注电考试最新版教材-第65讲 第三十四章:短路电流计算与分析

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短路电流计算

短路电流计算

I k'' 2 0.866 I k'' 3
②两相稳态短路电流值 Ik 3(kA)
I k 2 0.866 I k 3
(4) 单相接地电容电流计算: 电网中的单相接地电容电流由电力线路和变电所中的电气设备两部分的电容 电流组成 。 电缆线路的单相接地电容电流(A): 电缆线路的单相接地电容电流
②三相稳态短路电流:
I k 1 I k'' 1 3.08kA
③三相短路电流峰值及全电流最大有效值: ③三相短路电流峰值及全电流最大有效值
i p 3 2.55I k'' 1 2.55 3.08 7.85kA I p 3 1.51I k'' 1 1.51 3.08 4.65kA k
高低压系统短路电流计算示例 已知电力系统电源的短路容量为500MVA,架空线路长度为5kM,忽略其电阻,其 Pk 7.5kW ukr % 4.5 , 单位电抗值为 x0 0 .35 / km ,变压器额定容量为800kVA, ,低压线路长度为40m 低 线路长度为 ,其单位电阻值为 其单位电 值为ro 0.240m / m ,单位电抗值为 单位电抗值为 xo 0.076m / m 。试求变电所10kV母线上k-1点短路和低压380V线路上K-2点短路 的三相短路电流和短路容量。 架空线路长度为5kM K-1 S11-800 380V 低压线路长度为40kM K-2
G
10kV 计算过程: 1.求K-1点的三相短路电流和短路容量( Un1 10kV ) (1)确定基准值。取基准容量:Sd 100MVA ,基准电压: Ud 1.05Un1 10.5kV。 (2)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗。 ①电力系统的电抗:

电力设备的短路电流计算与分析

电力设备的短路电流计算与分析

电力设备的短路电流计算与分析电力设备的短路电流计算与分析是电力系统中一个重要的工程问题,对保障电力设备的安全运行和系统的稳定性具有重要意义。

本文将就短路电流的定义、计算方法以及短路电流对电力设备的影响等方面展开论述,以期对读者有所启发。

一、短路电流的定义短路电流是指在电力系统中,当系统中某一点出现故障时,由于电流的自动产生,电流从高压侧短路至低压侧的现象。

短路电流的大小与电力系统的电压、电容、电阻等因素有关,它是计算电力设备的过载能力和抗短路能力的重要参考依据。

二、短路电流的计算方法1. 对称短路电流计算:对称短路电流是指三相电流都相等的短路电流。

根据对称短路电流的计算方法,可以通过使用电路图、节点分析法、KVL和KCL等方法进行计算。

2. 不对称短路电流计算:不对称短路电流是指三相电流不相等的短路电流。

对于不对称短路电流的计算,需要考虑电力系统的各种参数,例如电抗器、变压器、电容器等。

常用的计算方法有改进的对称分量法、有限元法、直流等效法等。

三、短路电流对电力设备的影响1. 短路电流对发电机的影响:短路电流会导致发电机产生巨大的电机力矩,对机组设备和轴承产生较大的力矩影响,从而影响机组的可靠性和运行稳定性。

2. 短路电流对变压器的影响:短路电流会导致变压器的电磁力瞬时增大,使变压器的线圈、磁心受力加剧,从而影响变压器的可靠性和安全运行。

3. 短路电流对开关设备的影响:短路电流通过开关设备时,会产生较大的电流和电弧,对开关设备的触头、隔离机构和弹簧等引起较大的机械应力,增加开关设备损坏的风险。

4. 短路电流对电缆的影响:短路电流通过电缆时,由于电流的瞬时增大,会导致电缆的电介质击穿,引发短路故障。

四、短路电流分析在电力设备设计中的应用1. 电力设备选型:通过对短路电流的计算和分析,可以了解电力设备的额定电流和额定短时电流冲击能力,从而选择合适的电力设备以满足系统的要求。

