第三章短路计算.ppt

第三章 短路电流及其计算 本章讨论和计算供电系统在短路故障条件下产生的电流 章内容是分析工厂供电系统和进行供电设计计算的基础 教学内容： ??? 短路的原因、后果及其形式；无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量；三相短路电流的计算；两相和单相短路电流的计算；短路电流的效应和稳定度校验。 ??? 教学重点： ??? 短路的原因、后果及其形式；三相短路电流的计算；两相和单相短路电流的计算；短路电流的效应和稳定度校验。 ??教学难点： ??? 三相短路电流的计算；两相和单相短路电流的计算。 第一节 概述 第二节 无限大容量系统三相短路分析 第三节　三相短路电流计算 第四节 短路电流的效应 思考及练习题 第一节 概述不同电流的导电部分之间的低阻抗短接，金属性短路?? 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。 设备绝缘损坏： 自然老化、操作过电压、大气过电压、机械损伤 2.自然原因 ：鸟兽跨接裸导体 3.人为事故误操作：带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸 （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）计算短路电流目的： 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。 第二节无限大容量系统三相短路 分析 一、无限大容量系统　（1）目的：简化短路计算（2）定义：所谓“无限大容量系统”是指端电压保持恒定，没有内部阻抗，和容量无限大的系统。??????????? 即　 SS=∞. ZS=0 US=const（3）合理性①STSS②误差在允许范围③偏保守 二、 无限大容量系统三相短路暂态过程（1）正常工作时u=Uφmsin(ωt+α)I=Imsin(ωt+α-φ) （2）k点三相短路定性分析：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，出现周期容量定量分析：  三、最严重三相短路电流时的短路电流短路电流非周期分量初值最大时短路电流瞬时值亦最大。最严重短路电流的条件为：（1）短路回路纯电感，φK=90° 高压网络φK=90°（2）短路瞬间电压过零，α=0或180°（3）短路前空载或cosφ=1即有 四、 三相短路的有关物理量（1）短路电流周期分量有效值 Uc短路计算电压或平均额定电压Uc≈1.05UN0,4,6.3,10.5,37,115,230kV（2）短路次暂态电流I″短路后第一个周期短路电流周期分量之有效值无限大容量系统 I″=IP（3）短路全电流有效值IK(t)（4）短路冲击电流ish 短路全电流最大瞬时值 Ksh——冲击系数1＜Ksh＜2短路冲击电流有效值Ish 高压系统Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″低压系统Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″（5）短路稳态电流I∞ 对无限大容量系统 　（6）三相短路容量????????????? ?????????? ????????????? ??????????????????????????????? ??????????? 式中，SK为三相短路容量（MVA）；Uav为短路点所在级的线路平均额定电压（kV）；Ik为短路电流（kA）。 常采用标幺值计算，以简化计算，便于比较分析。一、标幺制??? 用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。??? 任意一个物理量的有名值与基准值的比值称为标幺值，标幺值没有单位。即????????????? ?????????? ?? ??????????????? ?容量、电压、电流、阻抗的标幺值分别为  ?????????????????????? 基准容量Sd，基准电压Ud，基准电流Id，基准阻抗Zd亦应遵守功率方程： 和电压方程： ??????????????? ??????????????????????????????????????????????????????? ???????故：????