短路电流计算ppt课件.ppt

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1、第三章短路电流计算第一节概述第二节无限大容量系统三相短路分析第三节无限大容量系统三相短路电流计算第四节两相和单相短路电流计算第五节短路电流的效应短路是指不同相之间，相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接。本章讨论和计算供配电系统在短路故障情况下的电流（简称短路电流），短路电流计算的目的主要是供母线、电缆、设备的选择和继电保护整定计算之用。第一节概述一、短路的种类三相交流系统的短路的种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。二、短路的原因(1)电力系统中电器设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备绝缘自然老化，

2、操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。(2)运行人员不遵守操作规程，如带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸。(3)鸟兽跨越在裸露导体上。三、短路的危害1.短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏。2.短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损坏。3.短路使系统电压降低，电流升高，电器设备正常工作受到破坏。4.短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。5.严重的短路将电力系统运行的稳定性，使同步发电机失步。6.单相短路产生的不平衡磁场，对通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰。四、防止短路对策预防性试验正确安装和维护防

3、雷设备文明施工严格遵守操作规程五、短路电流计算的目的1.正确地选择和校验各种电器设备2.计算和整定保护短路的继电保护装置3.选择限制短路电流的电器设备第二节无限大容量系统三相短路分析一、无限大容量系统所谓“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α，XS=0,SS=∞二、无限大容量系统三相短路暂态过程1、正常运行设电源相电压为阻抗角式中，电流幅值正常运行电流为：2.三相短路分析无限大容量系统三相短路图   （a）系统图无限大容量系统三相短路图（b）三相电路图 （c）单相等效电路图设在图中

4、K点发生三相短路。定性分析：三相短路，阻抗突变，发生暂态过渡过程，k点右侧，没有电源，电流衰减到零，k点左侧有电源，L↓,I↑,I不突变，出现周期容量定量分析：短路电流应满足微分方程其解为其中短路电流周期分量幅值：为短路回路阻抗角；为短路回路时间常数；为短路电流非周期分量初值。在短路瞬间t=0时，短路前工作电流与短路后短路电流相等，即由上式求出inp0，并带入ik表达式中，则：无限大容量系统三相短路时的短路电流波形图3.最严重三相短路的短路电流三相短路时的相量图产生最严重短路电流的条件：(1)短路瞬时电压过零α=0或1800(2)短路前空载

5、或cosΦ=1(3)短路回路纯电感ΦK=900将Im=0,a=0,øk=90o代入上式，得最严重三相短路时的电流波形图四、三相短路的有关物理量1.短路电流周期分量有效值IP式中，Uav=1.05UN（kV）,线路平均额定电压；(Ω)为短路回路总阻抗。2.次暂态短路电流次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值,用I″表示。在无限大容量系统中，短路电流周期分量不衰减，即I″=IP3.短路全电流有效值由于短路电流含有非周期性分量，短路全电流不是正弦波，短路过程中短路全电流的有效值Ik（t），是指以该时间t为中心的一个周期内短路全

6、电流瞬时值的均方根值，即4.短路冲击电流和冲击电流有效值（1）短路冲击电流ish是短路全电流的最大瞬时值，出现在短路后半个周期，即t=0.01秒时，得为短路电流冲击系数。纯电阻性电路，ksh=1；纯电感性电路，ksh=2。因此0≤ksh≤2。（2）短路冲击电流有效值Ish是短路后第一个周期的短路全电流有效值。在高压系统发生三相短路，可取Ksh=1.8，因此Ish=1.52IP在低压系统发生三相短路，可取Ksh=1.3 ，因此Ish=1.09IP5.稳态短路电流I∞稳态短路电流有效值是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流有效值，用I∞表示。在无

7、限大容量系统中，I∞＝Ip。6.短路容量SK三相短路容量是选择断路器时，校验其断路能力的依据，它根据计算电压即平均额定电压进行计算，即式中，SK为三相短路容量（MVA）；Uav为短路点所在级的线路平均额定电压（kV）；Ik为短路电流（kA）。第三节　无限大容量系统三相短路电流计算通常采用标幺值计算，以简化计算，便于比较分析。一、标幺制用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。容量、电压、电流、阻抗的标幺值分别为基准值的选取是任意的，但为简化计算，取Sd=100MVA,                       。基准容量Sd、基准电压Ud、基准

8、电流Id和基准阻抗Zd亦遵循功率方程和电压方程。四个基准值中只有二个基准值是独立的，通常选定基准容量和基准电压，按下式求出基准电流和基准阻抗。注意：用基准容量和元件