保护和断路器，迅速隔离故障。使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。增大短路回路的阻抗，如在电路中装设限流电抗器等。6、短路电流研究目的选择：导体和设备校验：短路时能承受瞬时冲击及热效应整定和保护：出现短路时能迅速和准确地切除故障确定限流措施：是否串联电抗器确定合理的主接线方式：分列运行和并列运行第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析一、无限大容量电源特点内阻为零输出电压不随负载变化当用户的负荷容量远小于给它供电的电力系统容量时(1/50)；当系统阻抗不大于短路回路总阻抗的5%－10%时。实际

5、中可以看作无限大容量供电系统的条件：二、短路过程分析基本过程-->正常运行（负荷电流）-->发生短路-->电流突然增大(周期分量加非周期分量)-->稳定新值(稳态短路电流)。二、短路过程分析1、基本假设忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的元件参数恒定忽略元件的电阻R，只考虑元件的电抗X当R=X/3时，忽略电阻，误差仅增大5%。忽略短路点的过渡电阻按对称分析2、无限大电源容量的暂态过程电路对称，可以只取一相讨论短路前电路中的电流为：式中：－短路前电流的幅值－短路前回路的阻抗角－电源电压的初始相角，亦称合闸角；短路后电路

6、中的电流应满足：短路的全电流可以用下式表示式中：——短路电流周期分量的幅值，——短路后回路的阻抗角，——短路回路时间常数，c——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周期分量的初始值。由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，则短路前瞬间的电流应该等于短路发生后瞬间）的电流，因此，短路的全电流为3、短路电流波形黄色曲线为短路电流波形，单调下降曲线为非周期分量。4、产生最大短路电流的条件在电源电压及短路地点不变的情况下，最大短路电流和Im、α、φkl有关。产生最大短路电流的条件4、产生最大短路电流的条件满足以上条件的情

7、况为：（1）短路前电路处于空载状态，即（2）短路回路为纯感性回路，即回路的感抗比电阻大得多，可以近似认为阻抗角；（3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相角。5、三相短路的有关物理量(1)短路电流次暂态值短路电流次暂态值是指短路以后幅值最大的一个周期（即第一个周期）的短路电流周期分量的有效值。在无限大容量系统中，短路电流周期分量幅值保持不变。(2)短路电流稳态值短路电流稳态值（steady－statevalue）是指短路进入稳态后短路电流的有效值。无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值恒定不变，则(3)短

8、路电流冲击值短路电流冲击值（shockvalue），即在发生最大短路电流的条件下，短路发生后约半个周期出现短路电流最大可能的瞬时值。式中ksh称为冲击系数，1≤ksh≤2。在高压供电系统中通常取ksh=1.8；低压供电系统中如容量为以下车间变电所的出口处发生短路，常取ksh=1.3；(4)短路冲击电流有效值（全电流有效值）短路冲击