单元二 负荷计算与短路电流.ppt

三相短路过程的简化分析 短路发生后，系统就由工作状态经过一个暂态过程，然后进入短路后的稳定状态。电力系统的短路故障往往是突然发生的。暂态过程虽然时间很短，但它对电气设备的危害远比稳态短路电流要严重得多。短路电流的暂态过程的变化与电源系统的容量有关，一般分成无限大容量电源系统和有限容量电源系统当供配电系统容量较电力系统容量小得多，电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%-10%，或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统的母线压降很小，此时可以把电力系统看作无限大容量系统无限大容量系统所谓“无限大容量系统”指端电压保持恒定，没有内部阻抗以及容量无限大的系统。

无限大容量系统：US=常数α，XS=0,SS=∞二、无限大容量系统三相短路暂态过程???阻抗角式中，电流幅值正常运行电流为1、正常运行设电源相电压为 无限大容量系统三相短路图?（b）三相电路图?（c）单相等效电路图2、三相短路分析（1）定性分析：三相短路，阻抗突变，发生暂态过渡过程，k点右侧，没有电源，电流衰减到零，k点左侧有电源，L↓,I↑,I不突变，出现周期容量（2）定量分析：短路电流应满足微分方程式中，相电流瞬时值由电源至短路点之间的电阻由电源至短路点之间的电感设在图中K点发生三相短路。其解为式中，由电源至短路点之间的阻抗短路电流与电压之间的相位差角，非周期分量电流衰减时间常数常数，其值由初始条件决定周期分量电流幅值在短路瞬间t=0时，短路前工作电流与短路后短路电流相等，即短路全电流瞬时值为：非周期分量电流的初始值式中，短路前电流与电压之间的相位差角2、三相短路的有关物理量1)短路冲击电流短路冲击电流是短路全电流的最大瞬时值，出现在短路后半个周期，即t=0.01秒时，得为短路电流冲击系数。纯电阻性电路，kch=1；纯电感性电路，kch=2。因此0≤kch≤2。高压Kch=1.8低压Kch=1.32)短路冲击电流有效值Ich是短路后第一个周期的短路全电流有效值。高压系统Kch=1.8低压系统Kch=1.3?3)次暂态短路电流I″次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值,用I″表示。在无限大容量系统中，短路电流周期分量不衰减，即I″=IP；4)短路电流周期分量有效值IP?式中，Uav=1.05UN（kV）线路平均额定电压；(Ω)为短路回路总阻抗。5)稳态短路电流I∞稳态短路电流有效值是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流有效值，用I∞表示。在无限大容量系统中，I∞＝Ip。?6)短路容量SK?????三相短路容量是选择断路器时，校验其断路能力的依据，它根据计算电压即平均额定电压进行计算，即式中，SK为三相短路容量（MVA）；Uav为短路点所在级的线路平均额定电压（kV）；Ik为短路电流（kA）。5．多组用电设备的计算负荷确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷（1）总有功计算负荷：P30＝Ｋ∑pΣP30(i)（2）总无功计算负荷：Q30＝Ｋ∑qΣQ30(i)（3）总视在计算负荷：（4）总计算电流：ΣP30(i)、ΣQ30(i)－各用电设备组的有功、无功计算负荷的总和P30、Q30、S30－车间干线、变电所低压母线上的有功、无功及视在计算负荷；Ｋ∑q、Ｋ∑q－有功功率和无功功率的同时系数。是考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。多组用电设备的计算负荷计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。Ｋ∑q、Ｋ∑q－有功功率和无功功率的同时系数。1）对车间干线取：2）对低压母线：①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取例2-3某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台，4kW3台，2.2kW7台)；通风机2台共3kW；电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。（四）工厂供电系统的功率损耗在确定各用电设备组的计算负荷后，如要确定车间或工厂的计算负荷，就需要逐级计入有关线路和变压器的功率损耗。1．线路功率损耗的计算线路功率损耗包括有功和无功两大部分。（1）有功功率损耗