短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备

短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备
短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备

短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备,使其满足电流的动、热稳定性的要求。对于低压开关设备和熔断器等,还应按短路

电流校验其分断能力。

计算短路电流时,首先要选择好短路点,短路点通常选择在被保护线路的始、末端。始端短路点用于计算最大三相短路电流,用于校

验设备和电缆的动、热稳定性;末端用于计算最小二相短路电流,用

于校验继电保护整定值的可靠性。

短路电流的计算方法有解释法和图表法,主要以解释法为主。

一、短路电流的计算公式

1、三相短路电流计算:

I K(3)=U N2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}

式中:I K(3) 三相短路电流,安;

U N2 变压器二次侧额定电压,对于127、380、660伏电网,分别取133、400、690伏;

∑R、∑X短路回路内一相的电阻、电抗的总和,欧。

2、二相短路电流计算:

I K(2)=U N2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}

式中:I K(2) 二相短路电流,安;

3、三相短路电流与二相短路电流值的换算

I K(3)=2 I K(2)/√3=1.15 I K(2)

或I K(2)=0.866 I K(3)

二、阻抗计算

S N 变压器额定容量,KVA。

短路电流计算方法

供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(Ω) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值

短路电流限制技术的原理

短路电流限制的原理 电力系统中的短路故障是不可避免的,除了故障点附近的损坏。例如,由于强烈的电弧的影响,流经故障回路的短路电流会对架空线、电缆、变压器和开关设备等设备施加较高的电动力和热应力。系统中的断路器还必须能够(选择性地)遮断和隔离故障点。 然而随着全球对电力能源需求不断增长,用户需要更大容量的变压器或者新增的发电接入现有系统,以满足负荷的增长,同时越来越多的系统进行互联,这就会导致客户电力系统短路电流水平升高,导致电力系统在短路电流承受能力方面接近甚至超过其极限。因此,短路电流限制成为行业所面临的挑战,这个挑战主要的难度在于:(一)如何在确保系统可靠性、供电连续性的前提下,有效地限制短路电流 (二)在有效限制短路电流的前提下如何尽可能提高系统效能减低损耗 (三)如何尽可能降低工程投资造价 图1a)显示一个简化的等效电路,用于讨论与电力系统中短路电流限制相关的问题。与故障之前流动的负荷电流无关。短路电流在故障0秒后从0kA开始以一定的上升速率迅速增大,具体取决于电路参数(电源电压U0和电源阻抗ZS以及故障初始相位角,当短路电流未被限制时,波形如图1b)中波形为i1,也就是系统预期的短路电流。如果其短路电流水平处于CB的遮断能力之内,则该短路电流将在t3处由CB遮断。

图1:短路电流限制 a)短路故障等效电路图 b)短路电流典型波形图 由于 是包括故障部分在内的电路中电阻的总和L是电路中全部电感所以限制短路电流的最简单方法是使用适当高值的阻抗ZS,即:(一)实时的在系统内增加网络阻抗,如电网分层分区、母线分段、提升电压等级等电网拓扑结构级手段,此解决方案是最为常用的解决办法,该方法的弊端是降低了系统的可靠性、增大了复杂性,降低了系统的效能,例如:母线分段。 (二)采用限流电抗器或者高阻抗变压器等,以限制短路电流的上升。该解决方案的缺点在于,它显然会在正常运行期间影响系统,降低系统的效能,而且在高负载电流下会导致相当大的电压降。 (三)采用狭义上的故障电流限制器,在正常的情况下,阻抗非

短路电流计算公式

变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算发布者:admin 发布时间:2009-3-23 阅读:513次供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。 1.主要参数 Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(W) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键. 2.标么值 计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量Sjz =100 MV A 基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4

