第4章 短路電流及其計(jì)算ppt課件.ppt

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1、電力工程基礎(chǔ)第四章短路電流及其計(jì)算河北科技大學(xué)電氣工程系7/30/20211河北科技大學(xué)電氣工程系第四章短路電流及其計(jì)算4.1概述4.2標(biāo)幺制4.3無(wú)限容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算4.4有限容量系統(tǒng)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算4.5不對(duì)稱故障的分析計(jì)算4.6電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響4.7低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算4.8短路電流的效應(yīng)7/30/20212河北科技大學(xué)電氣工程系4.1概述所謂短路,是指電力系統(tǒng)中正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。一、短路的原因及其后果短路的原因：短路的現(xiàn)象：電氣設(shè)備載流部分絕緣

2、損壞；運(yùn)行人員誤操作；其他因素。電流劇烈增加；系統(tǒng)中的電壓大幅度下降。7/30/20213河北科技大學(xué)電氣工程系短路的危害：短路電流的熱效應(yīng)會(huì)使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱而損壞甚至燒毀；短路電流產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞；短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常工作；嚴(yán)重的短路可導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步而解列，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作。4.1概述7/30/20214河北科技大學(xué)電氣工程系二、短

3、路的種類(lèi)對(duì)稱短路：三相短路k（3）不對(duì)稱短路：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪穔（1）兩相接地短路k（1,1）兩相短路k（2）4.1概述圖4-1　短路的類(lèi)型a）三相短路b）兩相短路c）單相接地短路d）兩相接地短路e）兩相接地短進(jìn)行短路電流計(jì)算的目的：選擇合理的電氣接線圖選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置7/30/20215河北科技大學(xué)電氣工程系4.2　標(biāo)幺制一、概述二、標(biāo)幺制的概念某一物理量的標(biāo)幺值Ａ*，等于它的實(shí)際值A(chǔ)與所選定的基準(zhǔn)值A(chǔ)d的比值，即在短路電流計(jì)算中，各電氣量的數(shù)值，可以用有名值表示，也可以用標(biāo)幺值表示

4、。通常在1kV以下的低壓系統(tǒng)中宜采用有名值，而高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值。在高壓電網(wǎng)中，通?？傠娍惯h(yuǎn)大于總電阻，所以可以只計(jì)各主要元件的電抗而忽略其電阻。7/30/20216河北科技大學(xué)電氣工程系通常先選定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud，則基準(zhǔn)電流Id和基準(zhǔn)電抗Xd分別為：常取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額定電壓，即。表4-1線路的額定電壓與平均額定電壓額定電壓UN/kV0.220.3836103560110220330平均額定電壓Uav/kV0.230.43.156.310.5376311523

5、03454.2　標(biāo)幺制基準(zhǔn)值的選取線路平均額定電壓：指線路始端最大額定電壓與末端最小額定電壓的平均值。取線路額定電壓的1.05倍，見(jiàn)表4-1。7/30/20217河北科技大學(xué)電氣工程系三、不同準(zhǔn)標(biāo)幺值之間的換算電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等所給出的標(biāo)幺值都是額定標(biāo)幺值，進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)必須將它們換算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。換算方法是：先將以額定值為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值　還原為有名值，即選定Sd和Ud，則以此為基準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值為：若取　　　　　，則4.2　標(biāo)幺制7/30/20218河北科技大學(xué)電氣工程系

6、四、電力系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算發(fā)電機(jī)：通常給出SN、UN和額定電抗標(biāo)幺值　　，則變壓器：通常給出SN、UN和短路電壓百分?jǐn)?shù)，由于所以式中，　　　　為變壓器的額定電抗標(biāo)幺值。4.2　標(biāo)幺制7/30/20219河北科技大學(xué)電氣工程系電抗器：通常給出INL、UNL和電抗百分?jǐn)?shù)　　，其中∴式中，　　　　　為電抗器的額定容量。輸電線路：通常給出線路長(zhǎng)度和每公里的電抗值，則4.2　標(biāo)幺制7/30/202110河北科技大學(xué)電氣工程系五、不同電壓等級(jí)電抗標(biāo)幺值的關(guān)系設(shè)k點(diǎn)發(fā)生短路，取，則線路WL1的電抗X1折算到短路點(diǎn)的電抗

7、為：則X1折算到第三段的標(biāo)幺值為：此式說(shuō)明：不論在哪一電壓級(jí)發(fā)生短路，各段元件參數(shù)的標(biāo)幺值只需用元件所在級(jí)的平均電壓作為基準(zhǔn)電壓來(lái)計(jì)算，而無(wú)需再進(jìn)行電壓折算。即任何一個(gè)用標(biāo)幺值表示的量，經(jīng)變壓器變換后數(shù)值不變。4.2　標(biāo)幺制圖4-2　具有三個(gè)電壓等級(jí)的電力網(wǎng)7/30/202111河北科技大學(xué)電氣工程系六、短路回路總電抗標(biāo)幺值將各元件的電抗標(biāo)幺值求出后，就可以畫(huà)出由電源到短路點(diǎn)的等值電路圖，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，最后求出短路回路總電抗標(biāo)幺值。圖4-2的等效電路圖如圖4-3所示。注意：求電源到短路點(diǎn)的總電抗時(shí)，必須是電源

8、與短路點(diǎn)直接相連的電抗，中間不經(jīng)過(guò)公共電抗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜時(shí)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，求出電源至短路點(diǎn)直接相連的電抗（即轉(zhuǎn)移電抗）。4.2　標(biāo)幺制圖4-3　圖4-2的等效電路圖7/30/202112河北科技大學(xué)電氣工程系4.3無(wú)限容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算一、由無(wú)限容量系統(tǒng)供電時(shí)三相短路的物理過(guò)程1.無(wú)限容量系統(tǒng)的概念說(shuō)明：無(wú)限大功率電源是一個(gè)相對(duì)概念，真正的無(wú)限大功率電源是不