短路电流及其计算1

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1、第三章短路电流及其计算3-1短路的原因、后果及形式3-2无限大容易电力系统三相短路时的物理过程3-3无限大容量电力系统中短路电流的计算3-4短路电流的效应和稳定度校验本章重点1.无限大容量电力系统三相短路时的物理过程及物理量3.短路电流的效应及短路校验条件重点：2.三相短路及两相和单相短路的计算3-1短路的原因、后果及形式短路:是指系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。产生短路故障的主要原因是：电力设备绝缘损坏。引起绝缘损坏的原因：各种形式的过电压（如雷击过电压或操作过电压）引起的绝缘子、绝缘套管表面

2、闪络；绝缘材料恶化等原因引起绝缘介质击穿；恶劣的自然条件及鸟兽跨接裸露导体造成短路；运行人员的误操作等。短路故障分为：单相接地短路发生的几率高达65%左右。不对称短路对称短路三相短路两相短路单相接地短路两相接地短路短路的形式(虚线表示短路电流路径)短路的危害：⑵短路还会引起电网中电压降低，结果可能使部分用户的供电受到破坏，用电设备不能正常工作。⑶不对称短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行通信线路内感应出电动势，造成对通信系统的干扰，威胁人身和设备安全。⑴短路回路中的电流大大增加。其热效应会引起导体或其绝缘的损

3、坏；同时电动力效应也可能使导体变形或损坏。采取的措施采用合理的防雷设施，加强运行维护管理等。通过采用继电保护装置，迅速作用于切除故障设备，保证无故障部分的安全运行。架空线路普遍采用自动重合闸装置，发生短路时断路器迅速跳闸，经一定时间（0.4~1s）断路器自动合闸。线路上的电抗器，通常也是为限制短路电流而装设的。破坏系统的稳定性是短路可能造成的最严重后果。⑷由于短路引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率与输入功率不平衡，可能会引起并列运行的发电机失去同步，使系统瓦解，造成大面积停电。短路计算目的：选择有足够电动力稳定和热稳定性

4、的电气设备。合理的配置继电保护及自动装置，并正确整定其参数。选择最佳的主接线方案。3-2无限大容量电力系统三相短路时的物理过程1、假设电源的容量为无限大，其电压和频率保持恒定，内阻抗为零。一无限大功率电源2、无限大功率电源是个相对概念。系统容量相对于单个用户的用电设备容量大得太多，以致于馈电给用户的线路上无论负荷如何变动甚至发生短路时，系统变电站馈电母线上的电压始终保护基本不变。二、无限大容量系统三相短路的物理过程a)三相电路图b)等效单相电路图无限大容量电力系统中发生三相短路由于短路阻抗与负载阻抗相比，后者是前者的几十倍甚至

5、上百倍，由欧姆定律可短路电流将几十倍甚至上百倍于负载电流，但输电线路由于存在电抗，有可能电抗远大于电阻，由楞茨定律可知电感元件中电流不能突变，因而必然出现一个过渡过程，即短路暂态过程。无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线三、短路有关的电流量1、短路电流周期分量由于系统短路时，其短路电抗远大于短路电阻，可略去短路电阻，视短路电路为纯电感电路，若短路初瞬间（t=0时刻）的电压U=0，电流滞后于电压900，此时电流的周期分量达最大值。2、短路电流非周期分量分量由楞茨定律可知，由于电感的存在，致使电路电流不能突变，而在突然

6、短路时在电感上出现一个自感电动热，产生一个非周期变化的短路电流，并指数形式衰减。①C为待定积分常数，由电路的初始条件决定。3、短路全电流4、短路冲击电流Ish即最大的瞬时短路电流，出现在短咱后的半个周期。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定度。高压三相短路时，一般取低压三相短路时，一般取5、短路稳态电流（无限大容量系统）6、短路容量等于短路电流有效值与短路点处的正常工作电压（一般用平均电压Uav）的乘积。3-3无限大容量电力系统中短路电流的计算一、采用欧姆法进行三相短路计算基本公式:计算方法：欧姆法、标幺制法时,可忽

7、略去；时,可忽略去。计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。1、电力系统的阻抗计算电抗电阻2、电力变压器的阻抗计算3、电力线路的阻抗计算可查下表或其它数据表电力线路每相的单位长度电抗平均值线路电压线路结构35kV及以上6～10kV220／380V架空线路电缆线路0.400.120.350.080.320.0664、阻抗换算（有变压器时）电路内各元件的阻抗都必须按照短路点的短路计算电压统一换算，换算的条件是元件功率损耗不变。计算步骤：1、绘制短路计算电路图，并确定短路计算点；2、计算元件电抗，并绘制等效电路图；3、给元件编号,并标于

8、等效电路图；4、根据短路点，进行网络化简，求短路点总阻抗ZΣ或总电抗XΣ；5、计算短路点的短路电流及其它参数。二、采用标么制法进行三相短路的计算1、标么值的定义及其基准⑴标么值定义：⑵标么值的优点：①标么值计算不必考虑相线关系，三相还是单相，Y形还是形△；②标么值计算同时起到