题目短路电流及其计算

题目:短路电流及其计算 讲授内容提要:三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 教学目的:掌握三相短路、两相短路及单相短路电流的计算,会根据短路条件进行设备校验。 教学重点:欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法,掌握短路热稳定和动稳定校验的方法。 教学难点:欧姆法和标幺值法计算短路电流的方法 采用教具和教学手段:多媒体及板书 授课时间:年月日授课地点:新教学楼教室 注:此页为每次课首页,教学过程后附;以每次(两节)课为单元编写教案。

第三章 短路电流及其计算 本次课主要内容:三相短路、两相短路及单相短路的计算 短路电流的效应及短路校验条件 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 计算过程:绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。 一、欧姆法进行三相短路计算 22 ) 3(3∑ ∑ += X R U I C K 计算高压短路时电阻较小,一般可忽略。 、电力系统的阻抗计算 OC C S S U X 2= 、电力变压器的阻抗计算 2)(N C K T S U P R ?≈ N C K T S U U X 2 100%? ≈ 、电力线路的阻抗计算 l R R WL 0= l X X WL 0= 、阻抗换算 2'' )(C C U U R R = 2'' )(C C U U X X = 三、标幺制法三相短路电流计算 、基准值 基准容量 MVA S d 100= (可以任意选取) 基准电压 c d U U = (通常取短路计算电压) 基准电流 C d d d d U S U S I 33==

基准电抗 d C d d d S U I U X 2 3= = 、元件标幺值: 电力系统电抗标幺值: OC d d C OC C d S S S S S U S U X X X ===*//22 电力变压器电抗标幺值: N d K d C N C K d T T S S U S U S U U X X X ?=?==*100%/100%2 2 电力线路电抗标幺值: 22/C d O d C O d WL WL U S l X S U l X X X X ?===* 、短路电流标幺值及短路电流计算 *)* 3()3(2) 3()3(1 3/3/∑ * ∑ ∑∑* = =====X I I I I X X S U U S X U I I I d d K K d C C d C d K K 、三相短路容量 ** ) 3()3(33∑ ∑== =X S X U I U I S d c d C K K 四、两相短路电流的计算 ∑ =Z U I C K 2) 2( 866.02/3/) 3()2(==K K I I 五、单相短路电流的计算 ∑ ∑∑++=321)1(3Z Z Z U I K ? 工程计算 0 )1(-= ??Z U I K 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 一、短路电流的电动效应和动稳定度 动稳定度校验 一般电器: )3(max ) 3(max sh sh I I i i ≥≥

短路电流的危害及限制措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.短路电流的危害及限制措 施正式版

短路电流的危害及限制措施正式版 下载提示:此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中,详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度,而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力,尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其他几种短路均使三相电路不对称,故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中,以一相对地的短路故障为最多,约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中,短路故障主要是各种相间短路。发生短路

时,由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程,使短路回路中的电流大大增加,可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离,例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10~15倍,在大容量的电力系统中,短路电流可高达数万安培。 短路电流的危害 短路电流将引起下列严重后果:短路电流往往会有电弧产生,它不仅能烧坏故障元件本身,也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时,一方面会使导体大量发热,造成导体过热

短路电流计算

短路电流计算 第一节概述 一、电力系统或电气设备的短路故障原因 (1)自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等,造成单相接地短路和相间短路。 (2)人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误,导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。 (3)设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。 二、短路种类 1.单相接地短路 电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统,继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统,继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统,当单相接地电流超过允许值时,继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统,单相接地电流不超过允许值时,允许短时间单相接地运行,但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路 两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中,两相接地短路大部分发生于同一地点,少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中,常见是发生一点接地,而后其他两相对地电压升高,在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地,此两点多数不在同一点,但也有时在同一点,继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路 两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重,继电保护应迅速切断两相及三相短路。

