交流电网短路电流计算
电网短路电流计算(发电机并网)
电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)电网(diànwǎng)短路电流计算(发电机并网)短路(du ǎnl ù)电流计算书（发电机并网(b ìn ɡ w ǎn ɡ)）一、原始数据系统(x ìt ǒng)阻抗标么值为0.0122（最大运行(y ùnx íng)方式），0.0428（最小运行(y ùnx íng)方式） 取基准容量，基准电压（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下： （1） 发电机G1~G2：，，（2） 主变压器1T~2T ，（3） 辅助变压器 3T~4T ，9%=k U（4） 厂用变压器5T~8T ，9%=k U三、各元件阻抗参数计算 发电机（G1~G2）：1.4857主变压器（1T~2T ）：辅助变压器（5T ）：e jk T S S U X ⨯=100% 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 四、电气主接线图五、阻抗(zǔkàng)系统图六、短路(duǎnlù)电流计算（1）求计算(jì suàn)电抗及查表求电流标幺值对于(duìyú)无限大容量系统：对于发电机(有限容量系统(xìtǒng))：先求计算电抗，再查表得到电流标幺值It（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值短路电流短路容量对于发电机(有限容量系统)：电流(diànliú)基准值(归算到短路点)短路(duǎnlù)电流短路(duǎnlù)容量冲击(chōngjī)电流，在实用计算中，当短路发生(fāshēng)在发电机电压母线时，取；短路发生在发电厂高压侧母线时，取；在其他地点短路时，取.全电流系数1.1系统S出口6.6KV母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下：最大运行方式：最小运行方式：1）系统S供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值：起始短路容量：短路电流冲击值：式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1Ksh最小运行方式：短路电流周期分量起始值：起始短路(du ǎnl ù)容量：短路电流(di ànli ú)冲击值：式中，因为短路(du ǎnl ù)发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2)发电机G1供给(g ōngj ǐ)K1点的短路(du ǎnl ù)电流： 最大运行方式： 根据的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：4.75，3.0换算到35kV 的发电机额定电流为 所以短路电流周期分量起始值：稳态短路电流有效值： 起始短路容量： 短路电流冲击值：最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
短路电流计算公式
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 (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(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 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, , , ,, KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3因为S=*U*I 所以 IJZ (KA)44(2)标么值计算容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取所以IC =冲击电流峰值: ic =* Id*KC= Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取这时:冲击电流有效值IC =*Id(KA)冲击电流峰值: ic = Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
短路电流计算
在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
阻抗公式Z= R+j ( XL–XC)说明负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后统称“阻抗”，写成数学公式即是：[1]阻抗Z= R+j( XL – XC) 。
其中R为电阻，XL为感抗，XC为容抗。
如果( XL– XC) > 0，称为“感性负载”；反之，如果( XL – XC) < 0称为“容性负载”。
