電網(wǎng)短路電流計(jì)算.ppt

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1、第三章電網(wǎng)短路電流計(jì)算3.1概述3.1.1電力系統(tǒng)和典型設(shè)備構(gòu)成特點(diǎn)（1）電力系統(tǒng)根據(jù)中性點(diǎn)接地與否分為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)及中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。abc中性點(diǎn)不接地abc中性點(diǎn)接地N220V第三章電網(wǎng)短路電流計(jì)算3.1概述（2）電力電纜構(gòu)成：第三章電網(wǎng)短路電流計(jì)算3.1概述（3）電力變壓器組成：第三章電網(wǎng)短路電流計(jì)算3.1概述（4）三相電機(jī)組成：聚氨酯漆包線3.1概述3.1.2短路概念與短路類型電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，相與相之間和在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中相與地是通過負(fù)荷連接的。三相負(fù)載中性點(diǎn)不接地三相電源單相負(fù)載中性點(diǎn)接地三相電源3.1概述3.1.2短路概念與短路類型所謂短路，是指相與相

2、之間和相與地之間不通過負(fù)荷而發(fā)生的直接連接故障。電力系統(tǒng)運(yùn)行的破壞絕大多數(shù)是由短路故障引起的。短路類型：（1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)·三相短路二相短路····3.1概述3.1.2短路概念與短路類型（2）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)（其中單相接地發(fā)生概率最高，60％～70％）單相對(duì)地二相對(duì)地···三相短路二相短路····（2）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)·三相短路又稱對(duì)稱短路，其它三種短路又稱不對(duì)稱短路.在所有各種短路情況中，以單相短路的短路電流最大，但在現(xiàn)代企業(yè)供電系統(tǒng)中，往往采用措施減小單相短路的短路電流值（如中點(diǎn)接地系統(tǒng)中，中點(diǎn)加電抗器接地，或部分接地等），所以單相短路電流最大值通常不超過三相短路，

3、故下面進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，均按三相短路來進(jìn)行。abc中性點(diǎn)接地N220V3.1概述··3.1.3短路發(fā)生的原因：主要原因—電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流部分絕緣的損壞。引起絕緣損壞的原因：?雷擊過電壓；?絕緣材料自然老化；?設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)不良，如預(yù)防性絕緣試驗(yàn)沒有按規(guī)律進(jìn)行或不夠仔細(xì)；?機(jī)械力引起的損傷；?其它原因—操作人員的誤操作（如隔離開關(guān)操作不正確，檢修后未拆接地線）引起操作過電壓，引起相間電弧短路），鳥獸跨接裸露的載流導(dǎo)線。3.1概述3.1.3短路的后果電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)的總阻抗減少，短路點(diǎn)及其附近各支路的電流較正常運(yùn)行增大幾十倍，系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓降低，離短路

4、點(diǎn)越近電壓降低越嚴(yán)重。這可招致下列嚴(yán)重危害：①元件發(fā)熱：由于發(fā)熱量與電流平方成正比，因此強(qiáng)大的短路電流即使流過的時(shí)間很短也會(huì)使電機(jī)、電器等元件引起不能允許的過熱，絕緣損壞。②短路電流引起很大的機(jī)械應(yīng)力（或稱電動(dòng)力）。機(jī)械應(yīng)力與電流的平方成正比。這種機(jī)械力引起電氣設(shè)備載流部件變形，甚至破壞。（如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅(jiān)韌，遭破壞）3.1概述③短路時(shí)電壓降低使受電設(shè)備的正常工作受到破壞。例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)距與外加電壓平方成正比，當(dāng)電壓降低很多時(shí)，轉(zhuǎn)距可能不足以帶動(dòng)機(jī)械工作，而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。④嚴(yán)重的短路必將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失步，造成與系統(tǒng)解

5、列。⑤當(dāng)發(fā)生單相對(duì)地短路時(shí)，不平衡電流產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近的通訊線路，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。3.1.4計(jì)算短路電流的目的?正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備（包括限流設(shè)備）?進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。3.1概述3.2三相短路過渡過程分析3.2.1無限大容量電源系統(tǒng)三相交流電網(wǎng)短路的過渡過程為了簡化分析，假設(shè)短路發(fā)生在一個(gè)無限大容量電源供電系統(tǒng)。所謂無限大容量電源—指它的端電壓為恒定值，并且沒有內(nèi)部阻抗。約定：向工業(yè)企業(yè)供電的電力系統(tǒng)的母線電壓不隨用戶負(fù)荷的變化而變化，即常數(shù)。實(shí)際上，無論電力系統(tǒng)的容量多大，它的電源總是有一個(gè)確定的容量，并且有一定的阻抗。但當(dāng)短

6、路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，雖然短路支路中電流很大，電壓降低，而這些變化并不能顯著地引起電源電壓的變化（供電電網(wǎng)的阻抗比電力系統(tǒng)的阻抗一般要大得多），因而可以認(rèn)為電源電壓為恒定值。3.2三相短路過渡過程分析一、突然短路情況下電力系統(tǒng)的過渡過程分析下圖表示簡單的三相電路，假設(shè)在K點(diǎn)發(fā)生三相短路此時(shí)，電路被分成兩個(gè)獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路中的電流由原來的數(shù)值不斷地衰減，一直到磁場(chǎng)中的能量全部變?yōu)槠渲须娮杷牡臒崮転橹?，這個(gè)過程很短暫。由于三相短路電流是對(duì)稱短路，可取一相進(jìn)行深入的研究分析，以A相為例。···3.2三相短路過渡過程分析設(shè)電源電壓為：對(duì)于所研究的電路，只含電

7、阻，電抗，所以發(fā)生三相突然短路時(shí)，電流的變化應(yīng)符合下列微分方程：—相電流瞬時(shí)值R—由電源到短路點(diǎn)的電阻L—由電源到短路點(diǎn)的電抗電壓的初相角電壓幅值瞬時(shí)值3.2三相短路過渡過程分析上面方程的解為：式中Z－電源至短路點(diǎn)的阻抗－短路電流與電壓之間的相位角－非周期分量電流衰減時(shí)間常數(shù)－短路電流周期分量的幅值A(chǔ)－常數(shù)，其值由初始條件決定3.2三相短路過渡過程分析下面確定常數(shù)A。當(dāng)短路發(fā)生的瞬間時(shí)短路前的電流：—正常運(yùn)行時(shí)的電流最大值短路后的電流：根據(jù)楞次（磁鏈）守恒定律，短路瞬間前、后的電流相等（是連續(xù)的），則：于是：3.2三相短路過渡過程分析將A