短路電流及其計算ppt課件.ppt

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1、電力系統(tǒng)短路電流基本概念1無限大容量系統(tǒng)短路電流計算2第四章短路電流及其計算短路電流動熱穩(wěn)定效應3回顧：第一節(jié)電力系統(tǒng)短路電流基本概念一、短路及短路電流（1）短路定義（2）造成短路原因（3）短路危害回顧：短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路類型有1、三相短路2、兩相短路3、單相短路4、兩相接地短路短路的類型區(qū)別兩相接地短路與兩相短路接地回顧：無限大容量系統(tǒng)中三相短路過程的簡化分析短路前：下面介紹電流瞬時值表達式的求解。設電源相電壓由于是無限大容量的電源，所以在短路過程中該表達式始終不變。短路發(fā)生前電流：短路一瞬間：當t＝0-則：uф=Ｕфmsinωt(4-1)i＝Imsin(ωt-ф)(4-

2、2)i(0-)=-Imsinф(4-3)圖4-2無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路a)三相電路圖b)等效單相電路圖第四章短路電流及其計算短路發(fā)生后穩(wěn)態(tài)電流：i(∞)=Im.ksin(ωt-фk)根據(jù)暫態(tài)過程分析的三要素法，短路電流瞬時值表達式為：式中三要素為初始值i(0+)、穩(wěn)態(tài)解i(∞)、時間常數(shù)τ。ik=i(∞)+[i(0+)-i(∞)

3、t=0]e-t/τ（4-5）ik=Im.ksin(ωt-фk)+（Im.ksinфk-Imsinф）e-t/τ=ip+inp(4-6)等于ip，為短路電流周期分量，以正弦規(guī)律變化。等于inp,為短路電流非周期分量，以指數(shù)規(guī)律衰減。τ=X∑／Ｒ∑—為時間常數(shù)。第四章

4、短路電流及其計算近似思想：如果X∑》Ｒ∑，短路回路可認為純電感電路，則фk≈900，這時短路電流周期分量為：ip≈Im.ksin(ωt-900)=-Im.kcosωt(4-7)短路電流非周期分量為:inp≈（Im.k-Imsinф）e-t/τ(4-8)在t=0時ip（0）≈-Im.kinp（0）≈Im.k-Imsinф圖４-3表示出無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路前后電流、電壓的變動曲線就是按短路回路為純電感電路繪出的。短路電流在到達穩(wěn)定值之前，要經過一個暫態(tài)過程（或稱短路瞬變過程）。暫態(tài)過程中短路全電流包含有兩個分量：短路電流周期分量和非周期分量。以一定的時間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減，直至衰減為零。此時

5、暫態(tài)過程即告結束，系統(tǒng)進入短路的穩(wěn)定狀態(tài)。圖4-３　　無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流曲線第四章短路電流及其計算回顧：有關短路的物理量（重點，各個關系一定要記住）（一）短路電流周期分量由于短路電路的電抗一般遠大于電阻，即X∑》Ｒ∑，可看成是純電感電路，假設在電壓uф＝0時發(fā)生三相短路，如圖4-3所示。由式(4-7)可知，短路電流周期分量：ip≈Im.ksin(ωt-900)因此短路初瞬間(t=0時)的短路電流周期分量：ip（0）≈-Im.k=-I″(二)短路電流非周期分量短路電流非周期分量是由于短路電路存在著電感，用以維持短路初瞬間的電流不致突變而由電感上引起的自感電動勢所產生的一個反

6、向電流，如圖4-3所示。由式（4-8）可知，X∑》Ｒ∑時，短路電流非周期分量：inp≈（Im.k-Imsinф）e-t/τ由于Im.k》Imsinф，故inp≈Im.ke-t/τ=I″e-t/τ由于τ=X∑／Ｒ∑，而且Ｒ∑越大，τ越小，衰減越快。（三）短路全電流1．短路全電流瞬時值：短路全電流瞬時值為短路電流周期分量與非周期分量之和，即ik=ip+inp（4-10）2．短路全電流有效值：短路全電流有效值為某一瞬時t的短路全電流有效值Ik(t)，是以時間t為中點的一個周期內的ip有效值Ip(t)與inp在t的瞬時值inp(t)的方均根值，即（四）短路沖擊電流短路沖擊電流為短路全電流中的最大瞬時值

7、。由圖4-3所示短路全電流ik的曲線可以看出。短路后經半個周期（即0.01s），ik達到最大值時，此時的電流即短路沖擊電流，用ish表示。第四章短路電流及其計算在高壓電路發(fā)生三相短路時，一般可取Ksh＝1.8，因此ish=2.55I″(4-16)Ish=1.51I″(4-17)在1000KVA及以下的電力變壓器二次側低壓電路中發(fā)生三相短路時，一般可Ksh=1.3，因此ish=1.84I″(4-18)Ish=1.09I″(4-19)（五）短路穩(wěn)態(tài)電流系統(tǒng)進入短路的穩(wěn)定狀態(tài)；此時的短路全電流只剩周期分量，其有效值（用I∞表示）稱為短路穩(wěn)態(tài)電流。很明顯可得：I″＝Ik=I∞。回顧：為什么進行短路電流

8、計算？（1）選擇電氣設備和載流導體時，需用短路電流校驗其動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時不至于損壞；（2）選擇和整定用于短路保護的繼電保護裝置的時限及靈敏度時，需應用短路電流參數(shù)；（3）選擇用于短路保護的設備時，為了校驗其斷流能力也需進行短路電流計算。在計算高壓電網(wǎng)中的短路電流時，一般只需計算各主要元件（電源、架空線路、電纜線路、變壓器、電抗器等）的電抗而忽略其電阻，僅當架空線