2. 电网规划与改造:短路电流分析可以为电网的规划和改造提供依据,以满足电力系统对电力设备的容错能力和抗干扰能力需求。

短路电流的计算及步骤

短路电流的计算及步骤

短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤:1、首先绘出计算电路图2、接着,按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法:1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。

电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。

可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。

图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量(U=10.5KV)(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗:由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗:由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图,如图1-2(a)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 短路等效电路图(欧姆法)(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量(U=0.4KV)1)电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗:由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图,如图5-2(b)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表,如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。

短路电流计算教学课件

短路电流计算教学课件

计算步骤
逐步演示短路电流的计算 过程,包括各个参数的计 算和最终的短路电流计算 。
计算结果分析
结果展示
展示计算得到的短路电流值,并对比 其他相关标准或规范的要求。
结果解读
分析计算结果的含义和解释,说明短 路电流的大小对电力系统的影响和可 能产生的后果。
实例总结与启示
实例总结
回顾整个实例的计算过程和分析结果,强调短路电流计算的 重要性和应用。
03
短路电流的的影响因素及 降低措施
影响短路电流的因素
系统阻抗
包括电源内阻、线路阻抗、变 压器阻抗等,系统阻抗越大, 短路电流越小。
接地方式
不同的接地方式会影响故障点 的阻抗,从而影响短路电流的 大小。
系统电压
系统电压的高低直接影响短路 电流的大小,电压越高,短路 电流越大。
运行方式
不同的系统运行方式,如并列 运行、分列运行等,会对短路 电流产生影响。
短路电流的防护措施
学习如何选择合适的电气设备、导线截面以及保护装置,以预防和 控制短路电流的危害。
学习方法建议
1 2 3
理论学习与实践操作相结合
在学习短路电流计算的理论知识的同时,结合实 际案例进行操作练习,加深对知识点的理解和掌 握。
多渠道获取学习资源
除了教材和教学课件,学生还可以通过网络、图 书馆等途径获取相关的学习资料和辅导书籍,拓 宽学习视野。
短路电流计算的基本原理
欧姆定律应用
在已知电路阻抗和电压条件下 ,通过欧姆定律可计算短路电
流。
等效电路法
将复杂的电路简化为等效电路 ,便于计算分析。
对称分量法
对于不对称故障,通过对称分 量法将电流分解为正序、负序 和零序分量,分别计算后再合 成。

注电考试最新版教材-第64讲 第三十三章及第三十四章

注电考试最新版教材-第64讲 第三十三章及第三十四章

33.2.2 利用电容器进行电压调整33.2.2.1 选择静电电容器作为并联补偿设备改变电力网无功分布的具体做法:在输电线路末端靠近负荷处装设并联电容器或调相机。

例:令:补偿前后G U 不变。

分析:未装无功补偿设备时:''A GAGA A G U QX PR U U ++= , 'A U -折算至高压侧的低压电压 装无功补偿设备后:'')(Ac GA C GA AC G U X Q Q PR U U -++= 则:''A GA GA A U QX PR U ++'')(Ac GA C GA AC U X Q Q PR U -++= 故:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-='''''()(A GA GA AC GA GA A AC GA AC c U QX PR U QX PR U U X U Q 近似的:)('''A AC GA AC C U U X U Q -=补偿后低压侧实际电压为AC U ,则:2')(K K U U X U Q A AC GA AC C ⋅-=由上式可见,若要确定C Q ,则应先确定变压器变比K ,而K 的确定与补偿设备的类型有关 用静电电容器,最小负荷时电容器全部退出,最大负荷时全部投入。

