项目二 计算负荷和短路电流.ppt

*************************************************无限大容量系统中发生短路、或远离发电机处发生短路时，两相短路电流和单相短路电流均小于三相短路电流。因此，用于选择电气设备和导体的短路稳定度校验短路电流，应采用三相短路电流；两相短路电流主要用于相间短路保护的灵敏度检验；单相短路电流主要用于单相短路保护的整定及单相短路热稳定度校验。提出问题：什么叫短路电流的电动力效应？如何计算？九、短路电流的效应供配电系统发生短路时，会产生很大的电动力和产生很高的温度，电器设备和导体应能承受短路时的电动力效应和热效应，以满足系统对动、热稳定的要求。1.短路电流的电动力效应原理：通电导体周围存在电磁场，如处于空气中的两平行导体分别通过电流时，两导体间由于电磁场的相互作用，异体上即产生力的相互作用。三相平行输电线的三相导体间正常工作时也存在力的作用，只是正常工作电流较小，不影响线路的运行。发生三相短路后的半个周期0.01s时，会出现最大短路电流即冲击短路电流，其值达到几万安培至几十万安培，导体上的电动力将达到几千至几万牛顿。此时最大电动力为：式中：ish是三相冲击短路电流；Kf是形状系数。提出问题：什么叫短路电流的热效应？如何计算？对于一般电器：要求电器的动稳定电流峰值大于最大短路电流峰值，即：对绝缘子：要求绝缘子的最大允许抗弯载荷大于最大计算载荷，即：2.短路电流的热效应当电力系统出现短路时，由于继电保护装置及时切除故障，短路电流的持续时间很短，可近似认为短路电流在极短的时间内产生的热量全部用来使导体温度升高，不向周围介质散热，即短路发热是一个绝热过程。短路电流产生的热量计算式为：电力系统正常运行时，额定电流在导体中发热产生的热量一方面被导体吸收，并使导体温度升高，另一方面通过各种方式传入周围介质中。当产生的热量等于散失的热量时，导体达到热平衡状态。短路发热假想时间计算式为：式中：tK是短路持续时间；等于继电保护动作时间top和断路器断路时间toC之和，当tK1s时，可近似认为tK=tima；无限大功率电源供电系统中，I″=I∞。对于成套电气设备，其热稳定校验公式为：对导体和电缆，计算导体的热稳定最小截面Sth.min通常用下式：式中：C是导体的热稳定系数。如果导体和电缆的选择截面大于等于Sth.min，即热稳定合格。式中：It2t是产品样本提供的产品热稳定参数；I∞是短路稳态电流；tima是短路电流作用的假想时间。某工厂供电系统短路电流计算如图3.2所示，其总降压变电站10kV母线上的K1点和车间变电站380V母线上的K2点发生三相短路，试求短路电流和短路容量。（课本图2.8）（1）确定基准值。Sd?=?100MV·A，Ud1?=?37kV，Ud2?=?10.5kV，Ud3?=?0.4kV，相应基准电流为： 余下参看课本1.短路的种类有三相短路、两相短路、单相短路和两相短路接地。除三相短路属对称短路外，其他形式的短路均属于不对称短路2.为简化短路计算，对短路回路作些基本假设，提出无限大容量系统的概念：当系统的容量无限大时，系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变。显然假想的无限大系统相当于一个恒压源。假想的无限大容量系统对企业供配电系统短路时，可将电力系统看作为无限大容量系统。3.无限大容量系统发生三相短路时，短路全电流由周期分量和非周期分量组成。短路电流周期分量在短路过程中保持不变，从而I〃＝Ik＝I∞，使短路计算十分简便。4.采用标幺制法计算三相短路电流，避免了多级电压系统中的阻抗变换，计算简便、结论清晰，在工程中应用较多，在用标幺制法计算时，常选取Sd＝100MVA，Ud＝Uc。短路容量的标幺值和短路电流的标幺值相等，均等于短路回路总阻抗标幺值的倒数。5.在企业供配电系统中，有时需要计算两相短路电流和单相短路电流。一般两相短路电流近似看成三相短路电流的0.866倍，单相短路电流为相电压除短路回路总阻抗。两相短路电流计算的目的主要是校验保护的灵敏度，单相短路电流计算的目的主要是接地设计等。6.在动稳定和热稳定校验时，稳态短路电流、短路冲击电流是校验电气设备的重要依据。1.短路的种类有、、和。2.短路的原因有、、。3.无限大功率电源供电系统的特征