短路电流分析与计算(电力系统三相短路电流的计算)

《短路电流分析与计算(电力系统三相短路电流的计算)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章短路电流分析与计算本章主要内容有：关于短路的一些基本概念、常用的三相短路电流的计算方法、简单不对称短路时短路点的电流和电压。第一节概述一.短路类型短路是指相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。三相系统短路故障的类型对称短路：三相短路；其它短路称为不对称短路。最常见的短路：单相接地短路，约65％；三相短路：约5％，但对电力系统影响最严重。二.短路发生的原因产生短路的主要原因是电气设备和载流导体的绝缘被损坏。三.短路对设备及系统的危害1.短路电流将引起发热效应2．短路电流将引起电动力效应3．短路使网络电压降低4．短路可能使系统运行的稳定性遭

2、破杯5．短路可能干扰通信系统四、计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等)的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。第二节无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析无限大容量电源：简称无限大电源，指S＝∞、U＝常数、等值内阻抗Z＝0(或X＝0)的电源。“无限大”容量电源仅是一种相对概念。当电源容量足够大时，若等值内阻抗不超过短路回路总阻抗的(5～10)％，在电源外部发生短路时则电源母线上的电压变化甚微，即可认为它是一个恒压源(无限大容量电

3、源)。一、三相短路暂态过程数学分析短路前电路处于稳定状态。由于三相对称，可只讨论单相电路如A相，另外两相由对称关系来决定。短路前A相的电压、电流为假定t＝0时刻发生三相短路A相的微分方程式为其解就是短路的全电流，它由两部分组成：id=idz+idf周期分量idz：又称短路电流的强制分量非周期分量idf：又称短路电流的自由分量由i0－＝i0＋，得短路全电流为短路全电流的瞬时值是周期分量与非周期分量之和；周期分量的幅值是不变的常数，而非周期分量是按指数规律衰减的直流电流，经过几个周期后，它就衰减得很小直至为0；短路全电流是一个以非周期分量为对称轴变化的非周期函数。当非周

4、期分量衰减至0时，过渡过程结束。电路中的电流进入稳态，稳态电流就是短路电流的周期分量。二.产生最大短路全电流条件短路全电流最大必须非周期分量最大。非周期电流有最大初值的条件应为(1)相量差有最大可能值；(2)相量差在t＝0时与时间轴平行。短路全电流最大的条件：1)短路前电路为空载，即Im＝0；2)短路回路近似等于纯电感回路，即d＝π/2;3)在发生短路瞬间，电压瞬时值恰好过0，即电压的合闸相角α=0。最大短路全电流：短路后经过半个周期即出现短路全电流的最大瞬时值，例如“无载合闸严重短路”。三.短路冲击电流ich和冲击系数Kch短路冲击电流：指短路电流最大可能的瞬时

5、值，用ich表示。其主要作用是校验电气设备的电动力稳定度。冲击系数与短路网络的参数R、X的大小有关，即与短路的地点有关。Kch的取值范围为1≤Kch≤2(R＝0时取2，X＝0时取1)。四.短路全电流最大有效值也叫冲击电流有效值，指第一个周期内瞬时电流的均方根值，即假定非周期电流在第一个周期内恒定不变，等于它在T/2的瞬时值，则短路全电流的最大有效值常用于校验某些电气设备的断流能力或耐力强度。无限大电源系统，若求ich和Kch，只需求出周期分量有效值Idz即可。Upj-网络的平均电压，kV。求Idz的关键是计算短路回路总阻抗

6、Zd∑

7、。第三节短路回路总阻抗求取一.计算

8、短路电流基本假设1．以网络的平均电压Upj取代元件的额定电压为简化计算，假定各元件额定电压相等（等于额定电压平均值），Upj＝1.05UB2．高压电网只计及电抗(且变压器不计励磁支路，线路不计对地电容)。只有当Rd∑>1/3Xd∑时高压电网才计及电阻。1kV以下低压系统才计及电阻。二.各元件统一基准值电抗标么值的计算不同基准值的电抗标么值换算公式为：短路计算中，采用近似计算法，即同一标称电压电网中的元件，额定电压都等于网络的平均电压，基准电压也取平均电压，故1.同步电机短路电流计算中使用同步电机的次暂态电抗Xd″，由以额定值为基准值的标么值Xd.N″归算为电网统一基

9、准值的电抗标么值为2.变压器以变压器额定值为基准的电抗标么值XT*N即为短路电压百分比Uk％/100。归算为电网统一基准值的电抗标么值为三绕组变压器有3.线路Uj取线路所在电压等级的平均电压Upj。4.电抗器厂家给出的参数一般是额定电压UN、额定电流IN和电抗百分数XR%。以电抗器额定值为基准的电抗标么值XR*N即为短路电抗百分比XR％/100。归算为电网统一基准值的电抗标么值为注意：电抗器有时不按额定电压使用，故不可将UN与Uj约分。三.具有变压器的多电压级网络标么值等值电路的建立(近似法)取第Ⅳ段作为基本电压级，同一电压级各元件额定电压等于平均电压，变压器变