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1、第三章短路電流計(jì)算第一節(jié)概述第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析第三節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算第四節(jié)兩相和單相短路電流計(jì)算第五節(jié)短路電流的效應(yīng)短路是指不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接。本章討論和計(jì)算供配電系統(tǒng)在短路故障情況下的電流（簡(jiǎn)稱短路電流），短路電流計(jì)算的目的主要是供母線、電纜、設(shè)備的選擇和繼電保護(hù)整定計(jì)算之用。第一節(jié)概述一、短路的種類三相交流系統(tǒng)的短路的種類主要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。二、短路的原因(1)電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，
2、操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。(2)運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上。三、短路的危害1.短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。2.短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損壞。3.短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，電器設(shè)備正常工作受到破壞。4.短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶來不便。5.嚴(yán)重的短路將電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使同步發(fā)電機(jī)失步。6.單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。四、防止短路對(duì)策預(yù)防性試驗(yàn)正確安裝和維護(hù)防
3、雷設(shè)備文明施工嚴(yán)格遵守操作規(guī)程五、短路電流計(jì)算的目的1.正確地選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備2.計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置3.選擇限制短路電流的電器設(shè)備第二節(jié)無限大容量系統(tǒng)三相短路分析一、無限大容量系統(tǒng)所謂“無限大容量系統(tǒng)”指端電壓保持恒定，沒有內(nèi)部阻抗以及容量無限大的系統(tǒng)。 無限大容量系統(tǒng)：US=常數(shù)α，XS=0,SS=∞二、無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程1、正常運(yùn)行設(shè)電源相電壓為阻抗角式中，電流幅值正常運(yùn)行電流為：2.三相短路分析無限大容量系統(tǒng)三相短路圖???（a）系統(tǒng)圖無限大容量系統(tǒng)三相短路圖（b）三相電路圖?（c）單相等效電路圖設(shè)在圖中
4、K點(diǎn)發(fā)生三相短路。定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點(diǎn)右側(cè)，沒有電源，電流衰減到零，k點(diǎn)左側(cè)有電源，L↓,I↑,I不突變，出現(xiàn)周期容量定量分析：短路電流應(yīng)滿足微分方程其解為其中短路電流周期分量幅值：為短路回路阻抗角；為短路回路時(shí)間常數(shù)；為短路電流非周期分量初值。在短路瞬間t=0時(shí)，短路前工作電流與短路后短路電流相等，即由上式求出inp0，并帶入ik表達(dá)式中，則：無限大容量系統(tǒng)三相短路時(shí)的短路電流波形圖3.最嚴(yán)重三相短路的短路電流三相短路時(shí)的相量圖產(chǎn)生最嚴(yán)重短路電流的條件： (1)短路瞬時(shí)電壓過零α=0或1800(2)短路前空載
5、或cosΦ=1 (3)短路回路純電感ΦK=900將Im=0,a=0,?k=90o代入上式，得最嚴(yán)重三相短路時(shí)的電流波形圖四、三相短路的有關(guān)物理量1.短路電流周期分量有效值IP式中，Uav=1.05UN（kV）,線路平均額定電壓；(Ω)為短路回路總阻抗。2.次暫態(tài)短路電流次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值,用I″表示。在無限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量不衰減，即I″=IP3.短路全電流有效值由于短路電流含有非周期性分量，短路全電流不是正弦波，短路過程中短路全電流的有效值Ik（t），是指以該時(shí)間t為中心的一個(gè)周期內(nèi)短路全
6、電流瞬時(shí)值的均方根值，即4.短路沖擊電流和沖擊電流有效值（1）短路沖擊電流ish是短路全電流的最大瞬時(shí)值，出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，即t=0.01秒時(shí)，得為短路電流沖擊系數(shù)。純電阻性電路，ksh=1；純電感性電路，ksh=2。因此0≤ksh≤2。（2）短路沖擊電流有效值Ish是短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值。在高壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路，可取Ksh=1.8，因此Ish=1.52IP在低壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路，可取Ksh=1.3?，因此Ish=1.09IP5.穩(wěn)態(tài)短路電流I∞穩(wěn)態(tài)短路電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有效值，用I∞表示。在無
7、限大容量系統(tǒng)中，I∞＝Ip。6.短路容量SK三相短路容量是選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)其斷路能力的依據(jù)，它根據(jù)計(jì)算電壓即平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，即式中，SK為三相短路容量（MVA）；Uav為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓（kV）；Ik為短路電流（kA）。第三節(jié) 無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。一、標(biāo)幺制用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為基準(zhǔn)值的選取是任意的，但為簡(jiǎn)化計(jì)算，取Sd=100MVA,????????????????????????；鶞?zhǔn)容量Sd、基準(zhǔn)電壓Ud、基準(zhǔn)
8、電流Id和基準(zhǔn)阻抗Zd亦遵循功率方程和電壓方程。四個(gè)基準(zhǔn)值中只有二個(gè)基準(zhǔn)值是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，按下式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。注意：用基準(zhǔn)容量和元件
