天津大学《工厂供电》第4章__短路电流及其效应的计算.ppt

第4章短路电流及其效应的计算第4章短路电流及其效应的计算4.1短路的基本概念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、严重的短路将电力系统运行的稳定性，使同步发电机失步。
5、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。
6、短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。二、短路的原因三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路四、短路电流计算的目的在现代工业企业供电系统中，单相短路电流的最大可能值通常不超过三相短路电流的最大可能值,故今后我们在进行短路电流的计算时，均按三相短路来进行。只有在校验继电保护灵敏度时，才需要进行两相短路电流计算。
4.2三相短路过程的简化分析短路电流的暂态过程的变化与电源系统的容量有关，一般分成无限大容量电源系统和有限容量电源系统一、无限大容量系统阻抗角 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（1）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，出现周期容量其解为短路全电流瞬时值为：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产生最严重短路电流的条件：(1)短路前空载或cosΦ=1(2)短路瞬时电压过零α=0或1800(3)短路回路纯电感最严重三相短路时的电流波形图三、有限容量电源供电系统三相短路的过渡过程iK四、三相短路的有关物理量2、短路冲击电流有效值Ich是短路后第一个周期的短路全电流有效值。4、短路电流周期分量有效值IP6、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4.3无限大容量系统三相短路电流计算一、标幺制基准值的选取是任意的，但为简化计算，取Sd=100MVA,。二、短路回路元件的标幺值阻抗3、电抗器的电抗标幺值5．电力系统的电抗标幺值
6．短路回路总阻抗三、三相短路电流计算而2、冲击短路电流4、短路电流的计算步骤⑤计算短路电流标幺值，短路电流有名值和短路其它各量。即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。例3-1试求图中供电系统总降变电所10kV母线上K1点和车间变电所380V母线上K2点发生三相短路时的短路电流和短路容量，以及K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流。解：1．由上面短路电流计算系统图画出短路电流计算等效电路图,如下图所示。由断路器断流容量估算系统电抗，用X1表示。2．取基准容量Sj=100MVA，基准电压Uj=Uav，三个电压的基准电压分别为:线路1WL（1）计算短路回路总阻抗标幺值,短路回路总阻抗为4．计算K2点三相短路时的短路电流5．计算K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流I'K2,有二种计算方法。（2）方法2四、电动机对三相短路电流的影响式中，Kch·M为电动机的短路电流冲击系数，低压电动机取1.0，高压电机取1.4~1.6；为电动机的次暂态电势标幺值；为电动机的次暂态电抗标幺值；IN·M为电动机额定电流。实际计算中，只有当高压电动机单机或总容量大于800kW，低压电动机单机或总容量大于20kW，在靠近电动机引出端附近发生三相短路时，才考虑电动机对冲击短路电流的影响，考虑电动机的影响后，短路点的冲击短路电流为
ich.Σ=icｈ+icｈ.M 4.4两相和单相短路电流计算1.无限大容量系统两相短路电流
无限大容量系统两相短路电流时，其短路电流为式中，Ｕav为短路点的平均额定电压;ZP-0为单相短路回路相线与大地或中线的阻抗，可按下式计算：4.5低压电网中的短路计算4、由于电阻值较大，非周期分量电流衰减快，所以冲击系数不大（一般1-1.3）（2）刀闸开关及自动开关触头的接触电阻（3）自动空气开关中过电流线圈的电阻及电抗6、三相短路电流公式
已知：变压器容量Sbn=560kVA,△Pdn=9.4kW,Ud%=5.5。变压器至400V母线距离l1=6m，选用TMY50×5mm2导线，a1=250mm。400V母线长l2=1m，a1=200mm，选用TMY40×4mm2。由400V母线至电动机的引出线长l3=1.7m，a3=120mm，选用TMY30×3mm2导线解：1、求各元件的阻抗（3）母线阻抗（4）隔离开关的接触电阻值
当In=1000A时，有综上所述，计算由电源到短路点的总阻抗：2、计算短路电流4.6短路电流的效应1.导体的发热过程热稳定要求：2.发热假想时间tj短路发热假想时间图1：θ—A关系曲线4.短路热稳定最小截面5.短路热稳定校验1、两平行载流导体间的电动力式中，l为导体的两相邻支持点间的距离(cm)；