[信息与通信]短路计算.ppt

第3章 短路电流计算 3.1 概述 1.短路的概念 所谓短路（short circuit），是指电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 2.短路的原因 电器绝缘损坏； 运行人员误操作 ； 其它因素。 4.短路的危害 5.短路的计算目的 * * 3.短路的类型 对称短路：三相短路 不对称短路：两相短路、两相接地短路和 和不对称短路 3.1 概述 3.短路的类型 3.1 概述 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 。 3.1 概述 选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等 ； 合理配置继电保护和自动装置 ； 作为选择和评价电气主接线方案的依据 。 3.1 概述 3.2 三相短路时的物理过程 1.无穷大容量系统的概念 无穷大容量只是一个相对概念，指电源系统的容量相对于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发生短路，系统的母线电压都能基本维持不变。 在工程计算中，当电源系统的阻抗不大于短路回路总阻抗的5%～10%，或者电源系统的容量超过用户容量的50倍时，可将其视为无穷大容量电源系统。 2.无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程 a)三相电路图 b)等效单相电路图 无限大容量电力系统中发生三相短路 3.2 三相短路时的物理过程 无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线 电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。 3.2 三相短路时的物理过程 3.短路参数 短路前电路中的电流为： （3-1） 式中： ——短路前电流的幅值 ——短路前回路的阻抗角 ——电源电压的初始相角，亦称合闸角； 3.2 三相短路时的物理过程 3.短路参数 短路后电路中的电流应满足： 方程式的解就是短路的全电流，它由两部分组成：第一部分是方程式的特解，它代表短路电流的周期分量；第二部分是对应齐次方程的一般解，它代表短路电流的非周期分量。 (3-2) 3.2 三相短路时的物理过程 3.短路参数 短路的全电流可以用下式表示 式中： ——短路电流周期分量的幅值， ——短路后回路的阻抗角， ——短路回路时间常数， C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周期分量的初始值 。 (3-3) 3.2 三相短路时的物理过程 3.短路参数 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＋，将t＝0分别代入式（3-1）、式（3-3），可得 因此，短路的全电流为 3.3 短路有关的物理量 1、短路电流周期分量 2、短路电流非周期分量 （波形按指数函数衰减 ） （波形为正弦波） 3、短路全电流 4、短路冲击电流 =1～2 短路电流冲击系数（高压三相短路为1.8，低压为1.3） 3.3 短路有关的物理量 高压三相短路 低压三相短路 3.3 短路有关的物理量 5、短路稳态电流 （无限大容量系统） 短路电流的表示： 三相短路 两相短路 两相接地短路 单相短路 3.3 短路有关的物理量 短路电流计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。 计算方法： 欧姆法、标幺制法 3.4 短路电流计算 一、采用欧姆法进行三相短路计算 计算公式 计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。 ≥ 时,可忽略 ≥ 时,可忽略 3.4 短路电流计算 1、电力系统的阻抗计算 电力系统的电阻相对于电抗很小，