4.断相或断相接地 线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相,大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行,或电机绕组一相开焊的断相,或三相熔断器熔断一相的两相运行,两相运行一般不允许长期存在,应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路 这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中,虽然占全部短路的概率很少,但对某一电机来说却不一定。例如,变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大,这种短路能严重损坏设备,要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障 发生以上五种故障之一,有时由于故障的演变和扩大,可能由一种故障转换为另一种故障,或发生两种及两种以上的故障(称之复故障),这种故障不超过全部故障的5%。 第二节 对称短路电流计算 一、阻抗归算 为方便和简化科计算,通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同一基准容量bs S (一般取100MVA 或1000MVA 基准容量)和基准电压bs U (一般取电网的平均额定电压bv U )时的基准标么阻抗(以下不作单独说明,简称标么阻抗);归算至额定容量的标么阻抗称相对阻抗。 (一)标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算 发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值,其标么可按下式计算 bs G G GN S X X S * = (1-1) 式中 G X * ——发电机在基准条件下电抗的标么值; G X ——发电机额定条件电抗的标对值; G X ——基准容量(MVA );

习题参考答案

习题与思考题 3-1 无限大与有限电源容量系统有何区别?对于短路暂态过程有何不同? 答:所谓无限大容量电源系统是指电源的内阻抗为零,在短路过程中电源的端电压恒定不变,短路电流周期分量恒定不变。事实上,真正无限大容量电源系统是不存在的,通常将电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源看作无限大容量系统。一般工矿企业供电系统的短路点离电源的电气距离足够远,满足以上条件,可作为无限大容量电源供电系统进行短路电流计算和分析。 所谓有限容量电源系统是指电源的内阻抗不能忽略,且是变化的,在短路过程中电源的端电压是衰减的,短路电流的周期分量幅值是衰减的。通常将电源内阻抗大于短路回路总阻抗10% 的供电系统称为有限大电源容量系统。 有限大容量电源系统短路电流的周期分量幅值衰减的根本原因是:由于短路回路阻抗突然减小和同步发电机定子电流激增,使发电机内部产生电磁暂态过程,即发电机的端电压幅值和同步电抗大小出现变化过程,由其产生的短路电流周期分量是变化的。所以,有限容量电源系统的短路电流周期分量的幅值是变化的,历经从次暂态短路电流(I)暂态短路电流(I)稳态短路电流(I∞)的衰减变化过程。 3-2 有人说三相电路中三相的短路电流非周期分量之和等于零,并且三相短路全电流之和也为零,这个结论是否正确?为什么? 答:两种说法都是对的。为了简化分析,考虑在由无限大电源容量供电的空载线路中发生三相短路时A相电压瞬时值为零,分别对各相短路回路微分方程求解可得各相的短路电流为 (3-1) 式中--各相短路电流瞬时值; --短路电流周期分量幅值; --短路回路蛆抗角,; --短路回路时间常数,。 当系统参数变化时,有不同的数值,但在实际电力系统巾,系统电抗远较电阻为大,即短路回路中有,故≈,则上式可简化为 (3-2) 可见,各相短路电流都是由一个周期分量和一个幅值按指数规律衰减的非周期分量叠加而成。由式(3-2)可知,各项周期分量由于幅值相等、相位互差,是一组对称量,故其相量和必为零,故各相非周期分量除系数外均为三个完全相等的、时问常数相同的衰减量,而它们的系数和又为零,故各相非周期分量之和也为零;同样道理,各相短路电流之和也为零。 3-3 在什么条件下,发生三相短路冲击电流值最大?若A相出现最大冲击短路电流,

单相短路电流计算

1、替代定理 在任意具有唯一解的电路中,某支路的电流为i k ,电压为u k ,那么该支路可以用独立电压源u k ,或者独立电流源i k 来等效替代,如下图所示。替代后的电路和原电路具有相同的解。 图 2、叠加定理 由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流,等于每一个独立 电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。 注意点:(1)只适用于线性电路;(2)一个电源作用,其余电源为零,如电 压源为零即电压为零——>短路,电流源为零即电流为零——>开路;(3)各回路电压和电流可以叠加,但功率不能叠加。 3、三相系统及相量图的应用 、 交流变量 正常的电力系统为三相系统,每相的电压和电流分量均随着时间作正弦变 化,三相间相互角偏差为120°,比如以A 相为基准,A 相超前B ,B 相超前C 各120°,就构成正序网络,如下式所示: )120sin()360240sin()240sin(); 120sin(); sin( ++=+-+=-+=-+=+=?ω?ω?ω?ω?ωt U t U t U u t U u t U u m m m c m b m a 以A 相为例,因为三角函数sin 是以360°(或2π)为周期变化,所以随 着时间t 的流逝,当?ω+t 值每增长360°(或2π)时,电压ua 就经过了一个

