短路电流计算 ppt课件

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电力系统分析 第七章(三相短路)ppt课件

电力系统分析 第七章(三相短路)ppt课件

S XX 1 *
2 * x d ''* N
B 0 .1 2 5 1 0 0 0 .8 3 1 5
S G N
X 3 * X 1 0 R 0 % U 3 I N N U S B 2 B 1 0 4 03 6 0 .4 6 1 . 0 3 0 2 0 .8 7 2
U S
k 2 %B7 .5 1 0 0 1
B 2x5
B 2
4
3
第三节 恒定电势源电路的三相短路
• 恒定电势源(又称无限大功率电源),是指端电压幅值 和频率都保持恒定的电源,其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
•短路前电路处于稳态:
eEmsin(t ) i Im0 sin(t )
Im0
Em
(RR)22(LL)2
②恶劣天气:雷击造成的闪络放电或避雷器动作,架 空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。
③人为误操作,如运行人员带负荷拉刀闸,线路或设 备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。
④挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
三、短路的危害
(1)电流剧增:设备发热增加,若短路持续时间较长,可 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应, 导体间还将产生很大的机械应力,致使导体变形甚至 损坏。
B
4
T 1 N
%
%
US US T 2 x 4 * j1 0 k 2 0
B T 3 x 6 * j1 0 k 3 0
B
S S T 2 N
T 3 N
3、输电线
2
UU S S x 3 *j x 3 3
4
B 2x 3
B 2
UUU U 2 3 4

供电技术课件ch3_不对称短路电流计算

供电技术课件ch3_不对称短路电流计算
从结构来看,如果变压器的零序磁通可以在铁心中形成回
路,即磁阻很小,因而励磁电流很小,在此条件下可以认 为 X μ ,对于YN,d联结法的双绕组变压器,显然也可以 认为 X 0 X1 X 2 。
©中国矿业大学信电学院电气工程研究所
X
供电技术电子课件
四、不对称短路的计算方法 应用对称分量法分析供电系统不对称短路时,总共
供电技术电子课件
不对称短路电流的计算方法
一 、对称分量法
和 FC对,称可分分量解法为指对出称,的任正意序一、组负不序对和称零的序相三量个F分A 量、F之B
和:即
FA FB

FA1 FB1

FA2 FB2

FA0 FB0

FC

FC1

FC2

FC0

k1 k2 k0


jX 1.....0.........0. 0........jX 2......0. 0.........0.......jX 0



I



I



I

k1 k2 k0

©中国矿业大学信电学院电气工程研究所
X
供电技术电子课件
式中的电源电动势 E 为已知量,U k1 、U k2 、U k0可根 据网即短络可Ik0路的求点序出的阻,三抗并相值根不据X∑对式1、称(3X-电∑524和压)合X分成∑解0短各得路相出处短,的路故电电只流流需的求I周k1出、期各分I和序k2 量值。为此,用对称分量法的一个关键是求从电源点至 短路点的各序网络阻抗值。
1 1
2

第3章-短路电流计算

第3章-短路电流计算


确定合理的主接线方案和运行方式
第三章
短路电流计算
无限大容量供电 系统三相短路分析
第二节
第三章
短路电流计算
一、无限大容量电源概念

无限大容量供电系统定义


内阻为零
端电压恒定不变 短路电流周期分量恒定不变
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
容量供电系统;一般的工矿企业供电系统的短路点离电源的距
产生最大短路电流的条件
最大三相短路电流是指最大短路电 流瞬时值。由ik的公式可以知道,短 路电流瞬时值最大的条件就是短路电 流非周期分量初始值最大的条件。 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。 因此,当供电回路为空载Im=0或者cosψ=1时,Im与横轴重合。电源 电压过零(电源电压与横坐标重合)时短路,而且短路回路为纯感性, 则短路电流非周期初始值最大。
短路电流计算
无限大电源容量的暂态过程
设电源电压为: 正常运行电流为:
u ph = U phm sin(wt + q) i = I phm sin(wt + q - f )
I phm = U phm / ( R + Rlo )2 + (wl + wLlo )2
式中:I
-短路前电流的幅值
phm


-短路前回路的阻抗角
对于纯感性电路ksh =2;
第三章
有效值,
短路电流计算
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
I sh =
I
2 pe (0.01)
+I