短路电流计算方法一、高压短路电流计算（标幺值法）1、基准值选择功率、电压、电流电抗的基准值分别为、、、时，其对应关系为：为了便于计算通常选为线路各级平均电压；基准容量通常选为100MVA。
由基准值确定的标幺值分别如下：式中各量右上标的“*“用来表示标幺值，右下标的“d”表示在基准值下的标幺值。
2、元件的标幺值计算（1）电源系统电抗标幺值—电源母线的短路容量（2）变压器的电抗标幺值由于变压器绕组电阻比电抗小得多，高压短路计算时忽略变压器的绕组电阻，以变压器的阻抗电压百分数（%）作为变压器的额定电抗，故变压器的电抗标幺值为：—变压器的额定容量，MVA（3）限流电抗器的电抗标幺值%—电抗器的额定百分电抗—电抗器额定电压，kV —电抗器的额定电流，A（4）输电线路的电抗标幺值已知线路电抗，当=时—输电线路单位长度电抗值，Ω/km3、短路电流计算计算短路电流周期分量标幺值为—计算回路的总标幺电抗值—电源电压标幺值，在=时，=1=短路电流周期分量实际值为=对于电阻较小，电抗较大（<1/3）的高压供电系统，三相短路电流冲击值=2.55三相短路电流最大有效值=1.52(=100MVA)）基准电压）基准电流二、低压短路电流计算（有名值法）1.三相短路电流2.两相短路电流3.三相短路电流和两相短路电—三相短路电流，A—两相短路电流，A—变压器二次侧的额定电压，对于127、380、660和1140V电网分别为133、400、690和1200V。
短路电流计算公式
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 (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(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 MVA基准电压 UJZ规定为8级. 230, 115, 37, , , ,, KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3因为S=*U*I 所以 IJZ (KA)44(2)标么值计算容量标么值 S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值 U*= U/UJZ ; 电流标么值 I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取所以IC =冲击电流峰值: ic =* Id*KC= Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取这时:冲击电流有效值IC =*Id(KA)冲击电流峰值: ic = Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
电网短路电流计算
高压电网的短路电流计算
总结词
需要特殊考虑
详细描述
在高压电网中，由于电压等级较高，短路电 流的计算需要考虑更多的因素。例如，需要 考虑到线路电抗、变压器阻抗、电容效应等 。此外，还需要考虑不同地区的电网特性，
以确保计算的准确性和可靠性。
05
短路电流计算的软件应 用
PSS/E软件介绍
全球领先的电力系统仿真软件
叠加原理是线性电路的基本性质之一，它指出多个电源共同 作用时，电路中某点的电压或电流等于各个电源单独作用于 电路所产生的电压或电流的代数和。
详细描述
叠加原理适用于线性电路中多个电源共同作用的情况。根据 叠加原理，可以分别计算各个电源单独作用于电路所产生的 电压或电流，然后将它们叠加起来得到总电压或总电流。
短路电流的危害
01
02
03
设备损坏
短路电流可能导致电气设 备过热、电动力效应，造 成设备损坏。
系统稳定性受影响
短路电流可能导致系统电 压骤降，影响电力系统的 稳定性。
保护装置误动作
过大的短路电流可能触发 继电保护装置误动作，导 致正常线路跳闸。
短路电流计算的重要性
设备选型
通过短路电流计算，可以 合理选择电气设备，确保 其承受短路电流的能力。
系统规划
短路电流计算是电力系统 规划的重要依据，有助于 合理配置电网结构。
保护策略制定
通过短路电流计算，可以 制定有效的继电保护策略， 提高系统安全性和稳定性。
02
短路电流计算的基本原 理
欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析的基本定律之一，它描述了电路中电压、电流和电阻之间 的关系。
详细描述
欧姆定律指出，在纯电阻电路中，流过导体的电流与导体两端的电压成正比， 与导体的电阻成反比。公式表示为：I=U/R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
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。
三相交流系统短路电流计算
Z∑ R∑2 X∑2 为短路电路的总阻抗[模];
k arctan( X∑ / R∑) 为短路电路的总阻抗角;
L∑/R∑ 为短路电路的时间常数;
C为积分常数,由电路初始条件(T=0)来确定.
