供配电工程--短路电流及其计算.pptx

第三章短路电流及其计算第一节短路与短路电流的有关概念什么是短路？现场目击2所谓短路（shortcircuit），是指不同电位的导体间的低阻性短接。3.短路的类型两相接地短路是指中性点不接地系统中任意两相发生单相接地而产生的短路，用k（1，1）表示，如图3-1e,f所示。4.短路的危害5.短路电流计算目的二、无限大容量电力系统中三相短路的物理过程所谓“无限大容量系统”是指端电压保持恒定，内部阻抗为零，容量无限大的系统。实际上，任何电力系统都有一个确定的容量，并有一定的内部阻抗。当供配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5~10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线电压降低很小，此时可将电力系统看作无限大容量系统，从而使短路电流计算大为简化。正常运行时t=0时刻无穷大容量电力系统中发生三相短路，拿出一相来分析：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（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短路发生后瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，当t=0时因此，短路的全电流为三、与短路有关的物理量说明：通常所说短路电流即指短路电流周期分量。周期分量的大小由电源电压和短路回路的总阻抗决定。I″＝Ip＝I∞3、短路电流非周期分量:4、短路全电流有效值5、短路冲击电流:非周期电流的初值（C）取最大值的条件为：图3-4三相短路时的相量图短路全电流最大瞬时值出现在短路后半个周期，即t=0.01秒时短路电流冲击系数6.短路冲击电流有效值7.短路功率小结：三、有限容量系统三相短路的暂态过程三、有限容量系统三相短路的暂态过程三、有限容量系统三相短路的暂态过程三、有限容量系统三相短路的暂态过程第二节无限大容量电力系统中三相短路电流的计算欧姆法（有名单位法〕由电力系统供电的用户内部发生短路时，其容量远比系统容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，短路时，系统母线上的电压变动很小，可认为电压维持不变，即系统容量为无限大。短路电流计算按金属性短路进行。二、标幺制（一）基准值的选取一般选取电压和功率的基准值Sd和Ud，则电流和阻抗的基准值分别为：（二）短路回路各元件的阻抗计算1.电力系统（电源）系统电抗标幺值2.变压器变压器的电抗标幺值为3.电抗器4.线路线路名称5.同步发电机同步发电机的电抗基准标幺值为：注意：在计算短路回路的阻抗时，假如回路内含有电力变压器，则回路内各元件的阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压上去。阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗维持不变。换算的公式为：则线路1WL的电抗X1WL归算到短路点所在电压等级的电抗为:1WL的电抗标幺值电抗为:1WL的标幺值电抗即为导线电抗的标幺值只与导线所在线路的电压等级有关，而与短路点的计算电压无关，或者说只要我们在计算时选择与导线所在位置的额定电压相对应的计算电压，那么这个标幺值在短路电流计算中就是固定不变的。短路回路中各电气元件按以上各式所计算的基准标幺值，无须再考虑短路回路中变压器的变比进行电抗的归算，可直接用电抗基准标幺值进行串并联计算，求得总电抗基准标幺值。这是因为采用标幺制的计算方法实质已将变压器变比归算在标幺值之中，从而使计算工作大为简化。（四）短路电路总的电抗值XΣ（五）无限大容量三相短路电流计算（五）无限大容量三相短路电流计算欧姆法、标幺值法★用欧姆法计算k-2点的短路电流：由电源至短路点之间的短路阻抗Z应包括电阻R和电抗X，在计算短路电流时，在高压系统中若X>>R，可忽略R，用X代替Z，所引起的误差不大，这在工程计算及选择设备上是完全允许的。解：(1)、电路中各主要元件的电抗值：(2)、绘出等效电路图，求短路回路总的电抗：(3)、三相短路电流周期分量的有效值：★用标幺值法计算：(4)、三相短路电流和短路容量：k-1点：k-2点：例3-2试求图3-7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．由图3-7短路电流计算系统图画出短路电流计算等效电路图，如图3-7所示。由断路器断流容量估算系统电抗，用X1表示。变压器1T和2T3．计算K1点三相短路时的短路电流（3）计算短路电流各值（2）计算K2点所在电压级的基准电流５．计算K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流由图3-7，将K2点三相短路电流变换到变压器3T的一次侧，此时变压器变比应采用平均额定电压即基准电压变比三、电动机对三相短路电流的影响电动机提供的冲击短路电流可按下式计算实际计算中，只有当高压电动机单机或总容量大于1000kW，低压电动机单机或总容量大于100kW，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