故障电流的来源

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1、Lecture07Faultcurrent(I)1MeilingCHEN2005故障電流的來源:由發電機供電之線路，發生短路故障時，因其激磁及速度仍正常，其感應的電壓就產生短路電流，電流之大小受發電機及線路的阻抗限制。1.發電機所產生之故障電流2.同步電動機所產生之故障電流故障時，因產生異常的故障電流而使系統產生相當大的壓降，此時同步電動機自系統中所接收的電能不足以驅動其負載。同時，同步機之內部感應電壓反使電流流向故障點。3.感應電動機所產生之故障電流感應電動機所供給的故障電流，乃因故障發生後之慣性作用使之暫成發電機作用而產生的。4.電容器所產

2、生之故障電流在發生事故時，電力電容器會向系統放電，通常為時間極為短暫之高頻電流，故電力電容器在故障電流方面的效應通常不計。2MeilingCHEN2005台電3MeilingCHEN2005故障發生時線路之阻抗:電纜的阻抗(seriesimpedance)變壓器之交聯電抗(leakagereactance)電源短路電抗故障點阻抗電動機的電抗1.次暫態電抗(subtransientreactance)短路發生後前一週之電抗值2.暫態電抗(transientreactance)短路發生後約0.5秒之電抗值3.同步電抗(synchronousreac

3、tance)計算穩態短路電流之電抗值故障發生型態:三相短路二相短路二相短路且接地單相接地故障電流小於三相短路4MeilingCHEN2005配電系統發生短路故障時，除了電力公司的發電機(電源)會供給短路電流外，工廠裡的同步電動機，電力電容器及感應電動機等，亦為短路電流的主要來源。計算短路電流時，一般皆簡單地將旋轉電機之電抗分為：Xd〞－－次暫態電抗，為發生短路時第一週波的電抗值Xd′－－暫態電抗，為發生短路0.5秒至2秒的電抗值Xd－－同步電抗，為計算穩態短路電流的電抗值5MeilingCHEN2005如[圖4-3]之直流串聯電路，當開關S關上

4、時，其電流值依非對稱短路電流:6MeilingCHEN2005可解得故障電流下圖之交流電路，相當於配電系統發生短路故障時的情形，當開關S關上時對稱及非對稱短路電流直流暫態交流穩態7MeilingCHEN2005最大非對稱短路電流之有效值為對稱電流有效值(I)之倍。[圖4-5]為典型的短路電流。[圖4-5]約6cycles消失8MeilingCHEN2005交流穩態直流暫態約6週會消失最壞情況是計算對稱電流部分非對稱電流部分是情況用K值修正9MeilingCHEN2005ACDC令ACRMS=I則DCRMS=i(t)最大的有效值為直流加交流非對稱

5、電流最大值交流對稱電流最大值考慮單相情況10MeilingCHEN2005考慮三相情況每相之最大非對稱電流並不相同故一般非對稱電流以平均值估計K值亦與短路時間t及X/R有關因為因此:t固定時,R/L即X/R,K(低壓系統)X/R固定,tK11MeilingCHEN200512MeilingCHEN2005HowtofindK?啟斷容量(Interruptioncapacity):瞬間電流容量(Instantaneouscurrentcapacity):計算瞬間電流容量時，K值之選用原則如下：1.600V以上高壓系統，一般情形，

6、K=1.62.5000V以下，600V以上，且無局部自備發電機之系統，K=1.53.600V以下之開關設備，其瞬間電流容量，與啟斷容量相同。4.配電系統有較長的電纜時，依實際X/R值，按[圖4-6]計算0.5週波時的K值。應配合設備之裝置地點以選用暫態、次暫態電抗及K值1.600V以上電路，依斷路器之動作時間，按下列標準選定K值動作時間2週3週5週8週以上K值1.41.21.11.0但匯流排之短路容量在5OOMVA以上者，上列K值應加0.1。2.600V以下低壓斷路器，以三相平均值為額定的斷路器，K=1.25。13MeilingCHEN2005

7、上例之標么阻抗圖:exampleFaultpoint~~Faultpoint~14MeilingCHEN2005大豐變電所120MVA161kV/22.8KV和美工業區預估終期供電量1,400,000KW，由台電公司於區內規劃與興建超高壓變電所（345KV/161KV）一座及配電變電所（161KV/22.8KV）數座，沿區內道路預埋161KV/22.8KV或11.4KV輸配電線管路15MeilingCHEN2005交流穩態分析對稱電流因為故障點在低壓端(480v)低壓側(X/R<6)較小所以電流消失較快K值一般選擇較小值1.2516Meili

8、ngCHEN2005example~~~~17MeilingCHEN2005瞬時容量:故障發生時瞬時最大電流;高壓側故障K選1.6~啟斷容量:故障發生