周期的循环,如下图所示: 图 如上图,t代表时间,?代表t=0时刻的角度(例如上图中ua当t=0时位于?),ω表示角速度即每秒变化多少度。例如电网的频率为50Hz,原点,即代表0 = 每秒变化50个周期,即变化50*360°或者50*2π。此处360°和2π仅是单位制的不同,分别为角度制和弧度制,都是代表一个圆周;值得注意的是用360°来分析问题更加形象,而2π为国际单位制中的标准单位,计算时更通用。 向量的应用 用三角函数分析问题涉及较为繁琐的三角函数计算,图的正弦波形图可表示出不同周期分量的峰值和相差角度,但使用范围有限。为此,利用交流分量随时间做周期变化,且变化和圆周关系密切的特点,引入向量如下,方便交流分量的加减乘除计算: :

3短路电流及其计算课后习题解析(精选、)

习题和思考题 3-1.什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路故障的原因有哪些?短路有哪些危害?短路电流计算的目的是什么? 答:所谓短路,就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接,如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路,其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中,发生单相接地短路的几率最大,发生三相对称短路的几率最小,但通常三相短路的短路电流最大,危害也最严重,所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有: (1)电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 (2)运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关(内部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置),检修后忘拆除地线合闸等; (3)自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘,大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时,由于短路回路中的阻抗大大减小,短路电流与正常工作电流相比增加很大(通常是正常工作电流的十几倍到几十倍)。同时,系统电压降低,离短路点越近电压降低越大,三相短路时,短路点的电压可能降低到零。因此,短路将会造成严重危害。 (1)短路产生很大的热量,造成导体温度升高,将绝缘损坏; (2)短路产生巨大的电动力,使电气设备受到变形或机械损坏; (3)短路使系统电压严重降低,电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比,当电压降低时,其转矩降低使转速减慢,造成电动机过热而烧坏; (4)短路造成停电,给国民经济带来损失,给人民生活带来不便; (5)严重的短路影响电力系统运行稳定性,使并列的同步发电机失步,造成系统解列,甚至崩溃; (6)单相对地短路时,电流产生较强的不平衡磁场,对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰,影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: (1)选择电气设备和载流导体,必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。

短路电流计算的基本步骤和注意事项教学内容

短路电流计算的基本步骤和注意事项

短路电流计算方法的基本步骤和注意事项 一.概述 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. 二.一般计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. 三、短路电流计算步骤 1.确定计算条件,画计算电路图

1)计算条件:系统运行方式,短路地点、短路类型和短路后采取的措施。 2运行方式:系统中投入的发电、输电、变电、用电设备的多少以及它们之 间的连接情况。 3)根据计算目的确定系统运行方式,画相应的计算电路图。 4)选电气设备:选择正常运行方式画计算图; 5)短路点取使被选择设备通过的短路电流最大的点。 6)继电保护整定:比较不同运行方式,取最严重的。 2.画等值电路,计算参数; 分别画各段路点对应的等值电路。 标号与计算图中的应一致。 3.网络化简,分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。 ⑴. 星—角变换公式 角—星变换公式 23131231121X X X X X X n ++?=n n n n n X X X X X X 3212112?++= 23131232122X X X X X X n ++?= n n n n n X X X X X X 1323223?++= 23131231323X X X X X X n ++?=n n n n n X X X X X X 2131331?++= ⑵.等值电源归算 (1) 同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并; (2) 至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并; 直接连于短路点上的同类型发电机可归并; 四、注意事项

