《04讲义4.ppt

4 建筑供配电系统短路电流及其计算 4.1 概述 一 短路原因、类型、后果及计算短路电流的目的 （一）主要原因： 1.电气设备、元件的损坏。 2.自然原因 3.人为事故 （二）类型： 1.三相短路 2.两相短路 3.单相短路 （三）后果： 1.产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。 2.电压骤降，影响电气设备的正常运行。 3.造成停电事故。 4.造成不对称电路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信设备、信号系统及电子设备等产生干扰。 5.严重的短路运行电力系统运行的稳定性，使并列运行发电机组失去同步，造成系统解列。 （四）目的： 1.选择和校验电气设备。 2.继电保护装置的整定计算。 3.设计时作不同方案的技术比较。 二.电力系统的中性点运行方式 （一）类型 三相交流电力系统中，供电电源的发电机和变压器的中性点运行方式： 1.小电流接地 电源中性点不接地 电源中性点经消弧圈接地 2.大电流接地 电源中性点直接接地 （二 ） 电源中性点不接地电力系统 单相接地后特点： 故障相电位为零 非故障相相电压升高为线电压—电网按线电压设计 中性点与地之间存在电位差----零序电压 线电压不变设备可继续运行2小时 接地电流为3倍零序电流，较小，电流保护不动作 我国6~35kV中压采用 10kV单相接地电流应小于30A 35kV单相接地电流应小于10A （三 ） 电源中性点经消弧圈接地的电力系统 当10kV单相接地电流应大于30A，35kV单相接地电流应大于10A，发生单相接地时会产生间歇电弧，造成过电压，因此要采用中性点经消弧线圈接地。 用电感电流补偿电容电流，可减少接地电流 （四） 电源中性点直接接地的电力系统 （五）建筑供配电系统分为TN、TT、IT系统 对于低压系统（TN）： 三相相线 三相三线制 中性线（N） 三相四线制 保护线（PE） 三相五线制 第一个字母表示电源中性点的对地关系；（电力系统的对地关系） T—一点直接接地； I—所有带电部分与地绝缘，或一点经 阻抗接地。 第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系； T—外露可导电部分对地直接电气连接， 与电力系统的任何接地点无关； N—外露可导电部分与电力系统的接地 点直接电气连接。 横线后面的字母(S、C或C-S)表示保护线与中性线的结合情况。 4.2 短路电流的暂态过程 无限大电源容量系统短路电流的暂态过程 暂态过程：正常稳态到短路稳态的过程。 无限大电源容量：系统电压基本不变。 1）短路容量：3倍或以上。 2）电源总阻抗≤5%～10%线路总阻抗。 3）电网容量或=50倍用户容量。 有限大电源容量系统 系统电压随时间变化。 电源总阻抗 5%～10%线路总阻抗。 4.2.1无限大容量系统短路电流暂态过程 由图得，短路前 短路后 解微分方程，短路的全电流为： 其中： 可见：短路电流由两部分组成。 其一按指数规律衰减变化------非周期分量 其二按正弦规律变化-----周期分量 无限大容量系统短路电流的暂态过程 结论： 1)周期分量幅值不变。 2)非周期分量总要衰减，而且短路电路总电阻Rk越大，时间常数T越小，衰减越快。 3)短路后经半个周期（0.01s），出现最大值，称为短路的冲击电流ish 4)暂态过程经十个周期（0.2s）进入稳态。称为短路的稳态电流i∞ 有限大容量系统短路电流的暂态过程。 1)周期分量幅值是变化的。 2)非周期分量也是衰减。 4.2.2 需要计算的短路电流参数 1）短路次暂态电流： 短路开始第一个周期周期分量的有效值。用 I’’表示。 2）短路稳态电流： 短路进入稳态时的有效值。用 I ∞表示。作用：校验电气设备的热稳定性 3）短路电流冲击值 ： 短路全电流中的最大瞬时值。用 ish表示。 产生最大短路冲击电流必备的条件：空载Im=0；电源电压过零θ=0°；纯电感电路。作用：校验电气设备的动稳定性 将上述条件带入全电流公式得冲击电流 高压电路取1.8； 低压电路取1.3 4.2.2 需计算的短路电流参数 4）短路冲击电流有效值： 为短路全电流中的最大有效值 。用Ish表示。作用：校验电气设备的动稳定性。 高压： 低压： 5）短路后0.2s时的短路电流周期分量有效值和短路容量 作用：校验开关电气的