第三章 工厂供电.ppt

第三章 短路电流及其计算 第一节 短路的原因、后果和形式 一. 短路的原因 二. 短路的后果 三. 短路的形式 第二节 无限大容量电力系统发生短路时的物理过程和物理量 一. 无限大电力系统及其三相短路的物理过程 二. 短路的有关物理量 一. 概 述 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 二. 采用欧姆法进行三相短路计算 三. 采用标幺制法进行三相短路计算 四. 两相短路电流的计算 五. 单相短路电流的计算 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 一. 概 述 二. 短路电流的电动效应和动稳定度 三. 短路电流的热效应和热稳定度 一. 短路的原因 短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。造成短路的原因主要有： (1) 电气设备绝缘损坏 (2) 有关人员误操作 (3) 鸟兽为害事故 第三章 短路电流及其计算 第一节 短路的原因、后果和形式 二. 短路的后果 短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多。很大的短路电流可对供电系统造成极大的危害： (1) 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。 (2) 短路时电路的电压骤然下降，严重影响电气设备的正常运行。 (3) 短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电 (4) 严重的短路影响电力系统运行稳定性使并列运行发电机组失去同步造成系统解列。 (5) 不对称短路包括单相和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交流电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 三. 短路的形式 在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等， 图 短路的形式 －三相短路 －两相短路 －单相短路 －两相接地短路 第二节 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 一. 无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程 无限大容量电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。其特点是：当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。 图 无限大容量电力系统发生三相短路 a) 三相电路图 b) 等效单相电路 图 无限大容量电力系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线 由于短路电路还存在电阻，因此短路电流非周期分量要逐渐衰减。电路内的电阻越大和电感越小，则衰减越快。 短路电流非周期分量是按指数函数衰减的，其表达式为 2. 短路电流非周期分量 短路电流非周期分量的初始绝对值为 二. 短路有关的物理量 1. 短路电流周期分量 式中 ，为短路电流周期分量幅值，其中 为短路电路总阻抗[模]； 为短路电路的阻抗角。 由于短路电路的 ，因此 。故短路初瞬间（t =0时）的短路电流周期分量为 3. 短路全电流 短路电流周期分量与非周期分量之和，即为短路全电流。 短路全电流 的最大有效值是短路后第一个周期的短路电流有效值，用Ish 表示，也可称为短路冲击电流有效值，用下式计算： 4. 短路冲击电流 短路冲击电流为短路全电流中的最大瞬时值。 在高压电路发生三相短路时，一般可取K sh=1.8，因此 在1000kVA及以下的电力变压器和低压电路中发生三相短路时，一般可取K sh=1.3 5. 短路稳态电流 短路稳态电流是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流，其有效值 用表示。 在无限大容量系统中，由于系统馈电母线电压维持不变，所以其短路电流周期分量有效值（习惯上用 表示）在短路的全过程中维持不变，即 。 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 一. 概 述 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法。 二. 采用欧姆法进行三相短路计算 欧姆法又称有名单位制法，因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名。 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按下式计算： 供电系统中各主要元件包括电力系统（电源）、电力变压器和电力线路的阻抗计算。 如果不计电阻，则三相短路电流周期分量有效值为 1. 电力系统的阻抗计算 电力系统的电阻相对于电抗来说很小，一般不予考虑。电力系统的电抗，可由电力系统 变电站馈电线出口断路器的断流容量 来估算。 三相短路容量为 基准电抗Xd 则按下式计算：