短路电流及危害ppt

短路电流及危害ppt
强调本报告内容对于保障电力系统和电力设备安全的重要性
阐述短路电流对电力系统稳定运行的影响
报告结构概述
简要说明本报告的主要内容和结构安排
介绍报告的各部分主要内容和重点、难点
提示读者注意报告中涉及的图表、公式、图片等
短路电流基本概念
02
在电路中,当负载被短接或由于其他原因导致电流不按正常路径流动时,形成的电流称为短路电流。
03
某小区短路电流跳闸案例
02
01
2019年,某供电局成功抵御了一次大范围停电事故,原因是短路电流过大引发电网故障。
事故经过
自然灾害导致线路故障,同时电网结构薄弱,无法承受短路电流冲击。
事故原因
加强电网建设,提高电网的稳定性和可靠性。
事故教训
某供电局短路电流防御案例
结论
06
短路电流的危害不容忽视
加强电力设备和网络的维护和管理
电力设备和网络是短路电流发生的源头,应该加强其维护和管理,以减少短路电流的发生和危害。
电力设备和网络应该定期进行检查和维护,及时发现并修复故障和缺陷,确保其正常运转和安全性能。
谢谢您的观看
THANKS
电路连接错误
持续时间
短路电流的持续时间取决于短路的原因和电路保护装置的动作时间。一般情况下,短路电流会在电路保护装置动作后迅速消失。
影响范围
短路电流可能会对电路中的所有元件造成损坏,甚至可能导致整个电路的瘫痪。此外,短路电流还可能引发火灾等安全问题。
持续时间和影响范围
பைடு நூலகம்
短路电流的危害
03
产生巨大电动力
定期演练
及时更新设备
制定针对短路电流的应急预案,明确应急处置程序和方法,以便在短路电流发生时能够迅速响应。

供配电--第3章_短路电流计算

供配电--第3章_短路电流计算

第3节 无限大容量系统三相短路电流计算 节
当供配电系统中某处发生短路时,其中一部分 阻抗被短接,网路阻抗发生变化,所以在进行短路 电流计算时,应先对各电气设备的参数(电阻或电 抗)进行计算。 有名值法:电气设备的电阻和电抗及其他电气参数 用有名值(即有单位的值)表示 (有名制) 标幺值法:电气设备的电阻和电抗及其他电气参数 用相对值表示 (标幺制)
线路2WL 变压器3T
3、计算K1点三相短路时的短路电流 (1)计算短路回路总阻抗标幺值,短路回路总阻抗为
(2)计算K1点所在电压级的基准电流
(3)计算K1短路电流各值
*
4.计算K2点三相短路时的短路电流 (1)计算短路回路总阻抗标幺值,短路回路总阻 抗标幺值为
(2)计算K2点所在电压级的基准电流 2 K
短路故障的种类:
短路名称 表示符号 示 图 短路性质 特点
单相短路
k (1)
不对称短路
短路电流仅在故障相中 流过,故障相电压下降, 非故障相电压会升高
两相短路
k ( 2)
不对称短路
短路回路中流过很大 的短路电流,电压和电流 的对称性被破坏
两相短路接地
k (1,1)
不对称短路
短路回路中流过很大 的短路电流,故障相电压 为零
四、防止短路对策 预防性试验 正确安装和维护防雷设备 文明施工 严格遵守操作规程 五、短路电流计算的目的 1. 正确地选择和校验各种电器设备 2. 计算和整定保护短路的继电保护装置 3. 选择限制短路电流的电器设备
第2节 无限大容量系统三相短路分析
无限大容量系统的概念:
(1)理论上满足以下条件:端电压保持恒定,没有内部阻抗以及 容量无限大的系统。US=常数; XS=0; SS=∞ (2)实际中满足以下条件: * 电力系统容量>>用户供电系统容量(50倍); * 短路点离电源的电气距离足够远,发生负荷变动和短路 时,电力系统变电所馈电母线上的电压基本保持不变; * 电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%~10% (3)当实际系统不满足上述条件时,称为有限容量系统,可以 按照无限容量系统来近似计算,则选择的设备线路可扩展性好: 实际XS≠0而理论上XS=0; 则Zk实>Zk理,当Us不变时,Ik实< Ik理

短路电流计算方法.

短路电流计算方法.

