短路電流計(jì)算PPT

1、第三章 電網(wǎng)短路電流計(jì)算,3.1概述 3.1.1電力系統(tǒng)和典型設(shè)備構(gòu)成特點(diǎn) （1）電力系統(tǒng)根據(jù)中性點(diǎn)接地與否分為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)及中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。,a,b,c,中性點(diǎn)不接地,a,b,c,中性點(diǎn)接地,N,220V,第三章 電網(wǎng)短路電流計(jì)算,3.1概述 （2） 電力電纜構(gòu)成：,第三章 電網(wǎng)短路電流計(jì)算,3.1概述 （3）電力變壓器組成：,第三章 電網(wǎng)短路電流計(jì)算,3.1概述 （4）三相電機(jī)組成： 聚氨酯漆包線,3.1概述,3.1.2 短路概念與短路類型 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，相與相之間和在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中相與地是通過負(fù)荷連接的。,3.1概述,3.1.2 短路概念與短路類型 所謂短路，是指相與相之間和

2、相與地之間不通過負(fù)荷而發(fā)生的直接連接故障。電力系統(tǒng)運(yùn)行的破壞絕大多數(shù)是由短路故障引起的。 短路類型： （1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),3.1概述,3.1.2 短路概念與短路類型 （2）中性點(diǎn)接地系統(tǒng) （其中單相接地發(fā)生概率最高，6070）,三相短路又稱對稱短路，其它三種短路又稱不對稱短路. 在所有各種短路情況中，以單相短路的短路電流最大，但在現(xiàn)代企業(yè)供電系統(tǒng)中，往往采用措施減小單相短路的短路電流值（如中點(diǎn)接地系統(tǒng)中，中點(diǎn)加電抗器接地，或部分接地等），所以單相短路電流最大值通常不超過三相短路，故下面進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，均按三相短路來進(jìn)行。,a,b,c,中性點(diǎn)接地,N,220V,3.1概述,3.1.3短路

3、發(fā)生的原因： 主要原因電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流部分絕緣的損壞。 引起絕緣損壞的原因： 雷擊過電壓； 絕緣材料自然老化； 設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)不良，如預(yù)防性絕緣試驗(yàn)沒有按規(guī)律進(jìn)行或不夠仔細(xì)； 機(jī)械力引起的損傷； 其它原因操作人員的誤操作（如隔離開關(guān)操作不正確，檢修后未拆接地線）引起操作過電壓，引起相間電弧短路），鳥獸跨接裸露的載流導(dǎo)線。,3.1概述,3.1.3 短路的后果 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)的總阻抗減少，短路點(diǎn)及其附近各支路的電流較正常運(yùn)行增大幾十倍，系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓降低，離短路點(diǎn)越近電壓降低越嚴(yán)重。這可招致下列嚴(yán)重危害： 元件發(fā)熱：由于發(fā)熱量與電流平方成正比，因此強(qiáng)大的短路電流即使流過的時(shí)間

4、很短也會(huì)使電機(jī)、電器等元件引起不能允許的過熱，絕緣損壞。 短路電流引起很大的機(jī)械應(yīng)力（或稱電動(dòng)力）。機(jī)械應(yīng)力與電流的平方成正比。這種機(jī)械力引起電氣設(shè)備載流部件變形，甚至破壞。（如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅(jiān)韌，遭破壞）,3.1概述, 短路時(shí)電壓降低使受電設(shè)備的正常工作受到破壞。例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)距與外加電壓平方成正比，當(dāng)電壓降低很多時(shí)，轉(zhuǎn)距可能不足以帶動(dòng)機(jī)械工作，而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 嚴(yán)重的短路必將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失步，造成與系統(tǒng)解列。 當(dāng)發(fā)生單相對地短路時(shí)，不平衡電流產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場，對附近的通訊線路，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。 3.1.4 計(jì)算短路電

5、流的目的 正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備（包括限流設(shè)備） 進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。,3.1概述,3.2 三相短路過渡過程分析,3.2.1 無限大容量電源系統(tǒng)三相交流電網(wǎng)短路的過渡過程 為了簡化分析，假設(shè)短路發(fā)生在一個(gè)無限大容量電源供電系統(tǒng)。 所謂無限大容量電源指它的端電壓為恒定值，并且沒有內(nèi)部阻抗。 約定：向工業(yè)企業(yè)供電的電力系統(tǒng)的母線電壓不隨用戶負(fù)荷的變化而變化，即 常數(shù)。 實(shí)際上，無論電力系統(tǒng)的容量多大，它的電源總是有一個(gè)確定的容量，并且有一定的阻抗。但當(dāng)短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，雖然短路支路中電流很大，電壓降低，而這些變化并不能顯著地引起電源電壓的變化（供電電網(wǎng)的阻抗比電力系統(tǒng)的阻抗一

6、般要大得多），因而可以認(rèn)為電源電壓為恒定值。,3.2 三相短路過渡過程分析,一、突然短路情況下電力系統(tǒng)的過渡過程分析 下圖表示簡單的三相電路，假設(shè)在K點(diǎn)發(fā)生三相短路 此時(shí)，電路被分成兩個(gè)獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路中的電流由原來的數(shù)值不斷地衰減，一直到磁場中的能量全部變?yōu)槠渲须娮杷牡臒崮転橹?，這個(gè)過程很短暫。 由于三相短路電流是對稱短路，可取一相進(jìn)行深入的研究分析，以A相為例。,3.2 三相短路過渡過程分析,設(shè)電源電壓為： 對于所研究的電路，只含電阻，電抗，所以發(fā)生三相突然短路時(shí)，電流的變化應(yīng)符合下列微分方程： 相電流瞬時(shí)值 R由電源到短路點(diǎn)的電阻 L由電源到短路點(diǎn)的電抗,電壓的初相角,電壓幅

