供配电工程第2版教学课件作者莫岳平翁双安第04章节短路电流计算与高低压电器选择课件

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1、第四章短路电流计算与高低压电器选择第一节短路及其过程分析第二节高压电网短路电流计算第三节低压电网短路电流计算第四节短路电流的效应第五节高压电器选择第六节互感器选择第七节低压电器选择本章小结一、短路的基本概念（一）短路及其型式相（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。第一节短路及其过程分析短路——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。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

2、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。（二）短路原因及后果主要原因：电气设备载流部分的绝缘损坏，其次是人员误操作、鸟兽危害等。短路后果：产生的热量，使设备温度急剧上升，会使绝缘老化或损坏；产生的电动力，会使设备载流部分变形或损坏；使系统电压骤降，影响系统其他设备的正常运行；严重的短路会影响系统的稳定性；短路还会造成停电；不对称短路的短路电流会对通信和电子设备等产生电磁干扰等。短路电流往往要比正常负荷电流大十几倍或几十倍。二、供配电系统短路过程的分析（一）远端短路和近端短路如果以

3、供电电源容量为基准的短路回路计算阻抗不小于3，短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。（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。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

4、则无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流曲线如下图：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=。三、计算短路电流的目的计算短路电流的目的主要是为了正确选择和检验电气设备及其保护装置。第二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

5、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）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电力线路所在处的系统标称电压（kV）3.

6、电力变压器的电抗标幺值因为所以电抗标幺值变压器的阻抗电压百分值变压器的额定容量，特别注意单位应与基准容量一致（MVA）4.限流电抗器的电抗标么值利用其等效电路图进行电路化简求总电抗标么值。三、三相短路电流计算三相对称短路电流初始值（kA）三相短路容量（MVA）:三相对称短路电流初始值的标么值三相对称开断电流（有效值)（kA）三相稳态短路电流（kA）三相短路电流峰值（kA）三相短路冲击电流有效值（kA）例4-1某用户供配电系统如图4-5所示。己知电力系统变电所高压馈电线出口处在系统最大运行方式下的三相对称短路容量为=250

7、MVA，试求工厂变电所在系统最大运行方式下，10kV母线上k-1点短路和两台变压器并联运行和分列运行两种情况下低压380V母线上k-2点三相短路时的三相短路电流和短路容量。解：1.确定基准值2.计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统2)架空线路3）电力变压器3.求k-1点的短路电路总阻抗标么值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标么值2）三相对称短路电流初始值3）其他三相短路电流4）三相短路容量4.求k-2点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量两台变压器并联运行情况下：1）总电抗标么值2)三相短路电流周

8、期分量有效值3)其他三相短路电流4）三相短路容量两台变压器分列运行情况下：1）总电抗标么值2)三相短路电流周期分量有效值3)其他三相短路电流4）三相短路容量在实际工程中，两台变压器通常采用分列运行的方式来限制低压母线的短路电流。四、两相短路电流的计算在远离发电机端发生两相短路时，其两相短路电流只计电抗时两相短路电流与