供配电工程孙丽华第4章节

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1、第四章短路电流及其计算4.3无限大容量系统三相短路电流计算4.1短路的基本概念4.2无限大容量系统三相短路暂态分析4.4不对称短路电流计算简介4.5电动机对短路电流的影响4.6低压电网短路电流计算4.7短路电流的效应9/3/20212尚辅网http://shangfuwang.com/4.1短路的基本概念所谓短路,是指电力系统中正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。一、短路的原因及其后果短路的原因：短路的现象：电气设备载流部分绝缘损坏；运行人员误操作；其他因素。电流剧烈增加；系统中的电压大幅度下降。9/3/20213尚辅网http://shangfuwa

2、ng.com/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；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。9/3/20214尚辅网http://shangfuwang.com/二、短路的种类对称短路：三相短路k（3）不对称短路：单相接地短路k（1）两相接地短路k（1,1）两相短路k（2）图4-1短路的类型a）三相短路b）

3、两相短路c）、d）单相接地短路e）、f）两相接地短路进行短路电流计算的目的：选择合理的电气接线图选择和校验各种电气设备合理配置继电保护和自动装置9/3/20215尚辅网http://shangfuwang.com/4.2无限大容量系统三相短路暂态分析一、无限大容量系统的概念无限容量系统（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。说明：无限大功率电源是一个相对概念，真正的无限大功率

4、电源是不存在的。9/3/20216尚辅网http://shangfuwang.com/短路前，系统中的a相电压和电流分别为短路后电路中的电流应满足：二、无限大容量系统发生三相短路时的物理过程图4-2无限容量系统中的三相短路a）三相电路b）等值单相电路9/3/20217尚辅网http://shangfuwang.com/解微分方程得：由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，则短路前一瞬间的电流应与短路后一瞬间的电流相等。即则∴9/3/20218尚辅网http://shangfuwang.com/在短路回路中，通常电抗远大于电阻，可认为　　　，故由上式可知，当非周期分量电

5、流的初始值最大时，短路全电流的瞬时值为最大，短路情况最严重，其必备的条件是：短路前空载（即）短路瞬间电源电压过零值，即初始相角因此对应的短路电流的变化曲线如图4-3所示。9/3/20219尚辅网http://shangfuwang.com/图4-3无限大容量系统三相短路时短路电流的变化曲线9/3/202110尚辅网http://shangfuwang.com/三、三相短路冲击电流在最严重短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流，用ish表示。由图4-3知，ish发生在短路后约半个周期（0.01s）。其中，——短路电流冲击系数。意味着短路电流非周期分量不衰减当电阻R

6、=0时，　　　　　　　，当电抗Ｘ=0时，　　　　　　，意味着不产生非周期分量9/3/202111尚辅网http://shangfuwang.com/1＜Ksh＜2因此在高压电网中短路时，取Ksh=1.8，则在低压电网中短路时，取Ksh=1.3，则三、三相短路冲击电流有效值任一时刻t的短路电流的有效值是指以时刻t为中心的一个周期内短路全电流瞬时值的方均根值，即9/3/202112尚辅网http://shangfuwang.com/为了简化Ikt的计算，可假定在计算所取的一个周期内周期分量电流的幅值为常数，而非周期分量电流的数值在该周期内恒定不变且等于该周期中点的瞬时值，因此

7、当t=0.01s时，Ikt就是短路冲击电流有效值Ish。∴当Ksh=1.3时，当Ksh=1.8时，9/3/202113尚辅网http://shangfuwang.com/四、三相短路稳态电流三相短路稳态电流是指短路电流非周期分量衰减完后的短路全电流，其有效值用　表示。在无限大容量系统中，短路后任何时刻的短路电流周期分量有效值（习惯上用Ik表示）始终不变，所以有式中，　为次暂态短路电流或超瞬变短路电流，它是短路瞬间（t=0s）时三相短路电流周期分量的有效值；　为短路后0.2s时三相短路电流周期分量的有效值。9/3/202114尚