Ik3 ?
x ''3 x1-3 x2-3 x3
I k3 U av3 3x ''3
短路电路总阻抗基准标么值的计算
显然,上述计算比较复杂,我们可以证明,如果取各电 压级的平均电压作为该级的基准电压 (U d U av ),则求出电 Sd 抗标么值 ( x d x 2 ) 在各电压级是相等的,即无需归 U av 算。 U U
)(
) x(
U av 3 2 1 U av1
某供电系统接线图如图所示各元件参数如图所示求在s1s2点发生三相短2元件电抗的计算系统电抗架空线电抗3s1点短路回路总电抗元件电抗的计算系统折算电抗架空线折算电抗变压器电抗电缆线电抗s2点短路回路总电流0066201160868200811304复杂系统中由于变压器的存在需要进行电抗折算有可能出错标么值法是工程上计算短路电流的一种常用方法各元件阻抗值的标么值是用标么值法计算短路电流的基础
Id IN
x N
Sd SN
注意,在电抗器的计算中,因为 Ud Uav U N ,所以 不能用此公式计算电抗标么值,见下面的说明 。
标么制的定义
标么值公式小结: (1)基准值关系---第一套公式
S 3UI
Id
Sd
3U d
xd
Ud 3I d

2 Ud Sd
U 3 IX
标么制的定义
短路计算中经常遇到的四个物理量的标么值可按下列各式 求出。
S d U *d
I d
xd
S Sd U Ud
; ;
I
Sd 3Ud
I Id
x xd


I
x U2

第3章 短路电流

① 形成极大的电动力,使元器件、设备永久变形或严重损 坏;
② 电流热效应,使设备急剧发热,若持续发热过久,绝缘 会老化或损坏;
③ 大幅降低电压,将影响用户正常工作,如异步电动机 电磁转矩下降,致使转速减慢,甚至停转;
④ 导致停电,严重短路可使并列运行的发电机组失去同 步,造成系统解列,短路保护装置动作,最终造成停电。越 靠近电源的保护装置动作,造成的停电范围越大。
kV、容量为MV·A,阻抗为Ω(个别情况用毫欧姆mΩ)。
3.说明
1)短路计算电压Uc按最严重短路情况选取,即取短路 点所在线段的首端电压(最高电压)值。
Uc 1.05UN
(3-7)
2)阻抗换算。短路电路内含有变压元件(变压器),
则电路元件的阻抗应统一换算到短路点。换算原则为元件功
率损耗不变,按△P=U2/R及△Q=U2/X,知元件阻抗与电压平
无限大容量电力系统是指供电容量相对用电容量大得多 (50倍以上),或者电源总阻抗相对短路总阻抗小得多 (5%~10%)的系统。当用电电流变化,此系统供电电压可 视为恒定。实际电力系统虽总是有限容量,但为便于分析短 路过程,一般将其理想化为无限大容量。
1.数学表达 图3-1a为此系统发生三相短路的简化典型电路。由于三
PT PCuT PK 3 IN 2RT 3 (
SN 3U N
)2 RT
( SN UN
)2 RT

RT

PKUN 2 SN 2

PK
(U N SN
)2
(3-16)
式中,UN、IN依次为变压器二次绕组的额定电压、额定 电流。
再类式(3-15),推得阻抗
X T ZT2 RT2
3.2.3 标幺值法

短路电流计算


具体计算时应注意以下三点:
电力系统的电阻相对于电抗来说很小, 一般不予考虑。 在计算低压侧短路时,仅当短路点 R ∑ > X ∑ /3 时才需计及电阻。
电力系统和电力变压器的阻抗计算: 直接用短路点的计算电压代替公式 中的UC,就相当于阻抗已经换算到短路 点一侧了。
短路电路计算
假如电路内含有变压器,则电路各元件 的阻抗都应统一换算到短路点的短路计 算电压去。
短路电路计算
标幺制法计算三相短路电流的特点
标幺制是指参与运算的物理量均用其相 对值来表示的一种计算方法 某量的标幺值:
该量的实际值 A(任一单位) A*= 该量的基准值 A(与实际值同单位) d
所谓基准值Ad是衡量某个物理量的标准或 尺度。通常选定: 容量Sd=100MVA、电压Ud=UC 作为基准值。
短路电路计算
按照网络化简的方法求等效电路的总 阻抗 X∑i=X1+X2+X3+… 计算短路点的三相短路电流周期分量有 效值 IK(3) IK(3)=UC / 3 Z∑ 计算短路点的其他短路电流 : ish(3)、Ish(3)等 计算短路点的三相短路容量 SK(3)= 3 UC IK(3)
短路电路计算
三相短路有关的物理量:
短路电流周期分量 短路电流周期分量是按欧姆定律由 短路电路的电压和阻抗所决定的一个短路 电流 iP 短路电流周期分量有效值: IK= iP/ 短路电流非周期分量 短路电流非周期分量是按楞次定律由 于电路存在着电感,而在突然短路时出现 自感电动势所产生的一个短路电流 inP
2
短路电路计算
短路电路计算
短路容量 短路容量SK是反映电力系统中短路事 故严重程度的一个综合极限参数(MVA) 对于三相供电系统,短路容量为: SK(3) = 3 UC IK(3) UC为短路点的短路计算电压(KV) 比线路额定电压UN高5% IK(3)为短路点的短路计算电流(KA)