7、值,瞬時(shí)值,3.2 三相短路過渡過程分析,上面方程的解為： 式中 Z電源至短路點(diǎn)的阻抗 短路電流與電壓之間的相位角 非周期分量電流衰減時(shí)間常數(shù) 短路電流周期分量的幅值 A常數(shù)，其值由初始條件決定,3.2 三相短路過渡過程分析,下面確定常數(shù)A。 當(dāng)短路發(fā)生的瞬間 時(shí) 短路前的電流： 正常運(yùn)行時(shí)的電流最大值 短路后的電流： 根據(jù)楞次（磁鏈）守恒定律，短路瞬間前、后的電流相等（是連續(xù)的）， 則： 于是：,3.2 三相短路過渡過程分析,將A代入公式（3-1）： 結(jié)論：短路電流包括兩個(gè)部分： 周期性分量，由于 常數(shù)，所以不變 非周期性分量，經(jīng)過幾個(gè)周期以后，它就衰減得很小，直至消失，此時(shí)，過渡過程結(jié)束，

8、短路中的電流進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，因此穩(wěn)態(tài)電流就是短路電流的周期分量。,3.2 三相短路過渡過程分析,波形圖,3.2 三相短路過渡過程分析,3.2.2 產(chǎn)生最大短路電流的條件 電氣設(shè)備所受到的最大電動(dòng)力與短路電流可能出現(xiàn)的最大瞬時(shí)值（即沖擊電流）有關(guān)。它是校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線動(dòng)穩(wěn)定必須計(jì)算的數(shù)據(jù)。 產(chǎn)生最大短路電流的條件為： 短路電流近似等于純感性電路，即 短路發(fā)生前，電路為空載，即 在發(fā)生短路瞬間（ ），電壓瞬時(shí)值恰好過零， 即該相的“合閘相角”等于零，即 這時(shí),3.2 三相短路過渡過程分析,例：某供電線路為純感性負(fù)載( )，開關(guān)合閘前（ ）線路上已存在著三相短路的隱患，這時(shí)該線路投入供電，且合閘瞬間恰好

9、趕上有一相電壓過零，這樣就產(chǎn)生最大短路電流。,3.2 三相短路過渡過程分析,3.2.3有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路的過渡過程（見后面） 3.2.4 ， ， ， 的定義 在三相短路電流計(jì)算中，通常主要計(jì)算以下各量： 1）次暫態(tài)短路電流 指短路瞬時(shí)，短路電流周期分量電流為最大幅值時(shí)所對應(yīng)的有效值。 即當(dāng) 時(shí)，短路電流周期分量的有效值： 短路瞬間周期分量的幅值,3.2 三相短路過渡過程分析,2）短路沖擊電流 (shshock) 第一個(gè)周期全電流峰值。 即 t=T/2 帶入（3-2）式得： 短路電流次暫態(tài)值 短路電流沖擊系數(shù),3.2 三相短路過渡過程分析,即 與短路網(wǎng)絡(luò)的R,X的大小有關(guān)，也就是說其值

10、與短路發(fā)生在什么地點(diǎn)有關(guān). 假設(shè)短路點(diǎn)以前的網(wǎng)路為純感時(shí)(即R=0)，則 2 如果短路發(fā)生在純阻網(wǎng)絡(luò)（即X=0） 則 1 在近似計(jì)算時(shí)，可用下述數(shù)據(jù) 高壓電網(wǎng)短路時(shí)， ， 1000KVA 變壓器的后面發(fā)生短路時(shí)，,3.2 三相短路過渡過程分析,3)短路沖擊電流有效值 指發(fā)生短路后的第一個(gè)周期，全短路電流（包括周期，非周期）的有效值。 根據(jù)有效值的定義， 應(yīng)為一個(gè)周期T內(nèi)，兩個(gè)分量電流瞬時(shí)值的均方根值，即：,3.2 三相短路過渡過程分析,是振幅不衰減的余旋函數(shù) 是一個(gè)指數(shù)函數(shù)。為計(jì)算簡便起見，假設(shè) 的數(shù)值在計(jì)算所取的周期內(nèi)恒定不變的，等于它的 時(shí)的瞬時(shí)值,即 將 ， 代入上式，并經(jīng)代數(shù)運(yùn)算及積分

11、后，則得： 在高壓供電系統(tǒng)中， ， 在低壓供電系統(tǒng)中， ，,3.2 三相短路過渡過程分析,4）短路電流穩(wěn)態(tài)值 指短路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值。 如前所述，無限大容量電源供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流周期分量的幅值始終不變（ 常數(shù)）則有 短路電流周期分量在任意時(shí)刻t的有效值,3.2 三相短路過渡過程分析,3.2.5 ， ， ， 計(jì)算的目的 -用于繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流量 . -用來檢驗(yàn)電器、母線的動(dòng)穩(wěn)定 -用來檢驗(yàn)電器、母線的動(dòng)穩(wěn)定以及斷路器額定斷流量 -用來檢驗(yàn)電器和線路中載流部件的熱穩(wěn)定性,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,從上面的公式推導(dǎo)看出，在無限大容量電源系

