短路电流的计算供电技术课件学习教案.pptx

会计学第一节概述(ɡàishù)所谓(suǒwèi)短路，就是供电系统中一相或多相载流
导体接地或相互接触，使系统中的电压发生变化、
电流急剧增大，短路电流数值可达正常工作电流
的十几倍甚至几十倍。
短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝
缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。由于误
操作产生的故障约占全部短路故障的70％。
短路的危害:电流急剧增大(热效应、力效应）；
短路电流在系统中产生的电压降，影响系统运行。■供电系统中短路的类型与其电源的中性点是否接地有关。短路的基本类型分三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。原理图及表示符号如图3-1所示。其中三相短路称为对称短路，其它为不对称短路。

■短路计算的目的：
选择、校验供电系统中的电气设备（热、动稳定性）
——短路参数(cānshù)的最大值
校验供电系统继电保护的灵敏度（保护装置反应能力）
——短路参数(cānshù)的最小值
确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。图3－1短路类型及其表示(biǎoshì)符号二、短路(duǎnlù)的类型两相短路第二节无限大容量(róngliàng)电源系统供电时短路过程的分析所谓无限大容量电源是指内阻抗为零的电源。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(mǔxiàn)上的输出电压维持不变。实际上系统电源的容量不可能无限大。这里所说的无限大容量是一个相对的概念。通常当用户供电系统的负荷容量远小于给它供电的电力系统容量(约为1／50)时，用户内部供电网路发生短路，电力系统出口母线电压基本维持不变。根据这样的假设来计算短路电流，不会引起较大的误差。
在实际工程计算中，当电力系统内阻抗不大于短路回路(huílù)总阻抗的5％～10％时，可将该系统看作无限大容量电源供电系统。（该系统的特征：系统发生短路后，短路电流的周期分量不变）二、短路过程(guòchéng)的简单分析依图3－2所示，在k(3)点发生短路后被分成两个
独立回路，与电源相连接的左端回路电流的变化应
符合(fúhé)：

式中u——相电压的瞬时值；
ik——每相短路电流瞬时值；
Rkl、Lkl——由电源至短路点k(3)的电阻和电感。求解微分方程，可得：

式中Um——相电压幅值（无限容量电源）

——电源至短路点每相短路阻抗
——相电压的初相角
kl——短路电流与电压之间的相角
Tfi=Lkl/Rkl——短路后回路的时间常数
c——积分常数，其值由初始条件决定
Izm——三相短路电流周期(zhōuqī)分量的幅值求解非周期分量的初始值(积分(jīfēn)常数）c，设系统在t＝0时刻发生三相短路：
短路前系统流过的负载电流为

（Im为负载电流幅值，为负载电流与电压的相角差）
当t=0发生三相短路瞬间，电流不能突变，则有

即：

（ifio称为短路全电流中非周期分量初始值）。系统发生三相短路时，其中一相的短路电流全电流表达
式为：

短路电流的周期分量：

短路电流的非周期分量：

(ifi在短路后按时间常数为Tfi的指数曲线(qūxiàn)衰减，经历(3-5)Tfi即衰减至零，暂态过程将结束，短路进入稳态，稳态短路电流只含短路电流的周期分量)。故系统发生三相(sānxiānɡ)短路时各相的短路电流表达式:短路过程(guòchéng)的电压、电流相量图及电流波形图
如图3-3所示。

图3－3短路时电压、电流相量图及电流波形图1)短路前为空载(kōnɡzǎi)，即Im=0，这时。
2)电源至短路电的阻抗以电抗为主，即，
短路阻抗角。
3)短路发生时该相电压瞬时值过零值时，即初相角。满足(mǎnzú)上述3个条件，短路全电流的表达式为：其相量图及波形图如图3-4所示。

图3－4短路(duǎnlù)电流为最大值时的相量图及波形图（A相）定义冲击系数（2），其取值范围(fànwéi)分析如下：短路(duǎnlù)全电流在某一瞬时t的有效值Ik.t是以时间t为中点的一个周期内周期分量有效值Iz和非周期分量在t时刻瞬时值ifi.t的方均根值，即

当t=0.01s时，短路(duǎnlù)全电流的有效值就是对应于冲击电流ish的有效值，叫做短路(duǎnlù)冲击电流有效值（4），用Ish来表示。

在高压(gāoyā)系统中，;

在低压系统中，;

因此
当时，非周期分量早已衰减完毕，短路(duǎnlù)全电流就是短路(duǎnlù)电流周期分量，称之为稳态短路(duǎnlù)电流（6），以Iz表示其有效值。。如果电源电压维持恒定，则短路(duǎnlù)后任何时刻的短路(duǎnlù)电流周期分量始终不变。所以有

习惯上把这一短路(duǎnlù)电流周期分量