短路电流计算方法及习题

三相短路的有关物理量 1)短路电流周期分量有效值: 短路点的短路计算电压(或称平均额定电压),由于线路首端短路时 其短路最为严重,因此按线路首端电压考虑,即短路计算电压取为比 线路额定电压高5%,按我国标准有,, ,,,37,69,…… 短路电流非周期分量最大值: 2)次暂态短路电流: 短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值。 3)短路全电流有效值: 指以时间t 为中心的一个周期内,短路全电流瞬时值的均方根值。 4)短路冲击电流和冲击电流有效值: 短路冲击电流:短路全电流的最大瞬时值. 出现在短路后半个周期,t= ksh 为短路电流冲击系数;对于纯电阻电路,取1; 对于纯电感性电路,取2;因此,介于1和2之间。 冲击电流有效值:短路后第一个周期的短路全电流有效值。 5)稳态短路电流有效值: 短路电流非周期分量衰减后的短路电流有效值 p pm I I =p I == 0np pm p i I ≈ = ''p I I I == 0.01 (0.01)(0.01)(1)sh p np p sh p i i i e I τ - =+=+=sh sh p I I ==或 p I I ∞=''p k I I I I ∞====

6)三相短路容量: 短路电流计算步骤 短路等效电路图 短路电流计算方法 相对单位制法——标幺值法 概念:用相对值表示元件的物理量 步骤: 选定基准值 基准容量、基准电压、基准电流、基准阻抗 且有 通常选定Ud 、=100MVA,Ud=Uav= 3 K av K S U I =(,,,) (,,,)MVA kV kA MVA kV kA Ω=Ω物理量的有名值标幺值物理量的基准值d S d I d Z d U 33d d d d d d S U I U I Z ==2/(3)/d d d d d d I S U Z U S ?==

2016年电气专业培训复习题

电气专业培训复习题 一、填空题(每题2分,共24分) 1.电力系统中性点运行方式有三种,分别是中性点直接接地运行方式、中性点不接地(绝缘)运行方式、中性点经消弧线圈接地运行方式。 2. 电弧是气体游离导电现象,形成过程是介质向等离子体态的转化过程。 3.母线是汇集和分配电流的裸导体,类型有_软_母线和硬母线之分。 4.高压断路器是高压电器中最主要的部分,在空载、正常负荷和短路状态下都应可靠动作。 5.隔离开关的作用主要有隔离电源、倒闸操作和投、切小电流电路。 6.触电是指人体的不同部位受到电压的作用,在人体内产生电流,造成的伤害甚至危及生命安全。 7.电流互感器正常运行时二次侧不允许开路。电压互感器正常运行时二次侧不允许短路 8. 限制短路电流的一般采用的电气设备有继电保护、断路器 9. 考虑发热对电气设备的影响,我国规定电气设备正常工作允许的最高温度为。 10. 电弧是一种游离的气体放电现象。 11. 熔断器是最简单的保护电器,它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。 12. 真空断路器是以“真空”作为灭弧和绝缘介质的断路器。 13. 隔离开关的用途:隔离电源、倒闸操作和投、切小电流电路。 14. 断路器的种类很多,按灭弧介质可分为油断路器、真空断路器、 SF6断路器、磁吹断路器。 15. 电力工业中常以电压、频率和波形来衡量一个系统的供电电能质量,电能质量要求供电电压的波形为正玄波。 16.电力系统的中性点是指三相系统作星形连接的发电机和变压器的中性点。常见的三种中性点运行方式是:中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、_中性点直接接地。 17.电流互感器一次绕组串联接于一次电路中,二次侧不允许开路运行。 18. 信号系统中,红灯亮表示断路器在合闸位置,绿灯亮表示分闸位置。