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

短路电流及其计算(3)


其他原因是:①工作人员未遵守安全操作规程而 发生误操作,或者误将低电压的设备接入较高电 压的电路中;②鸟兽跨越在裸露的相线之间或相 线与接地物体之间或者咬坏设备导线电缆的绝缘。
想 一 想
有时候低压断路器突然跳闸或熔断器突然 熔断,这是由于什么原因造成的呢?
二、短路的后果 (1)短路时要产生很大的电动力和很高的温度,而 使故障元件和短路电路中的其他元件损坏。 (2)短路时电压要骤降,严重影响电气设备的正常 运行。 (3)短路可造成停电,而且越靠近电源,停电范围 越大,给国民经济造成的损失也越大。 (4)严重的短路要影响电力系统运行的稳定性。 (5)单相短路,短路电流将产生较强的不平衡交变 磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生干扰, 影响其正常运行。
例5-1 某企业供电系统如图所示。已知电力系统 出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试试用标么制法计算
变电站高压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。
解 (1)确定基准值
(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标么 值1)电力系统
查附录表16得Soc=500 MV·A
(3)根据计算电路、各元件编号以及各元件电抗 标么值绘出等效电路图。 (4)根据电阻串、并联的方法将等效电路简化 (短路计算点标记位置不变)。 (5)根据计算公式分别计算各短路电流和短路容 量。 (6)列出短路电抗、电流短路和短路容量汇总表。
二、用标么制法计算三相短路电流的方法
1.标么值、基准值
2)架空线路 由表5-1得Xo=0.38 Ω/km 3)电力变压器(Yyn0接线)
由附录表得Uk%=4.5
短路等效电路图
(3)求k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电
流和短路容量 1)总电抗标么值
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对网络阻抗进一步化简
x15

0.044
制励磁); • 8、输电线路的电容略去不计;
ppt课件
4
二、短路电流实用计算的假设条件
• 9、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流; • 10、元件的计算参数均取其额定值,不考虑参数
的误差和调整范围 • 11、除计算短路各电流的衰减时间常数和低压网
络的短路电流外,元件的电阻都略去不计; • 12、计算短路电路的接线方式应是可能发生最大
• 基准值的选取:基准容量: Sj =1000 MVA
基准电压: Uj =UP
• 电抗有名值和标幺值的变换: 发电机次暂态电抗

发电机:
xd" *

xd"

pe
Sj
/ cos
变压器阻抗电压百分比
• 双绕组变压器:
xb*

Ud % 100

Sj Sb
基准容量,MVA 变压器额定容量,MVA
• 系统:
s2
330kV
d2
d3 110kV
T4
T1
T2
13.8kV d1
G1
G2
T3 G3
ppt课件
12
七、各元件电抗标幺值的计算
330kV系统:
X1

100 11061.9

0.009
110kV系统:
X2

100 2268.66

0.044
变压器T1~T3:
100 X 3 X 4 X 5 0.14 90 0.16
短路电流的正常接线方式(即最大运行方式), 而不是仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
ppt课件
5
三、短路电流计算步骤
• 1、选择计算短路点
• 2、绘出等值网络(次暂态网络)图
首先去掉系统中的所有负荷分支,线路电容、各元件 的电阻;
选择基准容量Sj和基准电压Uj(一般取各级的平均电 压);
T3 5 0.16
11 0.23
G1
G2
G3
ppt课件
15
九、对短路点进行网络化简,并求出短路电 流周期分量及短路容量
S1 1 0.009
330kV
13 0.124
S2 2 0.044
110kV
T1 3 0.16
d1
9 13.8kV 0.23
G1
12 0.39 G2
ppt课件
14 0.39 G3
16
x3*

