短路电流及其计算课件.ppt

《短路电流及其计算课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章短路电流及其计算9/16/20219/16/2021一、短路故障的原因在工厂供配电系统的设计和运行中，不仅要考虑系统的正常运行状态，还要考虑系统的不正常运行状态和故障情况，最严重的故障是短路故障。短路故障是指运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相或相与地之间发生的金属性非正常连接。即不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。短路产生的原因主要是系统中带电部分的电气绝缘出现破坏。第一节短路故障的原因、后果及其形式第二章电力负荷及短路计算9/16/2021引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝缘材料的

2、老化，以及运行人员的误操作和施工机械的破坏、鸟害、鼠害等。9/16/2021二、短路的后果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。9/16/2021对称短路：三相短路不对称短路：两相短路、两相接地短路和和单相短路三、短路故障的种类第二章电力负荷及短路计算9/16/2021短路回路中流过很

3、大的短路电流，故障相电压为零，不对称短路两相短路接地三相电路中都流过很大的短路电流，短路时电压和电流保持对称，短路点电压为零对称短路三相短路短路回路中流过很大的短路电流，电压和电流的对称性被破坏不对称短路两相短路短路电流仅在故障相中流过，故障相电压下降，非故障相电压会升高不对称短路单相短路特点短路性质示图表示符号短路名称9/16/2021四.短路电流计算目的选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等；合理配置继电保护和自动装置；作为选择和评价电气主接线方案的依据。9/16/2021无限大容量系统的概念无限大

4、容量只是一个相对概念，指电源系统的容量相对于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发生短路，系统的母线电压都能基本维持不变。在工程计算中，当电源系统的阻抗不大于短路回路总阻抗的5%～10%，或者电源系统的容量超过用户容量的50倍时，可将其视为无限大容量电源系统。第二节无限大容量电力系统三相短路时的物理过程9/16/2021第二节无限大容量电力系统三相短路时的物理过程一、无限大容量电力系统及其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

5、生三相短路9/16/2021无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。9/16/2021二、短路有关的物理量短路前电路中的电流为：(3－1)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；9/16/2021短路后电路中的电流应满足：方程式的解就是短路的全电流，它由两部分组成：第一部分是方程式的特解，它代表短路电流的周期分量；第二部分是对应齐次方程的一般解，它代表短路电流的非周期分量。无穷大容量系统三相短路的暂态

6、过程9/16/2021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。无穷大容量系统三相短路的暂态过程9/16/2021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（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短路发生后瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，将t＝0分别代入式方程解，可得因此，短路的全电流为9/16/2021产生最大短路电流的条件当电路的参数已知时，短路电流周期分量的幅值不变，而短路电流

7、非周期分量则是按指数规律单调衰减的直流电流。因此，非周期电流的初值越大，过渡过程中短路全电流的最大瞬时值也就越大。由图3－3可知，非周期电流的初值取最大值的条件为：（1）相量差取最大值；（2）相量差在t＝0时刻与时间轴平行。9/16/2021产生最大短路电流的条件满足以上条件的情况为：（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。9/16/2021有限容量系统三相短路的暂态过程有限容量电源系统（finitesystem）是

8、相对于无限大容量电源系统而言的。在分析无限大容量电源系统的三相短路暂态过程时，忽略了短路时系统母线电压幅值的变化。当计及电源母线电压变化时，短路电流周期分量的幅值也将随着电源母线电压的变化而变化。当电源容量比较小，或者短路点靠近电源时，短路引起的电源母线电压的变化就不能忽略。9/16/20211、短路电