12、統(tǒng)， 恒定，因此，求出短路點(diǎn)以前的阻抗，就可計(jì)算出 : 然而，供電網(wǎng)路中某處發(fā)生短路時(shí)，其中一部分阻抗被短接，網(wǎng)路的阻抗發(fā)生變化，故在計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)先計(jì)算各元件的阻抗。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,電力系統(tǒng)通常具有多個(gè)電壓等級，用有名值計(jì)算短路電流時(shí)，必須將有關(guān)參數(shù)折合到同一電壓等級才能進(jìn)行計(jì)算，比較麻煩。在短路電流實(shí)用計(jì)算中采用標(biāo)么值可減輕計(jì)算量并便于比較分析。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義 1）標(biāo)么制就是相對單位值。即把取作基準(zhǔn)的值作為1，同類值和它進(jìn)行比較得出的值就是標(biāo)么值。 某量的基準(zhǔn)標(biāo)么值該量的實(shí)際值/該量的基準(zhǔn)值 即： A有名值 任意選定的基準(zhǔn)值，與

13、A同單位（ddatum) 例如：有名值為360V及400V的電壓值，若選定電壓基準(zhǔn)值 時(shí)，則基準(zhǔn)標(biāo)么值 分別為0.9及1.0 如果基準(zhǔn)值取設(shè)備的額定值，則其標(biāo)么值叫做額定標(biāo)么值，表示為,3.3.1 標(biāo)么制的定義,2) 基準(zhǔn)值的選擇 應(yīng)用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，首先需要基準(zhǔn)值，然后將網(wǎng)絡(luò)中電氣元件的同一類參數(shù)都換算成所選定的基準(zhǔn)值為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。那么，如何選擇基準(zhǔn)值呢？ 對于三相供電系統(tǒng)，計(jì)算三相對稱的短路電流時(shí)，可按一相進(jìn)行，各部分的阻抗也按一相來確定。 根據(jù)功率方程和歐姆定律，S，I（線電流），U（線電壓），X之間的關(guān)系如下： 基準(zhǔn)值之間也必須符合上述關(guān)系。所以當(dāng)任意選定兩個(gè)量的基準(zhǔn)值之后，其余的兩個(gè)

14、量也就確定了。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,在計(jì)算中，通常選擇基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓 。則基準(zhǔn)電流 和基準(zhǔn)電抗 分別為: 當(dāng)基準(zhǔn)值按上述方法選定后，短路計(jì)算中經(jīng)常遇到的四個(gè)物理量的標(biāo)么值可按下列各式求出。 (上述公式可用于：已知有名值如何求基準(zhǔn)標(biāo)么值或已知基準(zhǔn)標(biāo)么值如求有名值）,（應(yīng)用例：已知 可求 和 ）,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,說明 基準(zhǔn)容量 的選擇： 可選擇某一元件（如發(fā)電機(jī)或變壓器）的額定容量。 可選擇某個(gè)整數(shù)（如100MVA或1000MVA10個(gè)倍數(shù)）。 基準(zhǔn)電壓的選擇： 計(jì)算某一電壓級網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓，常取該級電網(wǎng)的額定電壓作為

15、基準(zhǔn)電壓。但由于網(wǎng)路中有電壓降（第一章提到），所以同一電壓等級的網(wǎng)絡(luò)中各處的電壓是不一樣的。 在工程計(jì)算中，習(xí)慣上采用平均額定電壓（ ）（又稱計(jì)算電壓）代表該級電壓，并作為基準(zhǔn)電壓，即,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,供電系統(tǒng)的各級電壓的平均額定電壓規(guī)定如下： 應(yīng)注意： 如果不加特殊說明，資料中（手冊等）給定的某些電氣設(shè)備的標(biāo)么值均指額定標(biāo)么值。如果計(jì)算時(shí)，采用基準(zhǔn)標(biāo)么值，則應(yīng)把額定標(biāo)么值歸算標(biāo)么值，它們之間的換算關(guān)系如下：,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,由于工程計(jì)算中，取 ，所以 注意，在電抗器的計(jì)算中，因?yàn)?,所以不能用此公式計(jì)算電抗標(biāo)么值

16、，見下面的說明 。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,標(biāo)么值公式小結(jié)： （1）基準(zhǔn)值關(guān)系-第一套公式 （2）基準(zhǔn)標(biāo)幺值計(jì)算-第二套公式 （3）額定標(biāo)幺值計(jì)算-第三套公式,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.1 標(biāo)么制的定義,標(biāo)么值公式小結(jié)： （4）額定標(biāo)幺值與基準(zhǔn)標(biāo)么值轉(zhuǎn)換-第四套公式 由于工程計(jì)算中，取 ，所以 注：電抗器出外,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.2 短路電路各元件電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算 實(shí)際電力系統(tǒng)中各電氣元件的電抗表示法并不一樣，應(yīng)將它們換算成統(tǒng)一的基準(zhǔn)值。 （1）發(fā)電機(jī) 廠家給出的參數(shù)是額定容量 ,額定電壓 ,以及以

17、 為基準(zhǔn)的在短路起始瞬間的電抗額定標(biāo)么值 (叫做次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值)。 實(shí)際計(jì)算時(shí)，選用 及 為基準(zhǔn)，所以應(yīng)將轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)標(biāo)么值，即 如果選擇 為基準(zhǔn)，則,3.3.2 短路電路各元件電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,（2）變壓器 廠家給出的參數(shù)是 及短路電壓百分?jǐn)?shù) 。 可以證明 ： （變壓器電抗的額定標(biāo)么值 ）,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.2 短路電路各元件電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,（3）電抗器 電抗器的主要采用限制短路電流，所以它的電抗數(shù)值在線路中占的比重較大。廠家給出的參數(shù)是：電抗器的額定電壓 ；電抗器的額定電流 ；電抗器的額定電抗的百分比 由于有些電抗器的額定電壓與它們安裝處的平均電壓相差很大