用调相机时,最小负荷时吸收CN Q 21或(50%∽60%)CN Q ,最大负荷时发出CN Q 。

则:1) 用静电电容器:最小负荷确定K : AN AC AC t U U U U min .'min .min .=AN t U U K min.=最大负荷确定C Q :2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC C -=2) 用调相机:)('max .'max .'max .A AC GA AC CnU U X U Q -= 5.0(-~)U U (X U Q )6.0'min .A 'min .AC GA 'min .AC CN -=则:5.0(-~)U K U (U )U K U (U )U U (U )U U (U )6.0'max .A max .AC max .AC 'min .A min .AC min .AC 'max .A 'max .AC 'max .AC 'min .A 'min .AC 'min .AC -⋅-⋅=--= 用上式求出K ,然后选择合适的分接头,用下式求CN Q2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC CN ⋅-=实际计算步骤:① 计算出'max .A U ,'min .A U② 选择无功补偿装置类型③ 确定K (先确定变压器高压侧分接头)④ 计算C Q⑤ 验算电压偏移33.2.2 在线路中串联电容器进行调压第34 章 短路电流计算与分析34.1 电力系统短路分析的基本知识34.1.1 短路类型短路:是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况 三相短路:对称短路,危害最严重的短路。

短路电流计算

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。

短路电流的公式推导及计算

短路电流的公式推导及计算

二、短路的后果
短路时系统电流急剧增加,比正常电流大很多 ,电压大幅度下降,三相短路时短路点电压甚至 降到零。 1. 短路电流的热效应 2. 短路电流的力效应 3. 影响电气设备的正常运行 4. 破坏系统的稳定性 5. 造成电磁干扰
三、短路的种类
短路的类型 a)三相短路 b)两相短路 c)单相接地短路
d)两相接地短路
对称性短路:三相短路K(3):最严重短路故障
单相短路K(1):最常见短路故障 不对称性短路: 两相短路K(2)
两相接地短路K(1,1)
短路计算目的: ➢为采取限制短路电流的措施提供依据; ➢为正确选择和校验各种电气设备、载流导体和继电 保护装置提供依据,以防止故障的扩大,保证电力系 统的安全运行。
3.最严重三相短路 当非周期分量电流的初始值最大时,短路全电流
的瞬时值为最大,短路情况最严重。
➢非周期分量初值并不是固定的, 与短路时刻的初相位、短路前工 作电流等因素有关系。 ➢非周期分量的幅值 ,等于 相量 和 在纵轴上投影之差 。
通过分析可知,最严重三相短路条件为:
➢短路前空载(Im=0)或
则X1折算到第三段的标么值为:
➢结论:无论在哪一电压级发生短路,各段元件的标么值只 需用元件所在电压等级的平均额定电压作为基准电压来计 算,而无需再进行电压折算。
任何一个用标么值表示的量,经变压器变换后,数值不 变。 ➢不同电压等级的电力系统标幺值统一基准选择原则: ✓整个系统选择统一的容量基准
✓不同的电压等级选择不同的电压基准
当电阻R=0时
意味着短路电流非周期分量不衰减
当电抗X=0时
意味着不产生非周期分量 因此: 1<Ksh <2
✓在发电机端部短路时,取Ksh=1.9 ✓在高压电网中短路时,取Ksh=1.8 ✓在低压电网中短路时,取Ksh=1.3

短路电流的计算课件

短路电流的计算课件

计算短路电流的直流分量
总结词
短路电流的直流分量是指短路发生后,持续存在的直流电流分量。它对断路器的分断能 力和设备保护有影响。
详细描述
计算短路电流的直流分量需要考虑电源容量和短路点的位置等因素。通常使用电路分析 的方法来计算直流分量的大小,并考虑其对系统的影响。
PART 04
短路电流计算的实际应用
特点
短路电流通常很大,可以达到正常工 作电流的几十倍甚至几百倍,会对电 路和设备造成严重损坏。
短路电流的产生
01
02
03
设备故障
设备故障是短路电流产生 的主要原因之一,如电线 老化、绝缘层破损、设备 内部故障等。
误操作
操作人员误操作也可能导 致短路电流的产生,如错 误地连接线路、错误地操 作开关等。
系统稳定性受影响
短路电流的产生可能会对电力系统的 稳定性造成影响,如导致电压波动、 电流波动等,严重时可能导致整个系 统崩溃。
PART 02
短路电流计算的基本原理
REPORTING
欧姆定律的应用
欧姆定律是计算短路电流的基本原理之一,它指出在电路中 ,电流、电压和电阻之间的关系。在短路情况下,欧姆定律 可以帮助我们计算出短路电流的大小。
短路电流的计算课件
REPORTING
• 短路电流概述 • 短路电流计算的基本原理 • 短路电流计算的步骤和方法 • 短路电流计算的实际应用 • 短路电流计算的注意事项 • 短路电流计算案例分析
目录
PART 01
短路电流概述
REPORTING
定义与特点
定义
短路电流是指电力系统在正常运行时 ,由于某种原因导致电路中出现不正 常的通路,使得电流不经过负载而直 接流过这个通路的现象。
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34.3 简单不对称短路的计算与分析
简单不对称短路包括:
利用对称分量法可以求解简单不对称短路,但需要根据不对称短路的边界条件再列出三个方程。

