第五章短路电流及其计算VIP免费

第五章短路电流及其计算第一节、短路短路：是指供配电系统正常运行之外的相与相或相与地之间的“短接”。短路的原因：(1)设备存在隐患。如绝缘老化或机械损伤、缺陷未消除、安装有误等。(2)运行、维护不当。如误操作，技术水平低，管理不善等。(3)自然灾害。如雷电击穿，洪水、大风、冰雪、地震等引起线路倒杆、断线，鸟、鼠及蛇等小动物跨越裸露的导体等。一.短路的基本慨念二.短路的危害：由于短路后电路的阻抗比正常运行时阻抗小得多，故短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍。在大的电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。短路的后果往往都是破坏性的。(1)短路时会产生很大的电动力和很高的温度，使故障元器件和短路电路中的其他元器件损坏。(2)短路时电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。(3)短路时会造成停电事故，而且短路越靠近电源，引起停电的范围越大。(4)严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。(5)单相对地短路时，电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通信线路、信号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。三.短路的类型在供电系统中，短路的基本类型有三相短路(a)、两相短路(b)、单相短路(c,d)和两相接地短路(e,f)。(虚线表示短路电流的路径)。三相短路两相短路续上页单相短路(c,d)两相接地短路(e,f)短路形式:三相短路，属对称性短路；其他形式的短路，都属不对称短路。不对称短路:不对称横向故障（不对称短路）不对称纵向故障（不对称断线）电力系统中：发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小。短路电流大小：三相短路的短路电流值最大。两相短路的短路电流值最小。计算短路电流的目的：为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择校验电气设备用的短路电流采用系统最大运行方式下的三相短路电流。而在继电保护(如过电流保护)的灵敏度计算中，则采用系统最小运行方式下的两相短路电流。续上页无限大容量电力系统：是指系统的供电容量相对于用户所需求的容量大得很多的电力系统。对一般企业供配电系统来说，由于企业供配电系统的容量远比电力系统总容量小，而其阻抗又较电力系统大得多，因此企业供配电系统内发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压几乎维持不变，也就是说，可将电力系统看作无限大容量的电源。在实际用户供电设计中，当电力系统总阻值不超过短路电路总阻值的5%-10%，或电力系统容量超过用户供配电系统容量的50倍时，可将电力系统视为“无限大容量电源”第二节无限大容量系统三相短路电流的计算一、无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程正常运行：电源相电压：运行电流：sin()muUwtasin()miIwta阻抗角11()arctan()kkxxrr电流幅值：2211/()()mmkkIUrrxx三相短路分析：三相短路分析：k点右侧，没有电源，电流衰减到零；k点左侧有电源，阻抗突变，Z↓,I↑；由于电路中存在电感，I不突变，出现非周期分量电流，不断衰减（暂态过渡过程），最终达到稳定值。无限大容量系统发生三相短路即（参见图5-4）：短路电流在到达稳态值之前，要经过一个暂态过程，这一暂态过程是短路非周期分量电流存在的那段时间。从物理概念上讲，短路电流周期分量是因短路后电路阻抗突然减小很多，而按欧姆定律应突然增大很多倍的电流；短路电流非周期分量则是因短路电路含有感抗，电路电流不可能突变，而按楞次定律感应的用以维持短路初瞬间(＝0时)电流不致突变的一个反向衰减性电流。此电流衰减完毕后，短路电流达到稳定状态。pitnpi无限大容量系统发生三相短路前后的电压，电流变动曲线图5-4二、三相短路过渡过程分析(a)三相电路图(b)等效单相电路图电力系统的短路故障往往是突然发生的。短路发生后，电力系统就由工作状态经过一个暂态过程(或称短路瞬变过程)，然后进入短路后的稳定状态。电流也将由原来正常的负荷电流突然增大，再经过暂态过程达到短路后的稳态值。由于暂态过程中的短路电流比起稳态值要大得多，所以暂态过程虽然时间很短，但它对电气设备的危害远比稳态短路电流的...