短路电流计算及电气设备的选择与校验.ppt

第四章短路电流计算及电气设备的选择与校验短路电流第一节概述短路的定义短路原因短路种类短路的危害
短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备过热损坏；
短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形或严重损坏；
短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作；
短路可能使电力系统的运行失去稳定；
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作。短路的预防和限制措施短路电流研究目的第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电源短路过程分析短路过程分析无限大电源容量的暂态过程无穷大容量系统三相短路的暂态过程短路后电路中的电流应满足：短路的全电流可以用下式表示由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，则短路前瞬间的电流应该等于短路发生后瞬间）的电流，短路电流波形产生最大短路电流的条件三相短路的有关物理量2.短路电流稳态值
短路电流稳态值（steady－statevalue）是指短路进入稳态后短路电流的有效值。
无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值恒定不变，则 3.短路电流冲击值
短路电流冲击值（shockvalue），即在发生最大短路电流的条件下，短路发生后约半个周期出现短路电流最大可能的瞬时值。4.短路冲击电流有效值
短路冲击电流有效值指的是短路后的第一个周期内短路全电流的有效值。
为了简化计算，可假定非周期分量在短路后第一个周期内恒定不变，取该中心时刻t=0.01s的电流值计算。5.短路功率
短路功率又称为短路容量，它等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压）的乘积。
在短路的实用计算中，常只用次暂态短路电流来计算短路功率，称为次暂态功率，即 Iz、ish、Ish和I∞的意义系统运行方式第三节无限大容量电源条件下短路电流的计算方法通过对短路电流暂态过程的分析可知，在无限大容量电源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周期分量是不变的，因此它的有效值也是不变的。
如下图:(三相对称化归一相计算)在K点发生三相短路时，如短路回路的阻抗R，X以表示，则三相短路电流的有效值为

式中：
Uav－短路点所在线路的平均电压，V
R，X－短路回路的总电阻和总电抗，。均已折算到短路点所在处的电压等级。也即如果短路回路中有变压器，就必须进行折算。在工程设计中，高压供电系统的R<<X，为简化计算，若R<X/3，可忽略R，用X代替Z，同理在低压供电系统中X<<R，若X<R/3，可忽略X，用R代替Z，在这样的简化条件下求出的短路电流值，误差不超过5%，在工程计算及选择设备中是完全允许的。因此对高压供电系统，上式可写成求短路电流的基本方法短路电流计算方法－有名制法单线图有名制法求三相短路电流公式短路计算的基本步骤短路计算的基本步骤短路计算的基本步骤短路计算的基本步骤短路计算的基本步骤短路计算的基本步骤短路回路中电气元件的电抗计算短路计算的基本步骤阻抗的折算短路计算的基本步骤例某供电系统接线图如图所示，各元件参数如图所示，求在S1、S2点发生三相短路时的各短路参数.解：1.求S1点的短路参数
1）绘制等效计算图如图所示。
2）元件电抗的计算
系统电抗
架空线电抗
3）S1点短路回路总电抗S1点的短路参数2.求S2点的短路参数
1)绘制等效计算图如图所示。
2)元件电抗的计算
系统折算电抗

架空线折算电抗

变压器电抗

电缆线电抗3)S2点短路回路总电流

=0.0662+0.116+0.8682+0.08=1.1304
4)S2点的回路参数
有名制法的特点标么值法标么制及其基值
标么制
标么制是用标么值表示系统或元件参数，并用标么值进行分析计算的一套工程方法体系。
标么值
是以某一量值大小为基准的一个相对值，即：采用标么制的原因
由于工程上常会遇到各种电气参量，这些参量在量值上可能差异很大，因此对其进行对比分析就比较困难，计算上也甚为不便。标么制就是工程方法中对“量”进行处理的一个典型体系。标么制的优点
易于从量值上比较各种元件的特性参数。
便于从量值的角度判断电气设备和系统参数的好坏。
在有多个电压等级的电网中，能极大地方便短路电流计算。标么制的基值
所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度。
例如我们选定：基准容量Sj，基准电压Uj，基准电流Ij和基准电抗Xj，则供电系统中的容量S、电压U、电流I和电抗X的标么值可用上述的基准值来表示。标么值法基准量的选择（一）输电线路
架空线路阻抗计算
架空线路的阻抗中，电抗成分远大于电阻成分，可近似认为其阻抗为纯电抗。
架空线路的电抗有名值为(单位：Ω)：

架空线路的标么值为，取Uj=Uav，则有：电缆线路阻抗的计算
电缆线路中，电阻和电抗成分大致相当，因此不能忽略电阻。
已知电缆线路的长度为l(km)，每公里电阻和