第五章短路电流计算-河北工程技术高等专科学校VIP免费

第五章短路电流实用计算第一节短路的基本概念一、短路的定义及其种类所谓短路是指相与相或相与地之间直接金属性连接。短路种类主要有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等四种。三相短路属对称短路，其它属不对称短路。系统中各种短路、代表符号及事故机率如表5-1所示。二、短路发生的原因短路发生的原因是多种多样的，主要有：（1）设备或装置存在隐患。如绝缘材料陈旧老化、绝缘机械损伤、设备缺陷未发现消除、设计安装有误等。（2）运行、维护不当。如运行人员不遵守操作规程，出现误操作，技术水平低，管理不善，机械损伤等。（3）自然灾害。如雷击过电压，特大的洪水、大风、冰雪、塌方等引起的线路倒杆、断线，飞禽走兽跨接裸导体等。一般说来，短路故障是可以防范的，绝大多数短路故障的发生都与工作人员未能很好地履行岗位职责有关。三、短路的后果（1）电动力效应。（2）热效应。（3）磁效应。（4）电压效应。第二节标么制一、标么值的定义标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即标幺值=实际有名值（任意单位）基值（与实际值同单位）可见标么值是一个无单位的比值，而且，对同一个实际值，当所算的基值不同时其标幺值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”。二、标么值的转换计算短路电流时常涉及四个电气量，即电压U、电流I、功率S和电抗X。四量之间有欧姆定律和功率方程联相系，即U=√3IX和S=√3UI。用标幺值计算时，首先要选取四个电气量的基准值。这四个电气量的基准值可以任意选取，但应满足欧姆定律和功率方程式，即UB=√3IBXB（5-1）SB=√3IBUB(5-2)因此，四个基准值只可以任意选取其中的两个，另外两个必须按公式（5-1）和（5-2）确定。一般是选取基准功率和基准电压，基准电流和基准阻抗由公式求得，即IB=SB√3UB（5-3）XB=UB2SB（5-4）故四个电气量对于选取的四个基准量的标幺值为U¿B=UUB（5-5）S¿B=SSB（5-6）I¿B=I√3UBSB（5-7）X¿B=XSBUB2（5-8）在工程实际中，通常电力系统中的发电机、电动机、变压器及电抗器等电气设备其参数的标幺值都是根据它们各自的额定值规定的，即以各自的额定值为基准值。而各设备的额定值又往往不相同，基准值不同的标幺值是不能直接进行计算的（即不能直接进行相加、相减或乘除等运算），因此，在计算时要把这些不同基值的标幺值转换为统一选定的基准值下的标幺值。以电抗的标幺值为例，转换公式为：X¿B=X¿eSBUe2SeUB2（5-9）式中X*e——电气元件以额定值为基准值时的标幺值；Ue——电气元件的额定电压；Se——电气元件的额定容量。当选基准电压等于额定电压时，公式（5-9）变成X¿B=X¿eSBSe（5-10）在实用计算中，通常选取某一段电路的平均标称电压作为基准电压，也就是说各段电路的基准电压均等于该段电路的平均电压。我国电力系统中常用到的各电压级的平均标称电压如下：电网额定电压（kV）361035110220330500电网平均标称电压（kV）3.156.310.537115230345525三、标么值的特点（1）在三相电路中,标么值相量等于线量，即U¿x=U¿I¿x=I¿式中U*x、I*x一-电压和电流的标么值相量；U*、I*一一电压和电流的标么值线量。（2）三相功率和单相功率的标么值相同。（3）三相电路的标么值欧姆定律为U*=I*X*，功率方程为S*=U*I*,与单相电路的相同。（4）当电网的电源电压为额定值时(即U*=1)，功率标么值与电流标么值相等，且等于电抗标么值的倒数，即S¿=I¿=1X¿（5-11）（5）两个标么基准值相加或相乘，仍得同基准的标么基准值。由于上述特点，用标么值计算短路电流可使计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计算结果的正确性。第三节由无限大容量电力系统供电的三相短路一、无限大容量电力系统的概念电力系统的容量即为其各发电厂运转发电机的容量之总和。实际电力系统的容量和阻抗都有一定的数值。系统中的发电机愈多，容量越大，则系统内阻抗就愈小。在进行短路电流计算时，若系统内阻抗不超过短路回路总阻抗(含系统内阻抗)的5%～10%，便可视为无限大容量系统。二、短路电流的变化规律正常运行情况下，电路中的负荷电流决定于系统母线电压Up、网络阻抗ZΣ和负载阻抗Zf0当K...