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1、 短路电流的计算短路电流的计算 1 第一节 概述 2 一 短路及其原因 后果 短路 指供电电系统统中不同电电位的导电导电 部分 各相导导体 地 线线等 之间发间发 生的低阻性短接 主要原因 电电气设备载设备载 流部分的绝缘损绝缘损 坏 人员误员误 操作 雷 击 或过电压击穿 以及鸟兽鸟兽 危害等 短路后果 短路电流产产生的热量 使导体温度急剧剧上升 会使绝缘损绝缘损 坏 短路电流产产生的电动电动 力 会使设备载设备载 流部分变变形或损损坏 短路会使系统电压骤统电压骤 降 影响系统统其他设备设备 的正常运行 严严重的短路会影响系统统的稳稳定性 短路还还会造成停电电 不对对称短路的短路电电流会对对
2、通信和电电子设备设备 等产产生电电磁干扰扰等 3 二 短路的类型 三相短路 4 两相短路 5 单相 接地 短路 单相短路 两相接地短路 两相短路接地 6 1 为了选择和校验电气设备 载流导体和整定供 电系统的继电保护装置 需要计算三相短路电流 2 在校验继电保护装置的灵敏度时还需计算不对 称短路的短路电流值 3 校验电气设备及载流导体的动稳定和热稳定性 就要用到短路冲击电流 稳态短路电流及短路容量 4 对瞬时动作的低压断路器 则需用冲击电流有 效值来进行其动稳定校验 三 计算短路电流的目的 7 四 相关短路电流计算值 8 9 10 第二节 无限大电源条件下短路电流的计算方法 11 一 无限大容
3、量电源供电系统的概念 无限大容量电源 内阻抗为零的电源 当电源内阻抗为 零时 不管输出的电流如何变动 电源内部均不产生压降 电源母线上的输出电压维持不变 12 无限大容量电源短路电流变化曲线 13 三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制 法两种 欧姆法是最基本的短路计算方法 适用于两个及 两个以下电压等级的供电系统 而标幺制法适用于多 个电压等级的供电系统 短路计算中有关物理量一般采用以下单位 电流 为 kA 千安 电压为 kV 千伏 短路容量和 断流容量为 MV A 兆伏安 设备容量为 kW 千瓦 或 kV A 千伏安 阻抗为 欧姆 等 14 一 标幺值法 在无限大容量电电源供电电系统统
4、中发发生三相短路时时 短路电电流的周期分 量的幅值值和有效值值是不变变的 短路电电流的周期分量的计算公式为 在高压电路的短路计算中 通常只计电抗 不计电阻 故 按标幺值法进行短路计算时 一般是先选定基准容量Sj和基准电压Uj 基准电流Ij和基准电抗Xj 其中 是短路点所在网路段的平均额定电压 取 15 二 供电系统中各元件电抗标幺值 1 输电线路 图3 5 多级电压的供电系统示意图 S U I X需要满足以下关系式 选取基准值时 只要选定两个 另外两个可以通过计算得到 基准容量一般取100MVA 基准电压取短路点所在网路段的平均额定电压 16 2 变压器 3 电抗器 4 电源 17 三 求电源
5、至短路点的总电抗 计算出每个元件的电抗后 就可以画出由电源至短路点的等效电路图 图3 6就是图3 5的等效电路图 求总电抗时 可根据元件间的串 并联关系 求出总的电抗标幺值 图3 6 图3 5所示系统的等效电路图 18 四 短路参数的计算 三相短路容量 用来校验所选断路器的断流能力或断开容量 或称遮断 容量 是否满足可靠工作的要求 三相短路容量的标幺值 三相短路容量的实际值 三相短路电流的实际值 三相短路电流的标幺值 19 标幺值法计算短路电流公式简明 清晰 数字简单 特别是在大 型复杂 短路计算点多的系统中 优点更为突出 所以标幺值法在 电力工程计算中应用广泛 供电电系统统的短路电电流大小与
6、系统统的运行方式有很大的关系 系统统 的运行方式可分为为最大运行方式和最小运行方式 最大运行方式下电电源系统统中发电发电 机组组投运多 双回输电线输电线 路及 并联变压联变压 器均全部运行 此时时 整个系统统的总总的短路阻抗最小 短 路电电流最大 反之 最小运行方式下由于电电源中一部分发电发电 机 变压变压 器及输电输电 线线路解列 一些并联变压联变压 器为为保证处证处 于最佳运行状态态也采用分列运 行 这样这样 将使总总的短路阻抗变变大 短路电电流也相应应地减小 在用户户 供电电系统统中 用最小运行方式求 供继电继电 保护护校验验灵敏度用 20 用标幺值法计算短路电流的步骤 根据短路计算要求
7、画出短路电流计算系统图 该系统图应包含 所有与短路计算有关的元件 并标出各元件的参数和短路点 画出计算短路电流的等效电路图 每个元件用一个阻抗表示 电源用一个小圆表示 并标出短路点 同时标出元件的序号和阻 抗值 一般分子标序号 分母标阻抗值 选取基准容量和基准电压 计算各元件的阻抗标幺值 等效电路化简 求出短路回路总阻抗的标幺值 简化时电路的 各种简化方法都可以使用 如串联 并联 Y或Y 变换 等电 位法等 按前述公式由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值 再 计算短路各量 即短路电流 短路冲击电流和三相短路容量 21 例 设供电系统图 如图3 7a所示 数据均标在图上 试求 处的三相短路电
8、流 图3 7 例3 1的供电系统图 a 电路图 22 1 选 处 取Uj1 6 3kV 则 对于处 取Uj2 0 4kV 则 2 计算系统各元件阻抗的标幺值 绘制等效电路图 图上按顺序标出其阻抗值 解 23 图3 7 例3 1的供电系统图 b 等效电路图 3 求电源点至短路点的总阻抗 24 4 求短路电流的周期分量 冲击电流及短路容量 处的短路参数 最大运行方式时 最小运行方式时 25 同理点的短路参数为 26 第三节 有限容量短路电流计算 27 一 有限容量系统概念 定义 在以电源容量为基准的短路计算电抗Xc 3 时 可视为近端短路 特点 在整个短路过程中 电源母线电压不能维 持不变 短路电流周期分量衰减 电源内阻抗不 能忽略 28 有限容量电源短路电流变化曲线 29 二 有限容量短路电流查表法计算步骤 30 三 分布系数法 31 分布系数应用场合 32 第四节 感应电动机对短路电流的影响 33 34 一 感应电动机标幺值 35 二 感应电动机反馈电流的计算 反馈短路容量的标幺值 反馈短路容量的实际值 反馈电流的实际值 反馈电流的标幺值 因为感应电动机供给的反馈短路电流衰减很快 所以只考虑对短路冲击电流的影响 36 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