短路电流的危害及限制措施

短路电流的危害及限制 措施 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

短路电流的危害及限制措施电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其他几种短路均使三相电路不对称,故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中,以一相对地的短路故障为最多,约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中,短路故障主要是各种相间短路。发生短路时,由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程,使短路回路中的电流大大增加,可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离,例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10~15倍,在大容量的电力系统中,短路电流可高达数万安培。 短路电流的危害 短路电流将引起下列严重后果:短路电流往往会有电弧产生,它不仅能烧坏故障元件本身,也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时,一方面会使导体大量发热,造成导体过热甚至熔化,以及绝缘损坏;另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体,使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低,特别

是靠近短路点处的电压降低得更多,从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低,使供电设备的正常工作受到损坏,也可能导致工厂的产品报废或设备损坏,如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时,系统功率分布的突然变化和电压的严重下降,可能破坏各发电厂并联运行的稳定性,使整个系统解列,这时某些发电机可能过负荷,因此,必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大,持续时间愈长,破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 短路电流的限制措施 为保证系统安全可靠地运行,减轻短路造成的影响,除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外,还应尽快地切除短路故障部分,使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此,可采用快速动作的继电保护和断路器,以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外,还应考虑采用限制短路电流的措施,如合理选择电气主接线的形式或运行方式,以增大系统阻抗,减少短路电流值;加装限电流电抗器;采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下: 一是做好短路电流的计算,正确选择及校验电气设备,电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。

短路电流计算方法

供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作? 为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 二.计算条件 1?假设系统有无限大的容量?用户处短路后,系统母线电压能维持不变?即计算阻抗比系统阻抗要大得多。 具体规定:对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。 2. 在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。 三.简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1. 主要参数 Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量 Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 IC三相短路第一周期全电流有效值(KA)简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(KA)简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗(Q) 其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.

短路电流大小的限制方法

限制短路电流的方法 2008-06-14 20:18 目前在电力系统中,用得较多的限制短路电流的方法有以下几种:选择发电厂和电网的接线方式;采用分裂绕组变压器和分段电抗器;采用线路电抗器;采用微机保护及综合自动化装置等。 1 选择发电厂和电网的接线方式 通过选择发电厂和电网的电气主接线,可以达到限制短路电流的目的。 在发电厂内,可对部分机组采用长度为40km及以上的专用线路,并将这种发电机—变压器—线路单元连接到距其最近的枢纽变电所的母线上,这样可避免发电厂母线上容量过份集中,从而达到降低发电厂母线处短路电流的目的。 为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流,可采用部分变压器中性点不接地的运行方式,还可采用星形—星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。 在降压变电所内,为了限制中压和低压配电装置中的短路电流,可采用变压器低压侧分列运行方式;在输电线路中,也可采用分列运行的方式。在这两种情况下,由于阻抗大,可以达到限制短路电流的目的,不过为了提高供电可靠性,应该加装备用电源自动投入装置。 对环形供电网,可将电网解列运行。电网解列可分为经常解列和事故自动解列两种。电网经常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或母线分段上,并将母线联络断路器或母线分段断路器断开运行,这样可显著减小短路电流。电网事故自动解列,是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器或分段断路器闭合运行,当发生短路时由自动装置将母线(或分段) 断路器断开,从而达到限制短路电流的目的。 2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器 在大容量发电厂中为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器,在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。为了限制6~10 kV配电装置中的短路电流,可以在母线上装设分段电抗器。分段电抗器只能限制发电机回路、变压器回路、母线上发生短路时的短路电流,当在配电网络中发生短路时则主要由线路电抗器来限制短路电流。 3 采用线路电抗器 线路电抗器主要用于发电厂向电缆电网供电的6~10kV配电装置中,其作用是限制短路电流,使电缆网络在短路情况下免于过热,减少所需要的开断容量。 4 采用微机保护及综合自动化装置 从短路电流分析可知,发生短路故障后约0.01s时间出现最大短路冲击电流,采用微机保护仅需0.005s就能断开故障回路,使导体和设备避免承受最大短路电流的冲击,从而达到限制短路电流的目的。

