[信息与通信]9电网短路电流计算.ppt

第九章 电网短路电流计算 一、短路原因及短路类型 1、短路原因 1°电气设备、元件的损坏 2°自然的原因 3°人为事故 2、短路类型 1°三相短路 K（3） 2°两相短路 K（2） 3°单相短路 K（1） 4°二相带接地短路 K（1，1） 二、短路的后果及短路计算目的 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。 短路计算目的： 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。 供电线路发生单相短路的几率最高；但以发生三相短路时造成的后果最为严重。 9.1 三相交流电网 短路的过渡过程 一、短路电流的过渡过程的分析 “无限大容量电源”：系统内部短路发生变化，系统电源电压维持不变。 三相短路等效电路如图示 三相短路等效电路图 无限大容量系统发生三相短路前后的电压\电流曲线 再设t=0s 时发生短路 在电源电压及短路地点不变的情况下，要使短路全电流达到最大值。必需具备以下的条件： 短路前为空载。 设电路的感抗远大于电阻，即短路阻抗角为900。 短路发生于某相电压瞬时值过零值时。 有关短路的物理量 1 短路电流的周期分量 5、电流冲击系数和冲击电流 冲击电流出现在短路后第一个半周时间 τk=L/R 当电路中无电阻，为纯电感时， τk→∞ Ksh=2 当电路中无电感 ，为纯电阻时， τk→∞ Ksh=1 ∴ 短路冲击系数 1≤Ksh≤2 9.2 三相短路电流的计算 概述 计算短路电流，首先要绘出计算电路图。在图上将计算短路电流所需要考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。 短路电流计算的方法有： 欧姆法、标幺制和短路容量法等。 根据短路电流的特点，工程设计中采用的单位： KA KV MVA KW KVA 短路电流计算的几点说明 由电力系统供电的民用建筑内部发生短路时，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。 在计算高压电路中的短路电流时，只需考虑对短路电流值有重大影响的电路元件。由于发电机、变压器、电抗器的电阻远小于其本身电抗，因此可不予考虑。但当架空线和电缆较长，使短路电路的总电阻大于总电抗的1/3时，仍需计入电阻。 1、欧姆法 在无限大容量系统中发生三相短路时，其三相短路电流周期分量有效值。 各电路元件电抗的计算 1、电力系统的阻抗 系统R一般很小，不予考虑 XS= UC2/Soc UC—短路计算电压，可直接采用短路点的短路计算电压 Soc—系统出口断流容量，查手册 2、电力变压器的阻抗 变压器的阻抗RT，可由变压器的短路损耗ΔPK近似计算 变压器的电抗，可由变压器短路电压（即阻抗电压）UK%近似计算 XT≈（UK%/100）× UC2/ SN UK%—变压器短路电压% 可查有关手册 3、电力线路的阻抗 线路的电阻RWL可有已知截面的导线或电缆的单位长度电阻R0求 RWL= R0L 线路的电抗 XWL= X0L R0 、X0数据 从导线参数查 注意：在计算短路电路的阻抗时，例如电路内含有变压器，则电路中各元件的阻抗都应该统一换算到短路点的短路计算电压去。 例4-1：某供电系统如图所示，已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试求工厂变电所高压10KV母线上K-1点和低压380V母线上K-2点短路的三相短路电流和短路容量。 2、标幺制法 标幺制法：因其短路计算中的阻抗以及电流电压等均采用标幺值的方法， 任一物理量的标幺值A*d，是该物理量的实际值A与所选定的基准值Ad的比值，即A*d=A/Ad 各电气参数的标幺值用字母上加个星号表示。 按标幺制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd和基准电压Ud 基准容量，工程设计中通常取 Sd=100MVA 基准电压，通常就取元件所在处的短路计算电压， 即Ud = UC 例4-2：前题，试用标幺制法计算工厂变电所高压1