18、（如額定電壓為10KV的電抗器，可以裝在6.3KV的線路上）。所以則不能用 公式， 必須用： 或,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.2 短路電路各元件電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,（4） 線路導(dǎo)線（架空線或電纜） 電抗：給出的參數(shù)是每公里電抗有名值（ ），對于長度為 公里的輸電線路，其有名值為 其標(biāo)么值為： 可查附錄表 線路導(dǎo)線所在的那一級的平均額定電壓（V或KV） 電阻： 線路每公里的電阻值， 導(dǎo)線的電阻率， S-為導(dǎo)線面積，可查表得或計(jì)算,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算 首先證明不同電壓等級電抗標(biāo)么值的關(guān)系 在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，電壓等級是不同的，它們之

19、間通過變壓器聯(lián)接。在計(jì)算短路電流時(shí)，需要求出短路點(diǎn)與無限大電源之間的總電抗。為此應(yīng)該把不同電壓等級的電抗，歸算到短路點(diǎn)所在的電壓級，換算成該電壓的標(biāo)么值，之后才能相加。 我們可以證明，如果取各電壓級的平均電壓作為該級的基準(zhǔn)電壓 ，則求出電抗標(biāo)么值 在各電壓級是相等的，即無需歸算。 現(xiàn)用具有三個(gè)電壓級的網(wǎng)絡(luò)證明。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,首先說明，由于變壓器是一個(gè)功率傳送元件，如果略去變壓器本身的功率損耗，則一次側(cè)容量和二次側(cè)容量是等值的，無需折合。即,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,已知：線路1的電抗有

20、名值為 設(shè)在第3段K點(diǎn)發(fā)生短路，應(yīng)該求 在第3段的標(biāo)么值。 （1）利用上述計(jì)算方法得電抗 在第1段的標(biāo)么值為 （2）利用折算方法求 折合到第3段的有名值為。 注意：此折算是將一次電抗折算到二次，所以乘變比的倒數(shù)平方。 在第3段的標(biāo)么值 顯然：,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,結(jié)論：在采用標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，無論在哪個(gè)電壓級發(fā)生短路，只要用電抗所在電壓級的平均電壓作為基準(zhǔn)電壓求出的標(biāo)么值，就不必再折算了。 上述的相等關(guān)系對電壓、電流等也同樣適用。 即任何一個(gè)以標(biāo)么值表示的量，經(jīng)變壓器變換后數(shù)值不變。但要指出，標(biāo)么值相等并不表示實(shí)際的有名值也相等。由上面看出

21、，采用標(biāo)么值可使不同電壓級的值用等值電路聯(lián)系起來，從而計(jì)算十分簡單。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,總電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值（ ）的計(jì)算步驟如下： 1繪制計(jì)算電路圖 首先應(yīng)將復(fù)雜的三相供電網(wǎng)絡(luò)用單相來表示（如下圖）。之后注明各元件額定參數(shù)： 2. 短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在何處以及應(yīng)該選擇幾處，則應(yīng)根據(jù)選擇電氣設(shè)備和設(shè)計(jì)、整定繼電保護(hù)裝置的需要而定。 原則上：凡是在供電系統(tǒng)中聯(lián)接（安裝）電氣設(shè)備的高低壓母線，以及用電設(shè)備的接線端鈕處均應(yīng)選作短路計(jì)算點(diǎn)。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,系統(tǒng)運(yùn)行

22、方式： 最大運(yùn)行方式： 特點(diǎn)：雙回路電力線和并聯(lián)的變壓器均按并列運(yùn)行處理。 特性：合成總阻抗最小，計(jì)算最大短路電流 用途：作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。 最小運(yùn)行方式： 特點(diǎn)：按實(shí)際可能的單列系統(tǒng)供電。 特性：合成總阻抗最大，計(jì)算可能出現(xiàn)的最小短路電流。 用途：作為檢驗(yàn)繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作性能的依據(jù)。 注：運(yùn)行方式由電業(yè)部門和設(shè)計(jì)者確定。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,3繪制計(jì)算短路電流的等值電路 將短路電流所通過的一些元件，以阻抗的形式表示，無關(guān)的元件不必繪出。 為避免差錯(cuò)，對每個(gè)列出的 元件均需進(jìn)行順序編號，如 分子項(xiàng)數(shù)據(jù)。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算

23、,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,4選取基準(zhǔn)值，進(jìn)行電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值計(jì)算。 （1）選取基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量：技術(shù)習(xí)慣上選用100MVA 或1000MVA。 基準(zhǔn)電壓：選用元件所在級的 平均額定電壓。 （2）電抗基準(zhǔn)值計(jì)算： 分別計(jì)算每個(gè)元件阻抗標(biāo)么值： 算出后填寫在等值電路各元件 標(biāo)號的分母項(xiàng)上。 總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值： 按串、并聯(lián)等電路計(jì)算方法求出。,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,例31 試確定圖3-a中短路點(diǎn)K1和K2至大系統(tǒng)的總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值。有關(guān)參數(shù)如圖所示。其中：變壓器并列運(yùn)行，銅芯電纜截面為 ，所以取 解：第一步:繪制計(jì)算電路圖 第二

24、步:短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定 運(yùn)行方式：變壓器并列運(yùn)行 短路電流計(jì)算點(diǎn)： K1和K2 第三步：繪制計(jì)算短路電流的等值電路,圖3-a,圖3-,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,第四步：選取基準(zhǔn)值，進(jìn)行電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值計(jì)算 （1）選取基準(zhǔn)值： （2）電抗基準(zhǔn)值計(jì)算： 分別計(jì)算每個(gè)元件阻抗標(biāo)么值： 發(fā)電機(jī)： 高壓線路：,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,37KV,架空線,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,區(qū)域變壓器 (兩臺相同) ： 電抗器： （其中： ）,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,37KV,10.5KV,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)