110KV变电站负荷及短路电流计算及电气设备的选择及校验

第一章短路电流计算 1、短路计算的目的、规定与步骤 1.1短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的电气设计中,短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面: 在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案,或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算。 在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算。例如:计算某一时刻的短路电流有效值,用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值;计算短路后较长时间短路电流有效值,用以校验设备的热稳定;计算短路电流冲击值,用以校验设备动稳定。 在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。 1.2短路计算的一般规定 (1)计算的基本情况 1)电力系统中所有电源均在额定负载下运行。 2)所有同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)。 3)短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。 4)所有电源的电动势相位角相等。 5)应考虑对短路电流值有影响的所有元件,但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用,仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。

(2)接线方式 计算短路电流时所用的接线方式,应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式),不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 1.3 计算步骤 (1)画等值网络图。 1)首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。 2)选取基准容量d S 和基准电压c U (一般取各级电压的1.05倍)。 3)将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。 4)绘制等值网络图,并将各元件电抗统一编号。 (2)选择计算短路点。 (3)化简等值网络:为计算不同短路点的短路值,需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络,并求出各电源与短路点之间的总电抗的标幺值*X ∑。 (4)求计算无限大容量系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值(3)*k I 。 (5)计算三相短路电流周期分量有效值(3)k I 和三相短路容量(3)k S 。 2、参数计算及短路点的确定 基准值的选取:100d S MVA = 2.1变压器参数的计算 (1)主变压器参数计算 由表查明可知:12%U =10.5 13%U =18 23%U =6.5 MVA S N 75=

第三章 短路电流及其计算习题及答案

第三章短路电流及其计算习题及答案 3—1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害? 解: 短路是不同相之间,相对中线或地线之间的直接金属性连接或经小阻抗连接. 短路种类有三相短路,两相短路,单相短路和两相接地短路. 短路的原因主要有设备长期运行,绝缘自然老化,操作过电压,雷电过电压,绝缘受到机械损伤等. 短路的危害: 1 短路产生很大的热量,导体温度身高,将绝缘损坏. 2 短路产生巨大的电动力,使电器设备受到机械损坏 3 短路使系统电压严重减低,电器设备正常工作受到破坏. 4 短路造成停电,给国家经济带来损失,给人民生活带累不便. 5严重的短路将影响电力系统运行的稳定性,使并联运行的同步发电机失去同步,严重的可能造成系统解列,甚至崩溃. 6 单相短路产生的不平横磁场,对附近的通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰,影响其正常工作. 3-2.什么叫无限大容量系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时,可将电源看做无限大容量系统? 答:无限大容量系统的指端电压保持恒定,没有内部阻抗和容量无限大的系统.它的特征有:系统的容量无限大.系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上,任何电力系统都有一个确定的容量,

并有一定的内部阻抗.当供配电系统容量较电力系统容量小得多,电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%,或短路点离电源的电气距离足够远,发生短路时电力系统母线降低很小,此时可将电力系统看做无限大容量. 3-3无限大容量三相短路时,短路电流如何变化? 答:三相短路后,无源回路中的电流由原来的数值衰减到零;有源回路由于回路阻抗减小,电流增大,但由于回路内存在电感,电流不能发生突变,从而产生一个非周期分量电流,非周期分量电流也不断衰减,最终达到稳态短路电流。短路电流周期分量按正弦规律变化,而非周期分量是按指数规律衰减,最终为零,又称自由分量。 3-4 产生最严重三相短路电流的条件是什么? 答:(1)短路前电路空载或cosΦ=1; (2)短路瞬间电压过零,t=0时a=0度或180度; (3)短路回路纯电感,即Φk=90度。 3-5 什么是次暂态短路电流? 什么是冲击短路电流? 什么是稳态短路电流? 它们与短路电流周期分量有效值有什么关系? 答: 次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值. 冲击短路电流是短路全电流的最大瞬时值. 高压系统Ksh=1.8,ish=2.55I″,Ish=1.51I″,低压系统Ksh=1.3,ish=1.84I″,Ish=1.09I″稳态短路电流是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流.无限大容量系统I″=IP= I∞,高压系统ish=2.55I″,Ish=1.51I″,低压系统

