电网短路电流计算.ppt

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1、第三章电网短路电流计算3.1概述3.1.1电力系统和典型设备构成特点（1）电力系统根据中性点接地与否分为中性点不接地系统及中性点接地系统。abc中性点不接地abc中性点接地N220V第三章电网短路电流计算3.1概述（2）电力电缆构成：第三章电网短路电流计算3.1概述（3）电力变压器组成：第三章电网短路电流计算3.1概述（4）三相电机组成：聚氨酯漆包线3.1概述3.1.2短路概念与短路类型电力系统正常运行时，相与相之间和在中性点接地系统中相与地是通过负荷连接的。三相负载中性点不接地三相电源单相负载中性点接地三相电源3.1概述3.1.2短路概念与短路类型所谓短路，是指相与相

2、之间和相与地之间不通过负荷而发生的直接连接故障。电力系统运行的破坏绝大多数是由短路故障引起的。短路类型：（1）中性点不接地系统·三相短路二相短路····3.1概述3.1.2短路概念与短路类型（2）中性点接地系统（其中单相接地发生概率最高，60％～70％）单相对地二相对地···三相短路二相短路····（2）中性点接地系统·三相短路又称对称短路，其它三种短路又称不对称短路.在所有各种短路情况中，以单相短路的短路电流最大，但在现代企业供电系统中，往往采用措施减小单相短路的短路电流值（如中点接地系统中，中点加电抗器接地，或部分接地等），所以单相短路电流最大值通常不超过三相短路，

3、故下面进行短路电流计算时，均按三相短路来进行。abc中性点接地N220V3.1概述··3.1.3短路发生的原因：主要原因—电力系统中电气设备载流部分绝缘的损坏。引起绝缘损坏的原因：雷击过电压；绝缘材料自然老化；设计、安装、运行维护不良，如预防性绝缘试验没有按规律进行或不够仔细；机械力引起的损伤；其它原因—操作人员的误操作（如隔离开关操作不正确，检修后未拆接地线）引起操作过电压，引起相间电弧短路），鸟兽跨接裸露的载流导线。3.1概述3.1.3短路的后果电力系统发生故障时，系统的总阻抗减少，短路点及其附近各支路的电流较正常运行增大几十倍，系统各点的电压降低，离短路

4、点越近电压降低越严重。这可招致下列严重危害：①元件发热：由于发热量与电流平方成正比，因此强大的短路电流即使流过的时间很短也会使电机、电器等元件引起不能允许的过热，绝缘损坏。②短路电流引起很大的机械应力（或称电动力）。机械应力与电流的平方成正比。这种机械力引起电气设备载流部件变形，甚至破坏。（如果导体和它的固定支架不够坚韧，遭破坏）3.1概述③短路时电压降低使受电设备的正常工作受到破坏。例如感应电动机，其转距与外加电压平方成正比，当电压降低很多时，转距可能不足以带动机械工作，而使电动机停转。④严重的短路必将影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失步，造成与系统解

5、列。⑤当发生单相对地短路时，不平衡电流产生较强的不平衡磁场，对附近的通讯线路，计算机控制系统产生严重的电磁干扰。3.1.4计算短路电流的目的•正确选择和校验电气设备（包括限流设备）•进行继电保护装置的整定计算。3.1概述3.2三相短路过渡过程分析3.2.1无限大容量电源系统三相交流电网短路的过渡过程为了简化分析，假设短路发生在一个无限大容量电源供电系统。所谓无限大容量电源—指它的端电压为恒定值，并且没有内部阻抗。约定：向工业企业供电的电力系统的母线电压不随用户负荷的变化而变化，即常数。实际上，无论电力系统的容量多大，它的电源总是有一个确定的容量，并且有一定的阻抗。但当短

6、路点离电源的电气距离足够远时，虽然短路支路中电流很大，电压降低，而这些变化并不能显著地引起电源电压的变化（供电电网的阻抗比电力系统的阻抗一般要大得多），因而可以认为电源电压为恒定值。3.2三相短路过渡过程分析一、突然短路情况下电力系统的过渡过程分析下图表示简单的三相电路，假设在K点发生三相短路此时，电路被分成两个独立的回路，其中一个回路中的电流由原来的数值不断地衰减，一直到磁场中的能量全部变为其中电阻所消耗的热能为止，这个过程很短暂。由于三相短路电流是对称短路，可取一相进行深入的研究分析，以A相为例。···3.2三相短路过渡过程分析设电源电压为：对于所研究的电路，只含电

7、阻，电抗，所以发生三相突然短路时，电流的变化应符合下列微分方程：—相电流瞬时值R—由电源到短路点的电阻L—由电源到短路点的电抗电压的初相角电压幅值瞬时值3.2三相短路过渡过程分析上面方程的解为：式中Z－电源至短路点的阻抗－短路电流与电压之间的相位角－非周期分量电流衰减时间常数－短路电流周期分量的幅值A－常数，其值由初始条件决定3.2三相短路过渡过程分析下面确定常数A。当短路发生的瞬间时短路前的电流：—正常运行时的电流最大值短路后的电流：根据楞次（磁链）守恒定律，短路瞬间前、后的电流相等（是连续的），则：于是：3.2三相短路过渡过程分析将A