1 2

(U d13
Ud 23 100
Ud12 )

பைடு நூலகம்
Sj Sb
变压器高低压线 圈间的短路电压 百分比
• 在标么值计算中,为简化起见,电抗标么值的下标 省去标号“*”。
ppt课件
10
基本资料
• 基准容量:Sj=100MVA
• 基准电压:取各级的平均电压,即1.05倍的额定电压。
• 系统:根据QH省电力设计院于2002年9月提供的“H河 SZ水电站接入系统设计(系统一次部分)”:基准容量 取100MVA,电压基准值为平均电压时,SZ电站330KV母 线上三项短路容量为11061.9MVA,110kV母线上SZ线三 项短路容量为2268.66MVA。
流的措施; • 5、分析计算送电线路对通讯设施的影响。
ppt课件
3
二、短路电流实用计算的假设条件
• 1、正常工作时,三相系统对称运行; • 2、所有电源的电动势相位角相同; • 3、电气设备电抗值不随电流大小发生变化; • 4、同步和异步电机均为理想电机; • 5、所有电源都在额定负荷下运行; • 6、短路发生在短路电流为最大值的瞬间; • 7、同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强
变压器T4:
X6

(11
26 14) 2 100 100 90

0.13
X7

(1114 26) 2 100 100 90

0.006
X8

(14
26 11) 2 100 100 90

0.16
ppt课件
13
七、各元件电抗标幺值的计算
发电机额定容量: Sn Pe / cos 75 / 0.85 88.24MVA
xs*

Sj
S
" d
系统短路容量
ppt课件
9
五、各元件电抗标幺值的计算公式
• 三绕组变压器:
变压器高中压线圈间的
x1*

1 2

(U d12
Ud13 Ud 23 )% 100
Sj Sb
短路电压百分比
x2*

1 2

(U d12
Ud 23 100
Ud13 )

Sj Sb
变压器中低压线圈间的 短路电压百分比
短路电流计算
ppt课件
1
短路电流计算的主要内容
• 1.短路电流计算的目的 。 • 2.短路电流实用计算中的假设条件。 • 3.短路计算步骤 。 • 4.短路点的选取 。 • 5.各元件电抗标幺值的计算 。 • 6.实例。
ppt课件
2
一、短路电流计算的目的
• 1、电气主接线的比较与选择; • 2、选择导体和电气设备; • 3、为继电保护的设计和调试提供依据; • 4、评价并确定网络方案,研究限制短路电
路电流周期分量; • 7、计算短路电流周期分量有名值和短路容量; • 8、计算短路电流冲击值; • 9、绘制短路电流计算结果表。
ppt课件
7
四、短路点的选取
• 在正常接线方式时,选取通过电气设备处 于最严重短路电流状态的地点为短路电流 计算点;
• 对于负荷,选出线端为短路点。
ppt课件
8
五、各元件电抗标幺值的计算公式
发电机G1~G3:
X9

X 10

X 11

0.2 100 88.24

0.23
ppt课件
14
八、绘制等值电路图
S1 1 0.009 d2 330kV
6 0.13
S2 2
0.044
d3
7
110kV
0.006
T1 3 T2 4 0.16 0.16
13.8kV d1
9
10
0.23 0.23
T4 8 0.16
将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗; 绘出等值网络图。
• 3、化简等值网络:将等值网络化简为以短路点为
中心的辐射形等值网络,并求出各电源与短路点
之间的电抗,即转移电抗Xnd
ppt课件
6
三、短路电流计算步骤
• 4、求计算电抗Xjs; • 5、由运算曲线查出各电源供给短路电流周期分量
标么值(运行曲线只作到Xjs=3.5); • 6、计算无限大容量(或Xjs≥3)的电源供给的短
• 发电机:1G~3G: Pe=75MW,Xd”=0.2,cosφ=0.85,
Ue=13.8kV
• 主变压器:1T~3T:Se=90MVA,Ud%=14%;
• 4T:Se=90MVA,UX1-2%=11%,UX1-3%=26%,UX23%=14%。
ppt课件
11
六、绘制电气主接线单线图选择短路点
s1
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