第06讲 短路电流.ppt

* * 课题三 船舶电力系统短路计算第六讲 短路电流 短路 短路电流 无限电源容量系统的短路分析 本章主要内容： 短路计算的目的及短路分析 短路电流的估算 交流发电机、电动机馈送的短路电流计算 邻近主汇流排处的短路计算和远离主汇流排处的短路计算 电抗、电阻、阻抗和时间常数的计算与换算 船舶交流电力系统短路电流计算应用举例 断路器参数和母线的选择 一、短路 1、短路概念 所谓短路，是指供电端两点之间被小电阻连接或直接连接而形成的异常大电流现象 2、原因 ①由于绝缘自然老化； ②机械损伤而引起的电气设备载流部分绝缘损坏； ③误操作； ④动物的连接； ⑤舰船在战斗中电气设备受到严重冲击。 3、后果 热效应的危害； 电动力的破坏； 电弧引起火灾； 电网电压大大降低，影响用电设备的正常 4、计算短路电流的目的是 ①校验所选择开关(如断路器)的断流容量； ②校验所选电气设备(如母线)的电动力稳定性； ③为电力系统选择性保护的设计和整定提供依据； ④校验所选电气设备(如开关、母线)的热稳定性. 5、短路的种类 三相短路 线间两相短路 有单相短路(三相四线制系统) 其中线与线间的冲击短路电流约为三相冲击短路电流的0．866倍。单相冲击短路电流约为三相冲击短路电流的1.35~1.2倍(后者是考虑到短路回路的阻抗的影响)。 二、无限电源容量系统的短路分析 1．无限电源容量三相交流电路的短路电流 图3-1 无限大电源容量系统短路的等值电路图 当合上开关Q时，“无限大电源容量”电力系统发生短路，其暂态过程可用下微分方程式来描述 (3-1) 先求得式(3-1)的通解，再根据初始条件，求得的特解，则可得到的解为 (3-2) 式中 ——短路电流交流分量有效值： ——电源电动势有效值V； ——时间常数s； ——角速度rad/s； ——频率Hz； ——短路瞬间电压相位角(合闸相位角) rad； ——短路电路功率因数角rad； 从式(3-2)可以看出，交流电路的短路电流由稳态交流分量（即周期分量）和直流分量（即非周期分量）两部分组成 短路电流的波形如图3-2所示。 2．短路电流交流分量 式(3-2)右边第一项为短路电流交流分量，即 (3-3) 从式(3-3)和图3-2波形中看出： (1)交流分量是一个稳态值，是正弦交变的周期函数，其最大值为。 (2)短路瞬间，短路电流的交流分量(即短路周期分量初始值)为 (3-4) 式中看出，其值取决于、和值。 (3)发生短路后，各不同时间短路电流交流分量瞬时值不同，当时，其值最大 最大值发生在 (3-5) 时出现。 3．短路电流的直流分量 在式(3-2)中，右边第二项表示短路电流的直流分量，即 (3-6) 从式(3-6)和图3-2波形中看出： (1)短路瞬时()，短路电流的直流分量为 (3-7) 该值大小与、、有关，与短路瞬时短路电流交流分量大小相等，方向相反。