3短路电流及其计算课后习题解析

习题和思考题 3-1.什么叫短路短路的类型有哪些造成短路故障的原因有哪些短路有哪些危害短路电 流计算的目的是什么 答:所谓短路,就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接,如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路,其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中,发生单相接地短路的几率最大,发生三相对称短路的几率最小,但通常三相短路的短路电流最大,危害也最严重,所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有: (1)电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 (2)运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关(内部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置),检修后忘拆除地线合闸等; (3)自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘,大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时,由于短路回路中的阻抗大大减小,短路电流与正常工作电流相比增加很大(通常是正常工作电流的十几倍到几十倍)。同时,系统电压降低,离短路点越近电压降低越大,三相短路时,短路点的电压可能降低到零。因此,短路将会造成严重危害。 (1)短路产生很大的热量,造成导体温度升高,将绝缘损坏; } (2)短路产生巨大的电动力,使电气设备受到变形或机械损坏; (3)短路使系统电压严重降低,电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比,当电压降低时,其转矩降低使转速减慢,造成电动机过热而烧坏; (4)短路造成停电,给国民经济带来损失,给人民生活带来不便; (5)严重的短路影响电力系统运行稳定性,使并列的同步发电机失步,造成系统解列,甚至崩溃; (6)单相对地短路时,电流产生较强的不平衡磁场,对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰,影响其正常工作。 计算短路电流的目的是:

限制短路电流的方法

限制短路电流的方法 1.选择适当的主接线形式和运行方式 (1)对具有大容量机组的发电厂中采用单元接线; (2)在降压变电所中,可采用变压器低压侧分列运行方式,即所谓母线硬分段接线; (3)对具有双回路电路,在负荷允许条件下可按单回路运行; (4)对环形供电网络,可在环网中穿越功率最小处开环运行。 2.加装限流电抗器 (1)加装普通电抗器 1)出线端加装出线电抗器用来限制电缆馈线支路短路电流。它只能在电抗器后面临近点短路时才有限制短路电流的作用。通常在架空线路上不装设电抗器。 线路电抗器不仅限制短路电流,而且能在母线上能维持较高的剩余残压(大于65%UN)。通常线路电抗器的百分电流值为3%~6%。 2)母线电抗器装设在母线分段的地方,其目的是让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择,不因短路电流过大而升级。 一般设计主接线时,为了限制发电机电压母线短路电流,应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及主变压器回路中安装电抗器,只有经过计算认为限制效果不够时,才考虑装设线路电抗器。一般当电厂和系统容量较大时,两种电抗器都需要安装。为了运行操作方便和减小母线各段之间电压差,母线分段不宜超过三段,母线电抗器的电抗百分值应取8%~12%。 (2)分裂电抗器 分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似,只是线圈中心有一个抽头3,中间抽头一般用来连接电源、两个分支(又称两臂)和用来连接大致相等的两组负荷。 当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时,两者在短路时的限流作用一样,但正常运行时电压损失只有普通电抗器的一半,而且比普通电抗器多供一倍的出线,减少了电抗器的数目。 运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时,将引起两臂电压偏差,造成电压波动,甚至可能出现过电压。所以一般分裂电抗器的电抗百分值取8%~12%。 分裂电抗器在主接线中,可以装设在电缆馈线上,每个臂可以接一回出线或几回出线。分裂电抗器串接在发电机回路中,不仅起着出线电抗器的作用,而且也起着母线电抗器的作用。 3.采用分裂低压绕组变压器 当发电机容量较大时,采用分裂低压绕组变压器组成扩大单元接线。分裂绕组变压器在正常工作和低压侧短路时其电抗值不相同,从而起到限制短路电流效果。 低压分裂绕组正常运行时的电抗值,只相当两分裂绕组短路电抗的1/4。当一

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