25、算,電纜線路： 企業(yè)變壓器：,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,銅芯電纜,10.5KV,K2,K1,6.3KV,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值： 短路點(diǎn)K-1至大系統(tǒng)的總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值： 的模為： 實(shí)際上，由于 所以，可忽略 即 總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值總電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.3.3 短路電路總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值的計(jì)算,短路點(diǎn)K-2至大系統(tǒng)的總阻抗基準(zhǔn)標(biāo)么值： 忽略，則 ： 需指出： 由于計(jì)算短路電路時(shí)總是采用標(biāo)么值法， 為簡化計(jì)算表達(dá)式，今后在計(jì)算時(shí)，無特殊 情況，可以省略“”下標(biāo)。 如 可寫成,3.3 短路電路元件參數(shù)計(jì)算,3.4 三相短路電流的計(jì)

26、算,3.4.1 無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算 1概述 （1）無限大容量系統(tǒng)短路電流周期分量的重要特征： 電源電壓為恒定值，且內(nèi)阻為零。 整個(gè)短路過程中的三相短路電流周期分量有效值和幅值不變,3.4.1 無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,（2）三相短路時(shí)的等值電路 高壓系統(tǒng)：一般情況 ,所以忽略電阻。只求電抗x 低壓系統(tǒng)：如果 ，則需計(jì)算出電阻，并進(jìn)而求出 阻抗值。電阻及阻抗標(biāo)么值的求法與電抗完 全相同。 但一般低壓系統(tǒng)，因?yàn)闊o變壓器問題，多采 用有名值計(jì)算比較方便。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.1 無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,2三相短路時(shí)周期分量電流的計(jì)算 周期分量電流

27、基準(zhǔn)的標(biāo)么值： 周期分量有效值的有名值（KA或A） 周期分量有效值的基準(zhǔn)值 將上述關(guān)系代入（1），經(jīng)運(yùn)算得：,（忽略總電阻 ）,-由電源至短路點(diǎn)總阻抗的有名值,短路點(diǎn)所在電壓級的平均額定電壓,由電源至短路點(diǎn)總阻抗的基準(zhǔn)標(biāo)么值,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.1 無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,由此得一個(gè)重要結(jié)論：用基準(zhǔn)標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值，等于由電源到短路點(diǎn)總阻抗標(biāo)么值的倒數(shù)。簡稱為電抗分之一法。 利用（2）式求出 后，再乘以各級的基準(zhǔn)電流 ，就得出各級短路電流有名值,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.1 無限大電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,3次暫態(tài)三相短

28、路容量 用于校驗(yàn)斷路器的斷流能力斷開容量（也稱遮斷容量）。 ( ) 4三相短路全電流最大有效值及短路沖擊電流的計(jì)算 在討論短路的過渡過程時(shí)，已得出：,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算 有下列三種情況之一時(shí)，發(fā)生在企業(yè)高壓電網(wǎng)的短路稱為有限容量電源供電系統(tǒng)的短路： 電源容量較??； 發(fā)生短路的地點(diǎn)距電源較近； 工業(yè)企業(yè)內(nèi)部有自備發(fā)電廠。 在這幾種情況下，短路雖然發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)上，但對電源來說，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的出線端突然短接。這時(shí)就不能認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)的端電壓保持不變，短路的過度過程也比較復(fù)雜。,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流

29、計(jì)算,1短路電流的變化過程簡述 由于相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)端突然短路，其短路電流非周期分量（ ）的發(fā)生與衰減與無限大容量系統(tǒng)沒有差別。 短路電流周期分量的幅值，因發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的變化而不為常數(shù)，其變化過程如下圖所示： 周期分量幅值衰減的原因是由于短路電流在定子中流過，引起了發(fā)電機(jī)的“祛磁效應(yīng)”，消弱了發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合磁場，使定子內(nèi)電勢隨之下降，見P35 。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因相對于發(fā)動(dòng)機(jī)外部電抗來說無法忽略其內(nèi)部電抗，即不能認(rèn)為其內(nèi)阻為零。（短路點(diǎn)距發(fā)電機(jī)近）。這樣，有限容量的等值電路為： 發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢 發(fā)電機(jī)的端電壓 發(fā)

30、電機(jī)的次暫態(tài)電抗 從發(fā)電機(jī)出口端至短路點(diǎn)的外部電抗,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,的計(jì)算 稱為“次暫態(tài)短路電流”它是 時(shí)，短路電流 周期分量的有效值。（同無限大容量系統(tǒng)一樣，當(dāng)短路 發(fā)生時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電壓過零時(shí)（即t = 0時(shí)，U = 0）的周期 分量 將是最大。） 根據(jù)等值短路，求得： 的值可近似為： 發(fā)電機(jī)的額定電壓。 發(fā)電機(jī)的額定電流。 發(fā)電機(jī)的相角。 K比例系數(shù)。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,如果，將發(fā)電機(jī)的額定電壓近似地取平均額定電壓 則 ： 對于汽輪發(fā)電機(jī)： (因?yàn)?值較小，故 的第二項(xiàng)比

