短路電流分析與計算

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1、第七章短路電流分析與計算本章主要內(nèi)容有：關(guān)于短路的一些基本概念、常用的三相短路電流的計算方法、簡單不對稱短路時短路點的電流和電壓。第一節(jié)概述一.短路類型短路是指相與相之間或相與地之間（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。三相系統(tǒng)短路故障的類型對稱短路：三相短路；其它短路稱為不對稱短路。最常見的短路：單相接地短路，約65％；三相短路：約5％，但對電力系統(tǒng)影響最嚴(yán)重。二.短路發(fā)生的原因產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣被損壞。三.短路對設(shè)備及系統(tǒng)的危害1.短路電流將引起發(fā)熱效應(yīng)2．短路電流將引起電動力效應(yīng)3．短路使網(wǎng)絡(luò)電壓降低4．

2、短路可能使系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性遭破杯5．短路可能干擾通信系統(tǒng)短路回路的三相阻抗基本相同，因此電壓電流仍是對稱的。四、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計和整定的基礎(chǔ)；是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。第二節(jié)無限大容量電源供電系統(tǒng)無限大容量電源：簡稱無限大電源，指S＝∞、U＝常數(shù)、等值內(nèi)阻抗Z＝0（或X＝0）的電源。“無限大”容量電源僅是一種相對概念。當(dāng)電源容量足夠大時，若等值內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的（5～10）

3、％，在電源外部發(fā)生短路時則電源母線上的電壓變化甚微，即可認(rèn)為它是一個恒壓源(無限大容量電源)。一、無限大容量系統(tǒng)三相短路三相短路電流的計算公式：Ik:突然短路電流的瞬時值短路發(fā)生時的電源電壓相位角沖擊短路電流ish短路電路ich最大可能的瞬時值叫短路沖擊電流(在短路發(fā)生后半個周期是0.01s瞬間?？偟亩搪冯娏鲗⑦_(dá)到最大，值略小于周期分量幅值的兩倍，這個短路電流稱為沖擊短路電流。沖擊短路電流與回路中的電抗和電阻的相對大小有關(guān))短路全電流最大有效值Ich短路電流的最大有效值，也叫沖擊電流的有效值短路前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于三相對稱，可只討論單

4、相電路如A相，另外兩相由對稱關(guān)系來決定。短路前A相的電壓、電流為假定t＝0時刻發(fā)生三相短路A相的微分方程式為其解就是短路的全電流，它由兩部分組成：id=idz+idf周期分量idz：又稱短路電流的強制分量非周期分量idf：又稱短路電流的自由分量由i0－＝i0＋，得短路全電流為短路全電流的瞬時值是周期分量與非周期分量之和；周期分量的幅值是不變的常數(shù)，而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減的直流電流，經(jīng)過幾個周期后，它就衰減得很小直至為0；短路全電流是一個以非周期分量為對稱軸變化的非周期函數(shù)。當(dāng)非周期分量衰減至0時，過渡過程結(jié)束。電路中的電流進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，

5、穩(wěn)態(tài)電流就是短路電流的周期分量。二.產(chǎn)生最大短路全電流條件短路全電流最大必須非周期分量最大。非周期電流有最大初值的條件應(yīng)為(1)相量差有最大可能值；(2)相量差在t＝0時與時間軸平行。短路全電流最大的條件：1)短路前電路為空載，即Im＝0；2)短路回路近似等于純電感回路，即?d＝π/2;3)在發(fā)生短路瞬間，電壓瞬時值恰好過0，即電壓的合閘相角α=0。最大短路全電流：短路后經(jīng)過半個周期即出現(xiàn)短路全電流的最大瞬時值，例如“無載合閘嚴(yán)重短路”。三.短路沖擊電流ich和沖擊系數(shù)Kch短路沖擊電流：指短路電流最大可能的瞬時值，用ich表示。其主要作

6、用是校驗電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定度。沖擊系數(shù)與短路網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)R、X的大小有關(guān)，即與短路的地點有關(guān)。Kch的取值范圍為1≤Kch≤2（R＝0時取2，X＝0時取1）。四.短路全電流最大有效值也叫沖擊電流有效值，指第一個周期內(nèi)瞬時電流的均方根值，即假定非周期電流在第一個周期內(nèi)恒定不變，等于它在T/2的瞬時值，則短路全電流的最大有效值常用于校驗?zāi)承╇姎庠O(shè)備的斷流能力或耐力強度。無限大電源系統(tǒng)，若求ich和Kch，只需求出周期分量有效值Idz即可。Upj——網(wǎng)絡(luò)的平均電壓，kV。求Idz的關(guān)鍵是計算短路回路總阻抗

7、Zd∑

8、。第三節(jié)短路回路總阻抗求取一.

9、計算短路電流基本假設(shè)1．以網(wǎng)絡(luò)的平均電壓Upj取代元件的額定電壓為簡化計算，假定各元件額定電壓相等（等于額定電壓平均值），Upj＝1.05UB2．高壓電網(wǎng)只計及電抗（且變壓器不計勵磁支路，線路不計對地電容）。只有當(dāng)Rd∑>1/3Xd∑時高壓電網(wǎng)才計及電阻。1kV以下低壓系統(tǒng)才計及電阻。二.各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值電抗標(biāo)么值的計算不同基準(zhǔn)值的電抗標(biāo)么值換算公式為：短路計算中，采用近似計算法，即同一標(biāo)稱電壓電網(wǎng)中的元件，額定電壓都等于網(wǎng)絡(luò)的平均電壓，基準(zhǔn)電壓也取平均電壓，故有限容量電源供電的電力系統(tǒng)三相短路電流系統(tǒng)的母線的端電壓換或等值發(fā)電機(jī)的電勢在

10、整個短路的暫態(tài)過程是一個變化值三相短路電流周期分量幅值換偶有效值變化的情況還與同步發(fā)電機(jī)是否裝有自動調(diào)節(jié)勵磁裝置有關(guān)三相短路電流的一般計算方法（1）。去發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢的標(biāo)幺值E``G=1或