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1、第四章短路電流計(jì)算 及電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)3.1概述3.2無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的短路過(guò)程分析3.3無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法3.4低壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算3.5短路電流的效應(yīng)3.6電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)2021/7/4第一節(jié)概述一、短路及其原因、后果短路是指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸危害等。在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障后，短路電流往往要比正常負(fù)荷電流大許多倍，有時(shí)高達(dá)幾十萬(wàn)安培
2、。當(dāng)它通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，溫度急劇上升，會(huì)使絕緣老化或損壞；同時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分變形或損壞；短路會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行；嚴(yán)重的短路會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；短路還會(huì)造成停電；不對(duì)稱(chēng)短路的短路電流會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。2021/7/4二、短路的類(lèi)型在供電系統(tǒng)中，短路的基本類(lèi)型有三相短路(a)、兩相短路(b)、單相短路(c,d)和兩相接地短路(e,f)。2021/7/4續(xù)上頁(yè)進(jìn)行短路計(jì)算的目的是正確選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備及其保護(hù)裝置。三相
3、短路電流是選擇和檢驗(yàn)電氣設(shè)備的基本依據(jù)。另外還要用到不對(duì)稱(chēng)短路的短路電流、短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流等。三、計(jì)算短路電流的目的2021/7/4第二節(jié)無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng) 的短路過(guò)程分析一、無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的概念無(wú)限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對(duì)于用戶(hù)負(fù)荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶(hù)的負(fù)荷如何變動(dòng)甚致發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變。二、短路過(guò)程的簡(jiǎn)單分析2021/7/4續(xù)上頁(yè)等效電路的電壓方程為解之得,短路電流為則得短路電流當(dāng)t＝0時(shí)，由
4、于短路電路存在著電感，因此電流不會(huì)突變，即ik0=i0＝，可求得積分常數(shù)，即式中，iz為短路電流周期分量;ifi為短路電流非周期分量。短路前負(fù)荷電流為2021/7/4續(xù)上頁(yè)無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：2021/7/4三、有關(guān)短路的物理量短路電流周期分量iz短路電流非周期分量ifi短路全電流ik.t短路沖擊電流ish短路穩(wěn)態(tài)電流I∞短路沖擊電流有效值IshI∞=Iz.t=Iz2021/7/4第三節(jié)無(wú)限大容量電源條件下 短路電流的計(jì)算方法一、標(biāo)幺值法在無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)中
5、發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值和有效值是不變的。在高壓電路的短路計(jì)算中，通常只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。故按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj。標(biāo)幺值2021/7/4續(xù)上頁(yè)基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取基準(zhǔn)電流二、供電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓，即取基準(zhǔn)電抗Sk為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。2021/7/4續(xù)上頁(yè)2）電力線路的電抗標(biāo)幺值式中，L為線路長(zhǎng)度，x0為線路單位長(zhǎng)度的電抗，可查手冊(cè)
6、。3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值因?yàn)樗詷?biāo)幺值短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)求總電抗標(biāo)么值。2021/7/4三、三相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算:由此可得三相短路電流周期分量有效值：其他短路電流：三相短路容量：（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）2021/7/4某廠一10/0.4kV車(chē)間變電所裝有一臺(tái)S9－800型變壓器（△uk%=5），由廠10kV高壓配電所通過(guò)一條長(zhǎng)0.5km的10kV電纜（x0＝0.08Ω/km）供電。
7、已知高壓配電所10kV母線k-1點(diǎn)三相短路容量為52MVA，試計(jì)算該車(chē)間變電所380V母線k-2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流。例題1解：1.確定基準(zhǔn)值2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值2021/7/4續(xù)上頁(yè)2）電力線路的電抗標(biāo)幺值3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值3．求k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值三相短路電流的短路容量1）總電抗標(biāo)么值2)三相短路電流周期分量有效值3)其他三相短路電流2021/7/4某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容量為Sk=250MVA，試求工
8、廠變電所10kV母線上k-1點(diǎn)短路和兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行、分列運(yùn)行兩種情況下低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。例題2解：1.確定基準(zhǔn)值2021/7/4續(xù)上頁(yè)2.計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值2）電力線路的電抗標(biāo)幺值3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值2021/7/4續(xù)上頁(yè)3.求k-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他三相短路電流4）三相短路容量2021/7/4續(xù)上頁(yè)4．求k-2點(diǎn)的短路電路
