第3章_短路电流计算ppt课件.ppt

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1、第3章短路电流计算1第3章短路电流计算本章学习内容短路电流暂态过程的分析；无限大容量电源系统有限容量电源系统短路电流的计算；大容量电动机对短路电流的影响；短路电流的力、热效应分析等。23.1短路电流的基本概念3.1.1产生短路电流的原因1、什么是短路？短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化，电流增大。2、什么是短路电流？短路电流是指供电系统短路时产生超出规定值许多倍的大电流。33、短路产生的原因①电气设备载流部分的绝缘材料老化、损坏。②

2、雷击或过电压击穿、风灾引起断线等。③工作人员误操作，如带负荷拉刀闸、检修线路或设备未拆除地线就合闸供电。④其他外来物体搭在裸线上。⑤挖沟损伤电缆。4短路的基本类型：3.1.2短路的种类④两相接地短路①三相短路②两相短路③单相短路5短路可分为对称短路和不对称短路两大类型。其中三相短路为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小。6发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。强大的短路电流在其

3、回路中所产生的热及电动力效应会使电气设备受到破怀。3.1.3短路的危害7①热效应：短路电流通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍，使设备过热，导致绝缘加速老化或损坏。②电动力效应：短路电流产生巨大的电动力，使设备机械变形、扭曲甚至损坏。③磁效应：不对称短路电流产生不平衡的交变磁场，通讯、控制设备造成影响。④电压降低：很大的短路电流在线路上造成很大的电压降，影响用电设备的使用。3.1.3短路的危害83.1.4计算短路电流的目的在供电系统和变电所的设计、运行中，进行短路电流计算用于：①作为选择电气设备的依据。例如选择断路器、隔离开关、

4、绝缘子、母线、电缆等。②整定继电保护和自动装置的参数。③确定主接线方案、运行方式及限流措施等。④保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产生的危害。造成的影响，需要计算三相短路电流。9当短路突然发生时，系统原来的稳定工作状态遭到破坏，需要经过一个暂态过程才能进入短路稳定状态。供电系统中的电流在短路发生时也要增大，经过暂态过程达到新的稳定值。什么是短路电流的暂态过程？短路发生后，电流在短时间内突然增大，经过一段时间，短路电流有所减少，系统又重新稳定在一个稳定的状态。从短路发生到系统重新稳定的这段过程，叫

5、系统的暂态过程。3.2短路电流暂态过程分析103.2短路电流暂态过程分析暂态过程产生的原因是什么？根据楞次定律，在发生突然短路的瞬间(t=0)，线路中的电流不能突变。我们的供电系统呈感性，而感性负载的电流不能突变，因此在短路的瞬间线路中的电流不突变。短路使线路负荷突然减少，势必造成短路电流的增大，但是感性负载抵制电流的突变，这对矛盾的存在导致了电力系统暂态过程的发生。113.2短路电流暂态过程分析短路电流的暂态过程时间很短，在工程上一般在0.2s后即可认为暂态过程结束。暂态过程虽然历时很短，但突然增大几倍、几十倍的短路电流对电力

6、系统能产生极大的危害。因此，研究短路的暂态过程具有重要意义。暂态过程，不仅与供电系统的阻抗参数有关，而且还与系统的电源容量大小有关。我们分别讨论无限大容量电源系统及有限容量电源系统的短路暂态过程。123.2.1无限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析为了便于分析问题，假设系统电源电势在短路过程中近似地看做不变，因而便引出了无限大容量电源系统的概念。所谓无限大容量系统，是指当电力系统的电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引起的电源输出功率的变化ΔS=√(ΔP2+ΔQ2)远小于电源的容量S，即S≥ΔS，所以可设S→∞。由于P≥

7、ΔP，可认为在短路过程中无限大容量电源系统的频率是恒定的。又由于Q≥ΔQ，所以可以认为在短路过程中无限大容量电源系统的端电压是恒定的。13什么是无限大容量电源？所谓“无限大容量系统”指端电压保持恒定，没有内部阻抗以及容量无限大的系统。无限大容量系统：US=常数，XS=0,SS=∞实际上，真正的无限大容量电源系统是不存在的。然而对于容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5％～10％，或当电力系统

8、容量超过用户供电系统容量50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。141.短路暂态过程的简单分析设供电系统在K点处发生三相短路。由于这是对称性故障，三相的故障相同，取其一相分析。设取A相分析。～电源母线线路k15当发生三相短路时，图示的电路将被分成两个独立的回路