工厂供配电技术PPT课件第四章 短路电流计算 .ppt

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1、(PowerSystemshort-circuitcurrentcalculation)第四章短路电流计算本章讨论和计算供电系统在短路故障条件下产生的电流本章内容是分析工厂供电系统和进行供电设计计算的基础4.1短路的基本概念4.2无限大容量电源系统短路暂态过程分析4.3无限大容量电源系统短路电流计算4.4两相和单相短路电流计算4.5大功率电动机对短路电流的影响4.6短路电流的电动力效应和热效应4.7电动机对短路电流的影响4.8电力线路及选择4.9母线及绝缘子选择第四章短路电流计算4.1短路电流的基本概念4.1.1短路原因1.电气设备、元件的损坏:设备绝缘自然老化、操作过电压、大气过电压、机械

2、损伤2.自然原因：自然灾害（地震、冰灾、洪水等）鸟兽跨接裸导体3.人为事故误操作：带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸4.1短路的概述4.1.1短路的原因造成短路的原因通常有：(1)电气绝缘损坏(2)误操作及误接(3)飞禽跨接裸导体(4)其他原因可能是由于设备或线路长期运行，其绝缘自然老化而损坏；也可能是设备或线路本身质量差，绝缘强度不够而被正常电压击穿，过负荷或过电压(内部过电压或雷电)击穿；也可能是设计、安装和运行不当而导致短路。带负荷误拉高压隔离开关，很可能会造成三相弧光短路；将低电压设备接在较高电压的电路中也可能造成设备绝缘击穿而短路。鸟类及蛇、鼠等小动物跨接在裸露的不同电位的

3、导体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘部分，都可能导致短路。如地质灾害、恶劣天气使输电线断线、倒杆，或人为盗窃、破坏等原因导致短路。电气绝缘损坏是造成短路的主要原因1三相短路：指供电系统中三相导线间发生对称性的短路，如图(a)所示。2两相短路：指三相供电系统中任意两相间发生的短路，如图(b)所示。3单相短路：指供电系统中任一相经大地与电源中性点发生短路，如图(c)、(d)所示。4两相接地短路：指中性点不接地的电力系统中两不同相的单相接地所形成的相间短路，如图(e)所示；也指两相短路又接地的情况，如图(f)所示。4.1.2短路的形式1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它

4、元件损坏。2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。3.造成停电事故。4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子设备等产生干扰。5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并列运行发电机组失去同步，造成系统解列。4.1.3短路的危害1.选择和校验电气设备。2.继电保护装置的整定计算。3.设计时作不同方案的技术比较。4.电力系统短路试验、故障分析、稳定控制措施制定的依据5.网络结构规划、设计的依据（主接线方案、运行方式、及限流措施）4.1.4计算短路电流目的4.1.5短路电流计算的基本假设基本假设有：(1)忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中各元件参数恒定。(

5、2)忽略各元件的电阻。高压电网中各种电气元件的电阻一般都比电抗小得多，各阻抗元件均可用一等值电抗表示。但短路回路的总电阻大于总电抗的1/3时，应计入电气元件的电阻。此外，在计算暂态过程的时间常数时，各元件的电阻不能忽略。(3)忽略短路点的过渡电阻。过渡电阻是指相与相或者相与地之间短接所经过的电阻。一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某些继电保护的计算中才考虑过渡电阻。(4)除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以看做三相对称的。4.2短路电流的暂态过程分析供电系统短路过程本质上是电路过渡过程——从一个稳态过渡到另一个稳态的中间过程，时间短。学习内容：1.无限大容量电源供电系

6、统短路电流暂态过程分析2.有限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析1无限大容量电源系统概念：是指其容量相对于单个用户（例如一个工厂）的用电设备容量大得多的电力系统，以致馈电用户的线路上无论如何变动甚至发生短路时，系统变电站馈电母线上的电压能始终维持基本不变。在实际应用中，常把内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源或系统（戴维南等值）作为无穷大容量电源。目的：简化短路计算4.2.1无限大容量系统三相短路暂态过程2.无限大容量系统三相短路暂态过程分析一相等效电路图无穷大电源电路如上图：电压源（无穷大电源），在时刻t0经电阻R及电感L突然短路。短路前（t小于等于零）短路后稳态（t至无穷）：短路暂态

7、过程：3.最严重三相短路的短路电流产生最严重短路电流的条件：(1)短路瞬时电压过零α=0(2)短路前空载或cosΦ=1(3)短路回路纯电感Φ=904.短路电流的几个物理量短路电流周期分量有效值（稳态短路电流I∞）短路冲击电流短路冲击电流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。短路全电流有效值短路电流t时刻的有效值：校验开关开断电流、设备热、动稳定校验设备动稳定短路容量SK三相短路容