第三章短路电流及其计算课件.ppt

* * 第三章 短路电流及其计算 3.1 短路的原因、后果及形式 3.3 短路回路阻抗的计算 3.4 三相短路电流的计算 3.5 两相和单相短路电流的计算 3.2 无限大容量电力系统发生短路时的物理过程 3.6 短路电流的效应和稳定度校验 3.1 短路的原因、后果及形式 一、短路的原因 短路：就是指不同电位的导电部分之间的低阻 性短接。 短路的原因：电气设备载流部分的绝缘损坏。 如：绝缘老化、绝缘强度不够、 设备绝缘受到外力损伤。 二、短路的后果 在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万 安，如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害。 （1）大的动力和高温，损坏元器件。 （2）电压急速下降，严重影响电气设备的正常运行。 （3）可造成停电，给国民经济造成损失。 （4）严重的短路，影响电力系统的稳定性，使并列运 行的发电机组失去同步，造成系统解列。 （5）单相短路，产生不平衡交变磁场，对附近的通讯 线路、电子设备等产生干扰。 三、 短路的形式 三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路 单相短路约占87% 两相短路约占8% 三相短路约占3% 两相接地短路约占2% 3.2 短路电流的变化过程及有关物理量 一、无穷大容量电力系统的概念 对于中小型工厂变配电系统来说，其设备的容量远比系统容量要小，所以当工厂变配电系统发生短路时，系统母线上的电压变化不大。实际计算中，为了使计算简化，往往不考虑系统母线电压的变动，即认为系统母线电压维持不变，此种短路回路所接的电源便认为是无穷大容量的电力系统，即系统容量等于无穷大，而其内阻抗等于零。 二、无穷大容量供电系统三相短路电流的变化过程 短路电流的瞬时值ik由两部分组成，短路电流的周期分量ip和短路电流的非周期分量inp组成。 ik=ip+inp 短路电流的周期分量是因短路后电路阻抗突然减小 很多倍，而按欧姆定律应增大很多倍的 电流。 短路电流的非周期分量是因短路电路含有感抗，电 路电流不可能突变，而按楞次定律感生 的用以维持短路初瞬间电流不致突变的 一个反向衰减性电流。此电流衰减完毕 后（一般经t=0.2s),短路电流达到稳定 状态。 三、有关短路的物理量 1、短路电流的周期分量ip 2、短路电流的非周期分量inp 3、短路全电流ik 4、短路冲击电流ish:为短路全电流中的最大瞬时值。 5、短路稳态电流I∞ :是短路电流非周期分量衰减完 毕以后的短路全电流。 3.3 短路回路阻抗的计算 一、相对单位制 二、短路回路中各元件的阻抗 1、同步电机 2、电力变压器 3、架空线和电缆线 4、电抗器 三、短路回路总阻抗的决定1、应根据短路电流计算的目的，收集有关电气主接线运行方式、各元件的技术参数等资料，首先作出计算电路图。计算电路图是一种仅画出与短路电流计算有关的简化单线图，将各元件按顺序编号并注明有关技术数据。2、根据计算电路图指定的各短路点，分别作出每个短路点的等值电路图。3、利用网络简化规则加以简化，求出短路回路的总阻抗。 三、短路回路总阻抗的决定1、用标么值计算2、用有名值计算 短路电流由周期分量和非周期分量两部分组成。 1、周期分量决定于短路回路的电源电势和总阻抗 2、非周期分量决定于短路瞬间周期分量的初始值。 3.4 三相短路电流的计算 一、按相对单位制计算短路电流 1、无限大容量供电系统短路电流的计算 2、发电机供电系统的短路电流计算 （1）同一计算法 （2）个别计算法 3、大型异步电动机对短路电流计算的影响 异步电动机在正常工作时，感应电势略小于它的外施电压，是从电网中吸取功率转变为机械能带动机械负荷转动。若网络某点短路使电压下降，当短路点距电动机较近时，外施电压小于电动机感应电势，此时电动机就变成为一个附加电源，向短路点供给短路电流，而电动机则迅速被制动，由它所供给的短路电流也随之很快消失。 二、按有名值计算短路电流 采用有名值计算短路电流，适用于电压级较少的低压网络的短路电流计算。 1000V以下的低压电网的短路电流，一般均采用有名值进行计算，其特点如下： 1、由于低压电网距电源较远，可以作为无限大容量供电系统来考虑。 2、电阻值较大，电感值较小，当X大于R时才计算X的影响。 3