31、 要小) 水輪發(fā)電機(jī)：K值查表33得到（因?yàn)檩^大） 對于無限大容量： ，K1， 常數(shù)。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,3、 及 的計(jì)算 對于無限大容量系統(tǒng)： (沖擊電流) （短路電流最大瞬時(shí)值） （短路電流最大有效值） 對于有限容量系統(tǒng)： 應(yīng)為 工程上：發(fā)電機(jī)母線上發(fā)生短路，取 1.9則 高壓裝置內(nèi)發(fā)生短路，取 1.8則,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,4三相短路電流周期分量 的計(jì)算（短路電流實(shí)用計(jì)算法回顧）： 無限大電源：周期分量 (條件 常數(shù)) 有限容量電源：周期分量隨時(shí)間變化 發(fā)生短路后t時(shí)間發(fā)

32、電機(jī)的計(jì)算電勢 發(fā)生短路后t時(shí)間發(fā)電機(jī)的計(jì)算電抗 由于同步發(fā)電機(jī)出口突然短路時(shí)， 和 隨時(shí)間而變化的規(guī)律比較復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，很少用上式進(jìn)行計(jì)算，而是利用“運(yùn)算曲線數(shù)值表”（表34及表35），查出三相短路電流周期分量的有效值 。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,“運(yùn)算曲線數(shù)值表”是我國電力主管部門組織編制的。 分為水輪發(fā)電機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)兩種不同類型同步發(fā)電機(jī)而編制。表中： 短路回路的計(jì)算電抗標(biāo)幺值。它是以向短路點(diǎn)供送短路電流的發(fā)電機(jī)總額定容量 為基值而歸算求得的，它不同于 和 t計(jì)算短路電流的時(shí)間（S） 三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值，它是

33、以向回路點(diǎn)供電的發(fā)電機(jī)總?cè)萘繛榛刀鴼w算的。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,該表的使用方法： 如果選擇 (基準(zhǔn)容量不等于發(fā)電機(jī)總額定容量) 首先，以基準(zhǔn)容量 計(jì)算短路點(diǎn)至電源的總電抗標(biāo)幺值（包括發(fā)電機(jī)的電抗）： 再求出計(jì)算電抗 (歸算到發(fā)電機(jī)總額定容量的標(biāo)幺值) 最后根據(jù) 及t值，查表選擇 對應(yīng)的,注：與發(fā)電機(jī)，變壓器 的基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值相反,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算, 如果選擇 （即計(jì)算 時(shí)選擇 為基準(zhǔn)容量） 則 即利用 及t值查表選擇 注：“運(yùn)算曲線數(shù)值表”的 只給到3.45為止，因?yàn)?大于3

34、.45的時(shí)后，認(rèn)為短路遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)，此時(shí)，短路電流的計(jì)算按無限大容量電源供電考慮。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,5用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的方法 由于各種運(yùn)算是按單臺發(fā)電機(jī)繪制的，而網(wǎng)路中有時(shí)有多臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作，因此，短路電流實(shí)用計(jì)算法又可以根據(jù)網(wǎng)路的具體情況和短路電流精度的要求而采用下列兩種不同的方法。 （1）綜合計(jì)算電抗法又稱同一變化法 這種方法是將全部參加供給短路電流的發(fā)電機(jī)用一個(gè)等于它們?nèi)萘亢偷陌l(fā)電機(jī)來代替。 此法認(rèn)為，各發(fā)電機(jī)所給出的短路電流的周期分量具有同樣的變化規(guī)律，即不計(jì)及各發(fā)電機(jī)與短路點(diǎn)間的不同距離。,3.4 三相短路電流的計(jì)算

35、,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,具體步驟如下： 設(shè)有一系統(tǒng)，如右圖 繪制等值電路圖： 選擇 （額定電壓下所有發(fā)電機(jī)額定之和） 選?。合到y(tǒng)中有幾種類型的發(fā)電機(jī)時(shí) （如汽輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)）， 通常選容量和占大多數(shù)的那類發(fā) 電機(jī)的 為計(jì)算的依據(jù)。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,求短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值 因?yàn)?于是 由 值從相應(yīng)的運(yùn)算曲線數(shù)值表中（應(yīng)以容量之和占大多數(shù)的那類發(fā)電機(jī)，查相應(yīng)的曲線數(shù)值表）查出不同時(shí)間的周期分量的電流標(biāo)幺值 。 則t時(shí)刻的短路電流周期分量有效值為： 歸算到 電壓時(shí)，所有發(fā)電機(jī)額定電流之和。 根據(jù) 值，查表

36、確定 時(shí)的 (第一列的值),3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,求時(shí)間t時(shí)的短路容量： 或?qū)?代替上式得： 順便說明： 說明任何時(shí)間短路電流標(biāo)幺值與短路容量的標(biāo)幺值在數(shù)值上是相等的。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,（2）單獨(dú)變化計(jì)算法 目前設(shè)計(jì)部門計(jì)算短路電流時(shí)都采用此法。同一變化法的計(jì)算方法忽略了下列一些情況。 各電源與短路點(diǎn)之間的電氣距離不相同時(shí)的影響。 向短路點(diǎn)供電的電源中，可能即有水輪發(fā)電機(jī)又有汽輪發(fā)電機(jī)，它們在短路時(shí)過渡過程有很大的差別 工業(yè)企業(yè)可能有無限大容量電力系統(tǒng)供電，同時(shí)又由本企業(yè)自備發(fā)

37、電廠的同步發(fā)電機(jī)供電。 因此，我們說同一變化法是較近似的算法。 實(shí)際的供電網(wǎng)路中，往往不能忽視這些情況。,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,鑒于此，短路電流的計(jì)算應(yīng)按單獨(dú)變化法計(jì)算，即計(jì)算時(shí)，將條件相似的電源或發(fā)電機(jī)分在一組，分組的原則如下： a至短路點(diǎn)的電氣距離大致相等且同一類。 b.支路內(nèi)彼此無關(guān)，但又與短路點(diǎn)直接相聯(lián)的同一類型發(fā)電機(jī)分在一類。 c.無限大容量的電源，必須作為一個(gè)單獨(dú)的有源支路看待。 按上述原則分類合并后，可以將一個(gè)復(fù)雜的供電網(wǎng)路簡化或只有兩、三個(gè)電源的單獨(dú)支路對短路點(diǎn)供電的電路。如下圖所示：,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.