当t=0时,由于短路电路存在着电感,因此电路电流不
计算短路电流时，电路的电容不加以考虑。
2、基准值的选择
按标么值法进行计算时，一般是先选定基准容量 Sd
和基准电压 Ud ，基准容量，工程设计中
通常取 Sd 100MVA
基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压，
即 Ud Uc
选定了基准容量和基准电压后，基准电流按下式计
算：
一）、概述
进行短路电流计算，首先要绘制出计算电路图，在计 算电路图上，将要考虑的各元件的额定参数都表示出 来，并将各元件依次标号，然后确定短路计算点。
其次，根据选择的短路计算点绘制出等效电路图，并 计算短路电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上， 只需要将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表 示出来，并表明其序号和阻抗之值，一般是分子标序 号，分母标阻抗值。然后将等效电路化简，求出短路 电路的等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
此外，电力系统中，发生单相短路的几率 最大，而发生三相短路的可能性最小。但 从用户这方面说，一般是三相短路的电流 最大，造成的危害也最为严重。为了使电 力系统的电气设备在最严重的短路状态下 也能可靠工作，在选择和校验电气设备用 的短路计算中，常以三相短路计算为主。
二）、采用标么制法计算高压网络系统短路电流
Ish
I I 2
2
电网短路电流计算(发电机并网)
短路电流计算书（发电机并网）一、原始数据系统阻抗标么值为0.0122（最大运行方式），0.0428（最小运行方式）取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下：（1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ，13%''=d X（2） 主变压器1T~2TMVA S S T T 921==，9%=k U（3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算发电机（G1~G2）： φcos /100''e j dG P S X X ⨯= =⨯==8.0/71001001321G G X X 1.4857 主变压器（1T~2T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 19100100921=⨯==T T X X 辅助变压器（5T ）： ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：ejk T S S U X ⨯=100% 5.42100100943=⨯==T T X X 四、电气主接线图五、阻抗系统图六、短路电流计算（1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I *对于无限大容量系统：01CI I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗**Gejs m jS X X S =⨯，再查表得到电流标幺值t I *（2）计算短路电流、冲击电流和短路容量对于无限容量系统：电流基准值b S I =短路电流0"b I I I I *∞==⨯ 短路容量"j C CS S X*=对于发电机(有限容量系统)：电流基准值(归算到短路点)Gb I =短路电流t t Gb I I I *=⨯短路容量""C av S U I =冲击电流''2I K i sh sh =，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取9.1=sh K ；短路发生在发电厂高压侧母线时，取85.1=sh K ；在其他地点短路时，取8.1=sh K .全电流系数2)1(21-+sh K1.1系统S 出口6.6KV 母线k1 点短路（1）系统及其等值网络的化简各电源的计算电抗如下： 最大运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0122.01/==X X S js最小运行方式：2175.01008.0/74857.2.1131/=⨯=⨯=j G G js S S X X 2175.01008.0/74857.2.2142/=⨯=⨯=j G G js S S X X 0428.01/==X X S js1） 系统S 供给K1点的短路电流：最大运行方式:短路电流周期分量起始值： )(2265.1350122.013531001''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量： )(7213.81960122.01001"MVA X S S j S===短路电流冲击值： )(3543.3632265.1359.