网络的故障处,对称分量分解后,可用序电压方程表示为:
正序网: 负序网: 零序网:
)1(f I )2(f I )
0(f I )1(f U )2(f U )0(f U
)1(f I )2(f I )0(f I
0f U )1(f I )1(f U )0(f U
)1()1(0)1(∑-=z I U U f f f )2()2()2(∑-=z I U f f )0()0()0(∑-=z I U f f
故障处的序电流、序电压满足序电压方程。

一.单相接地短路f (1)
1. 故障处短路电流和电压的计算
即边界条件为:0=fa U ,0==fc
fb I I f (1) n (1) f (2) n (2) f (0)
n (0)
z Σ(1) n (1) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0)
n (0) f (0)
0)0()2()1(=++==f f f f fa U U U U U
0)0()2(2)1()0()2()1(2=++=++f f f f f f I I a I a I I a I a
)0()2()1(f f f I I I ==
边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网: )1(f I 0f U )
1(f U )
2(f I )2(f U
)0(f I )0(f U
由复合序网可得: )0()2()1(0)0()2()1(∑∑∑++=
==z z z U I I I f f f f )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f ;)2()2()2(∑-=z I U f f ;)0()0()0(∑-=z I U f f
根据对称分量的合成方法:
)0()2()1(0
)1()0()2()1(33∑∑∑++==++=z z z U I I I I I f f f f f fa
)0()2()1(2f f f fb U U a U a U ++=
)0()2(2)1(f f f fc U U a U a U ++=
计算方法小结:不对称短路计算步骤是 ① 作各序网络,②求各序网的z Σ,③按短路类型边界条件连接复合序网,④根据欧姆定律求解,⑤将序分量合成为相分量。

2.分析
取r = 0, x Σ(1)= x Σ(1)
z Σ(1)
n (1
) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0)
f (0)
非故障相电压
)()()()0()0()2()2()1()1(02∑∑∑-+-+-=jx I jx I a jx I U a U f f f f
fb )0()1()1()1(20
2)(∑∑-+-=jx I jx I a a U a f f f )0()1()1()1(20)(∑∑-+-=jx I jx I a a U f f fb )()
2()1()0()0()1(0
0∑∑∑∑-+-=x x j x x j U U fa fb )1()0()1()
0(0
021∑∑∑∑+--=x x x x U U fa fb )0(∑x :零序网络的入端阻抗,取决于故障点f 的位置和零序网络的结构
当0)0(=∑x , 0
021fa fb fb U U U += 当)1()0(∑∑=x x , 0
fb fb U U = 当∞=∑)0(x , 00fa fb fb U U U -=
非故障相电压因)0(∑x ,可有不同的值,对于中性点不接地系统(∞=∑)0(x ),非故障相电压升高为线电压。

二.两相短路f (2)
相分量边界条件:
0=fa I ; fa I fb I fc
I fc fb U U = fa U fb U fc
U fc
fb I I -= ⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-∙⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0)()(31011111312222)0()2()1(fb fb fb fb f f f I a a I a a I I a a
a a I I I。

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