38、2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,(a) (b) 電源與短路點(diǎn)直接聯(lián)系 電源經(jīng)公共電抗流向短路點(diǎn) （又稱叉形短路）,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,電路a（叉形短路）短路點(diǎn)總的短路電流計(jì)算法： 選取基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓 ，求 求每一條分叉支路的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值 （根據(jù)各元件電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值的計(jì)算公式求） 如果某一電源為有限容量電源，為了查運(yùn)算曲線數(shù)值表還必須將其歸算到以該電源支路的總額定容量為基值的計(jì)算電抗標(biāo)幺值：（以電源2為例） 求每條分叉支路的短路電流 對無限容量電源： 對有限容量電源： 根據(jù) 求總的短路電流：將兩個(gè)電源送出的短路電流相加。

39、,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,電路b短路總的短路電流計(jì)算方法 選取基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓 ，求 求每一條分叉支路的電抗基準(zhǔn)標(biāo)幺值 通過Y-變換方法，將b短路變換成短路相似的叉形短路 ： 按照電路a計(jì)算方法求總的短路電流,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,例32按單獨(dú)變化法，試確定下圖中K-1和K-2的三相短路電流值。自備電廠的發(fā)電機(jī)為汽輪發(fā)電機(jī)，平均,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,解： 等值電路 選取 于是 將各電抗根據(jù)基準(zhǔn)容量歸算，求出各 元件電抗的基準(zhǔn)

40、標(biāo)幺值： 發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值: 變壓器的電抗標(biāo)幺值: 電纜線路電抗標(biāo)幺值:,k-1,k-2,自備電廠,系統(tǒng),3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算, K-1電短時(shí)的三相短路電流（電路a類型） 系統(tǒng)側(cè)分叉短路電流 是無限大容量電源 發(fā)電機(jī)側(cè)分叉短路電流 是汽輪發(fā)電機(jī)，且為有限容量電源 查表求短路電流標(biāo)幺值 首先，求歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的計(jì)算電抗 (實(shí)際上， 就是以發(fā)電機(jī)額定容量為基值的電抗標(biāo)幺值),3.4 三相短路電流的計(jì)算,自備電廠,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,之后，根據(jù)由表34用插值法得不同時(shí)間周期分量的電流標(biāo)幺值： 再求短路電流周

41、期分量有效值的 有名值。,插值法：,0.12 0.125 0.14,8.963 8.652 7.718,0,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,K-1點(diǎn)短路電流各值 高壓母線短路 取,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算, K-2 點(diǎn)的短路電流（電路b類型） a）Y- 變換,k-2,k-2,3.4 三相短路電流的計(jì)算,自備電廠,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,b）系統(tǒng)側(cè)分叉短路電流 是無限大容量電源 c）發(fā)電機(jī)側(cè)分叉的短路電流 首先，求 歸算到發(fā)電機(jī)容量的計(jì)算電抗 之后，根據(jù) 由表34用插值法得

42、：,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.4.2 有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算,再求短路電流周期分量有效值的有名值： K-2點(diǎn)總短路電流各值,3.4 三相短路電流的計(jì)算,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.1 計(jì)算短路電流時(shí)對外部電力系統(tǒng)的考慮（略） 進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，除計(jì)算網(wǎng)絡(luò) 中已知容量的發(fā)電機(jī)外，還要計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)以外的發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)，這些發(fā) 電機(jī)及系統(tǒng)用外部電力系統(tǒng)來代表， 它們對我們所計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)短路電流也有一定影響。 在考慮外部電力系統(tǒng)時(shí)，往往使計(jì)算短路電流所需的系統(tǒng)參數(shù)不全（如 或元件的阻抗未知），必須采用近似計(jì)算方法。 （1）當(dāng)不明確系統(tǒng)的容量，但知其容量很大時(shí)：可將系

43、統(tǒng)視為無限大容量電源來處理。,3.5.1 計(jì)算短路電流時(shí)對外部電力系統(tǒng)的考慮,（2）當(dāng)已知系統(tǒng)的額定容量 及電網(wǎng)某點(diǎn)短路時(shí)t秒時(shí)刻的短路容量 ，但不知系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 先求出短路電流標(biāo)幺值 根據(jù)t及 查表34或35，反查出 并認(rèn)為,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.1 計(jì)算短路電流時(shí)對外部電力系統(tǒng)的考慮,（3） 如果已知系統(tǒng)額定容量 及某點(diǎn)的最大短路電流容量 ,但不知 時(shí)，經(jīng)過一些換算求得 （定義見無限大容量的 ）,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.1 計(jì)算短路電流時(shí)對外部電力系統(tǒng)的考慮,（4）如果已知系統(tǒng)的額定容量 ，且知油斷路器的 型號及斷開容量（或遮斷容量） ,