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 最小运行方式：短路电流周期分量起始值：)(5415.380428.0135310012''kA X I I I S=⨯⨯===∞起始短路容量：)(4486.23360428.010012"MVA X S S j S===短路电流冲击值：)(5612.1035415.389.122''kA I K i S sh sh =⨯⨯==式中，因为短路发生在发电机电压母线，取9.1=sh K 2) 发电机G1供给K1点的短路电流： 最大运行方式：根据1/G js X 的值，可以从汽轮发电机计算曲线数字表中查得各电流的标幺值为发电机G1：==0*"*I I 4.75，=∞*I 3.0 换算到35kV 的发电机额定电流为)(1443.035311kA S I G b G =⨯=所以短路电流周期分量起始值：)(6856.01443.075.41"*''1kA I I I b G G =⨯==稳态短路电流有效值：)(6854.01443.075.41*1kA I I I b G G =⨯==∞∞起始短路容量：)(5623.416856.03533''1''1MVA I U S G av G =⨯⨯== 短路电流冲击值：)(8422.16856.09.122"11kAI K i G sh G sh =⨯⨯==• 最小运行方式：计算过程和结果与最大运行方式相同。
短路电流的计算方法
X
k
arctg R
XL
Tfi R R
R2 X 2
C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周
期分量的初始值
。i fi 0
LOGO
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突变，
则短路前瞬间（用下标0－表示）的电流i0－应该等于短 路发生后瞬间（用下标0＋表示）的电流i0＋，将t＝0分
RL
XL
式中：
I M—— 短路前电流的幅值
a)
I M
Um
/
( R R )2 ( X X )2
—0 — 短路前回路的阻抗角 0 arctg( X X ) /( R R )
—— 电源电压的初始相角，亦称合闸角；
R∑
2、短路时
短路后电路中的电流应满足： u G
别代入短路前后的电流表达式,可得
C
I M
sin(
0
)
I PM
sin(
k
)
因此，短路的全电流为
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0) IPM sin( k )e
t
ik iz ifi IPM sin(t k ) IM sin( 0 ) IPM sin(LOGOk ) e
无穷大容量系统三相短路暂态过程1正常运行rlxldtdi短路的全电流可以用下式表示短路电流周期分量的幅值短路后回路的阻抗角短路回路时间常数积分常数由初始条件决定即短路电流非周期分量的初始值fipmlogo由于电路中存在电感而电感中的电流不能突变则短路前瞬间用下标0表示的电流i应该等于短路发生后瞬间用下标0表示的电流i别代入短路前后的电流表达式可得因此短路的全电流为fipm正常运行状态001s暂态稳态izifi3
短路电流计算计算方法
短路电流计算>计算方法短路电流计算>计算方法短路电流计算方法一、高压短路电流计算（标幺值法）1、基准值选择功率、电压、电流电抗的基准值分别为、、、时，其对应关系为：为了便于计算通常选为线路各级平均电压；基准容量通常选为100MVA。
由基准值确定的标幺值分别如下：式中各量右上标的“*“用来表示标幺值，右下标的“d”表示在基准值下的标幺值。
2、元件的标幺值计算（1）电源系统电抗标幺值—电源母线的短路容量（2）变压器的电抗标幺值由于变压器绕组电阻比电抗小得多，高压短路计算时忽略变压器的绕组电阻，以变压器的阻抗电压百分数（%）作为变压器的额定电抗，故变压器的电抗标幺值为：—变压器的额定容量，MVA（3）限流电抗器的电抗标幺值%—电抗器的额定百分电抗—电抗器额定电压，kV —电抗器的额定电流，A（4）输电线路的电抗标幺值已知线路电抗，当=时—输电线路单位长度电抗值，Ω/km3、短路电流计算计算短路电流周期分量标幺值为—计算回路的总标幺电抗值—电源电压标幺值，在=时，=1=短路电流周期分量实际值为=对于电阻较小，电抗较大（<1/3）的高压供电系统，三相短路电流冲击值=2.55 三相短路电流最大有效值=1.52常用基准值(=100MVA)电网额定电压（kV）3.06.010.035.060.0110基准电压（kV）3.156.310.53763115基准电流（kA）18.39.165.51.560.920.502二、低压短路电流计算（有名值法）1.三相短路电流2.两相短路电流3.三相短路电流和两相短路电流之间的换算关系4.总电阻和总电抗5.系统电抗6.高压电缆的阻抗7.变压器的阻抗8.低压电缆的电阻和电抗—三相短路电流，A—两相短路电流，A—变压器二次侧的额定电压，对于127、380、660和1140V电网分别为133、400、690和1200V。
、—分别为短路回路中一相的总电阻和总电抗，。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输配电技术电子课件