44、但不知電抗參數(shù) 這時(shí)認(rèn)為 則 此值為斷路器以前的系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 （也是系統(tǒng)的容量為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值）,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.2 大型異步電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響 （略） 在工廠供電系統(tǒng)中大量的負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的反電勢低于網(wǎng)絡(luò)電壓。 當(dāng)端部突然發(fā)生三相短路時(shí)，如左圖所示其短路點(diǎn)的電壓為零。由于電動(dòng)機(jī)有較大的慣性，轉(zhuǎn)速不能立即降到零，因 此其反電勢大于電網(wǎng)的剩余電壓。此時(shí)的 電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一臺發(fā)電機(jī)，向短路點(diǎn)輸送 反饋電流。 但此時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)已失去電源， 定子和轉(zhuǎn)子電流都將很快地衰竭； 因此當(dāng)計(jì)算t0.015S以后的短路電流時(shí)，就不考慮大型異步電動(dòng)機(jī)對短路

45、電流的影響，也就是說只考慮其對短路電流沖擊值的影響。,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.2 大型異步電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響,即 電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流 電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電勢標(biāo)幺值，一般為0.9 電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值一般為0.17 電動(dòng)機(jī)額定電流（A） 短路電流沖擊系數(shù) 對高壓電機(jī)取1.41.6 對低壓電機(jī)取1,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.3 兩相短路電流的估算 （講） 無限大容量系統(tǒng)中三相短路電流一般比兩相短路電流大，所以在校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)和熱穩(wěn)定時(shí)，只需計(jì)算三相短路電流。 但在校驗(yàn)保護(hù)相間短路的繼電保護(hù)裝置在短路故障時(shí)，能否靈敏工作，就需要計(jì)算被保護(hù)線路末端的兩

46、相電流短路。 發(fā)生兩相短路的計(jì)算電路圖如下：,電源,兩相短路,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.5.3 兩相短路電流的估算,由圖看出 兩相短路電流周期值 短路點(diǎn)電壓級的平均電壓 電源到短路點(diǎn)的總阻抗 2倍的單相總阻抗 只計(jì)及電抗時(shí) 比較三相短路電流 既 或 沖擊電流：,3.5 電網(wǎng)短路電流計(jì)算的幾個(gè)特殊問題,3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析（略）,3.6.1短路電流的熱效應(yīng) 1導(dǎo)體的發(fā)熱過程 未通電流前，導(dǎo)體溫度與周圍 介質(zhì)的溫度相等。 正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體流過負(fù)荷電 流，產(chǎn)生一定的功耗，并轉(zhuǎn)換為 熱能，引起溫升 （工作） 短路時(shí)，大的短路電流將在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生大的熱量，且來不及向周圍散

47、熱，因此全部用來使導(dǎo)體的溫度迅速升高。 如圖 時(shí)刻發(fā)生短路，溫度升高。在 時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，切除短路，導(dǎo)體內(nèi)無電流，不產(chǎn)生熱量，只向周圍介質(zhì)散熱，最后達(dá) .,3.6.1短路電流的熱效應(yīng),計(jì)算短路時(shí)載流導(dǎo)體發(fā)熱的目的，是為了確定導(dǎo)體通過短路電流時(shí)的最高溫度，是否超過國家規(guī)定的短路時(shí)最高允許溫度 (al-allowable)。 當(dāng) 時(shí)，則稱該導(dǎo)體在短路時(shí)是熱穩(wěn)定的，否則需要增大導(dǎo)體截面或采取措施限制短路電流（如加電抗器），以保證 。 導(dǎo)體發(fā)熱的計(jì)算：,3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析,3.6.1短路電流的熱效應(yīng),根據(jù)熱平衡方程： （產(chǎn)生的熱量 = 散發(fā)的熱量） 短路全電流的瞬時(shí)值（A） 溫度為時(shí)

48、導(dǎo)體的電阻（） （短路電流引起的發(fā)熱使電阻也發(fā)生變化） 平均電阻率 s導(dǎo)體截面 l導(dǎo)體長度 溫度為的導(dǎo)體的比熱 、為溫度系數(shù) G導(dǎo)體重量 導(dǎo)體比重（密度）（g/cm3 ）,3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析,3.6.1短路電流的熱效應(yīng),為求短路切除時(shí)導(dǎo)體的最高溫度，可對上式兩邊求積分: 等式左邊積分從0到t(t為短路切除時(shí)間：包括主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器分閘時(shí)間) 等式右邊從導(dǎo)體起始溫度 到最高溫度 將R，C，G代入得： 由于 隨時(shí)間變化的規(guī)律很復(fù)雜。按上式求 是困難，因此實(shí)際計(jì)算引入“短路電流作用假想時(shí)間 ”這一概念來處理。(iimaginary),3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析,3.

49、6.1短路電流的熱效應(yīng),假想時(shí)間 是假想在 時(shí)間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)短路電流流過導(dǎo)體所發(fā)生的熱量，等于在短路計(jì)算時(shí)間t內(nèi)，短路全電流 流過導(dǎo)體的發(fā)出熱量。 因此上式積分等式左邊： 等式右邊: 于是有,3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析,3.6.1短路電流的熱效應(yīng),因?yàn)槎搪窌r(shí)導(dǎo)體發(fā)熱是由短路全電流所決定，故假想時(shí)間必須與短路全電流的作用相對應(yīng)。為計(jì)算方便，在工程上將假想時(shí)間分為兩部分。 短路電流周期分量的假想時(shí)間 短路電流非周期分量的假想時(shí)間 根據(jù) 和t值查（P60）圖315曲線就可求得,-切除短路故障的時(shí)間,-繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 operation,-繼電器（開關(guān)）固有分閘時(shí)間，不作特 殊說明，取0.05S（見P145）,3.6 短路電流的熱效應(yīng)及力效應(yīng)分析,3.6.1短路電流的熱效應(yīng),的計(jì)算： 以上推出的方程式及附加曲線可以解決截流導(dǎo)體及電器在短路時(shí)發(fā)熱的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)計(jì)算。