(5) 短路功率 短路功率又称为短路容量，它等于短路电流有 效值同短路处的正常工作电压（一般用平均额定电 压）的乘积。 三相视在功率可以表示为
Sk 3Uav I k
S k 三相短路容量 U av 短路点所在线路的平均 额定电压 I k 短路电流
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
求短路电流的基本原理
• 通过对短路电流暂态过程的分析可知，在无限大容 量电源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周 期分量是不变的，因此它的有效值也是不变的。 • 如下图: (三相对称化归一相计算)
k ——短路后回路的阻抗角，
I pm——短路电流周期分量的幅值， I pm U phm / R 2 L 2
K arctan L / R
X
输配电技术电子课件
短路电流波形
• 黄色曲线为 短路电流波 形，
• 单调下降曲 线为非周期 分量。
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
输配电技术电子课件
交流电网短路电流计算
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
交流电网短路电流计算
短路的基本概念 无限大容量供电系统三相短路分析 无限大容量供电系统三相短路电流计算 两相和单相短路电流计算 大功率电动机对短路电流的影响 短路电流的电动力效应及热效应
©中国矿业大学电力工程学院
X
(3) 短路冲击电流
短路冲击电流为短路全电流的最大瞬时值。
0.01 Tk
ish ik (t 0.01s ) I pm cos( 0.01) I pm e I pm (1 e
0.01 / Tk
) 2 K sh I pe
式中ksh称为短路电流冲击系数，
K sh 1 e0.01/ Tk
(1) 短路电流周期分量有效值
根据I ph U m /
2 Rk (Lk ) 2，可以求得
短路电流周期分量为 I pe I pm / 2
为了简化计算，取电源电压为电网平均额定电压，则短 路周期分量的有效值为：
I pe U av / Zk
©中国矿业大学电力工程学院
3Z k
其中U av 1.05 UN
分析过程基本假设 忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的元件 参数恒定 忽略元件的电阻R，只考虑元件的电抗X，当 R=X/3时，忽略电阻，误差仅增大5%。
假设R X / 3 不忽略电阻时三相短路 电流I 忽略电阻时三相短路电 流I U 3 R2 X 2 U 1.05I 3X U 9 U 0.95 10 3X 3X
©中国矿业大学电力工程学院 X
输配电技术电子课件
第三节 无限大容量供电系统三相 短路电流计算
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
无限大容量系统发生三相短路时，只要求 出短路电流周期分量有效值，就可以计算有关 短路的所有物理量。而短路电流周期分量可以 由电源电压及短路回路的等值阻抗计算。
输配电技术电子课件
第一节 短路的基本概念
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
一、短路的定义
• 短路的定义
– 所谓短路是指电力系统中不等电位的导体在电气 上被短接，包括带电部分与大地(包括设备的外壳、 变压器的铁芯、低压线路的中线等)之间，以及不 同相之间的短接。(相与相或相与地短接) • 这种短接可能是通过小阻抗的回路，或者是电弧的 形式形成。 • 在中性点非有效接地系统中，短路故障主要是各种 相间短路，而单相接地不会造成短路，属于一种运 行障碍。
I sh 1 2( K sh 1) 2 I pe
在工矿企业高压供电系统中通常取ksh =1.8；
ish 2.55I pe
I sh 1.52I pe
低压供电系统中如容量为以下车间变电所的出口处发生短 路，常取ksh =1.3。
ish 1.84I pe
©中国矿业大学电力工程学院
I sh 1.09I pe
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
(2) 短路全电流有效值
短路全电流 有效值是指时间t为中心的一个周期内，短路 全电流瞬时值的均方根值即
It
I
2 pe.t
I
2 ap .t
I ap.t 非周期分量有效值
I pe.t 周期分量有效值
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
X
输配电技术电子课件
短路后电路为：
该方程为一 阶非齐次常 微分方程
短路后电路中的电流应满足：
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
短路的全电流可以表示为：
式中：i pe ——微分方程的特解，称周期分量
iap ——微分方程的齐次方程的解，称非周期分量
iap.0 ——非周期分量的初始值
©中国矿业大学电力工程学院
输配电技术电子课件
三、短路类型
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
四、短路危害
短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备 过热损坏 ； 短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形 或严重损坏 ； 短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常 工作 ； 短路可能使电力系统的运行失去稳定 ； 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系 统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
X
©中国矿业大学电力工程学院
输配电技术电子课件
• 产生最大短路电流的条件
• 短路前供电回路空载或者 cos 1 • 短路瞬间电压过零，及t=0时， 0 或者180°
• 短路回路阻抗为纯电抗性质，即 k 90
©中国矿业大学电力工程学院
X
输配电技术电子课件
三、三相短路的有关物理量
式中ksh称为短路电流冲击系数，1≤ ksh ≤2。 对于纯电阻性电路ksh =1； 对于纯感性电路ksh =2；
X
©中国矿业大学电力工程学院
输配电技术电子课件
短路冲击电流的有效值Ish是指短路后第一个周 期的短路电流全电流的有效值，
I sh I
2 pe ( 0.01)
I
2 ap ( 0.01)
最大三相短路电流
• 产生最大短路电流的条件
因此，当供电回路为空 最大三相短路电流是指 载 Im=0或者cosψ=1时，Im 最大短路电流瞬时值。由 与横轴重合。电源电压过 ik的公式可以知道，短路 零（电源电压与横坐标重 电流瞬时值最大的条件就 合）时短路，而且短路回 是短路电流非周期分量初 路为纯感性，则短路电流 始值最大的条件。 非周期初始值最大 短路电流非周期初始 值既与短路前的负载情况 有关，又与短路发生时刻、 短路后回路性质有关。
©中国矿业大学电力工程学院 X Nhomakorabea输配电技术电子课件
二、短路原因
• 引起绝缘损坏的原因： – 过电压 – 绝缘的自然老化和污秽 – 运行人员维护不周 – 直接的机械损伤 • 电力系统其他一些故障也可能导致短路： – 输电线路断线和倒杆事故 – 运行人员违章操作 – 鸟和小动物等跨接裸导体等
©中国矿业大学电力工程学院 X
X
©中国矿业大学电力工程学院
输配电技术电子课件
五、短路的预防和限制措施
认真执行运行规程，不断学习以提高电业人员的素 质。严格遵守操作技术规程和安全规程，避免误操 作；在短路发生时，采取有效的措施将短路的影响 限制在最小的范围内。 作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和 预防。 采用快速动作的继电保护和断路器，迅速隔离故障。 使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。 增大短路回路的阻抗，如在电路中装设限流电抗器 等。
©中国矿业大学电力工程学院 X
输配电技术电子课件
内容回顾
第一节 短路的基本概念 一、短路的定义 二、短路原因 引起绝缘损坏的原因： 过电压 绝缘的老化和污染 维护不周 机械损伤 电力系统其他一些故障原因 线路断线和倒杆 违章操作 鸟和小动物等跨接裸导体等 三、短路类型 三相短路 两相短路 两相接地短路 单相接地短路 四、短路危害 五、短路的预防和限制措施
X
©中国矿业大学电力工程学院
输配电技术电子课件
六、计算短路电流的目的 校验电气设备和载流导体的热稳定性和机械强度 设置和整定继电保护装置 确定限流措施 确定合理的主接线方案和运行方式 第二节 无限大容量供电系统三相短路分析 一、无限大容量电源概念 内阻为零 端电压恒定不变 短路电流周期分量恒定不变 电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源看作无限大容 量供电系统
I phm U phm / ( R Rlo ) 2 (l Llo ) 2
正常运行电流为：
I phm －短路前电流的幅值 式中：
－短路前回路的阻抗角
arctg (L Llo ) /( R Rlo )
－电源电压的初始相角，亦称合闸角；
©中国矿业大学电力工程学院
©中国矿业大学电力工程学院 X
输配电技术电子课件
二、短路过程分析 基本过程 正常运行 -->发生短路 -->电流突然增大 -->稳定新值 无限大电源容量的暂态过程 正常运行电压、电流 短路后电路中的电流方程 短路电流波形 最大三相短路电流 三、三相短路的有关物理量 (1) 短路电流周期分量有效值 I pe U av / 3Z k 2 2 I I I (2) 短路全电流有效值 t pe.t ap .t 0.01/ Tk ish I pm (1 e ) 2 K sh I pe (3) 短路冲击电流 I k I pe I U av / 3Z K (4)稳态短路电流有效值 Sk 3Uav I k (5) 短路功率