第3章短路電流及其計(jì)算ppt課件

1、第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第1頁第3章短路電流及其計(jì)算內(nèi)容提要：本章討論和計(jì)算供配電系統(tǒng)在短路故障情況下的電流簡(jiǎn)內(nèi)容提要：本章討論和計(jì)算供配電系統(tǒng)在短路故障情況下的電流簡(jiǎn)稱短路電流），包括無限大容量系統(tǒng)中三相、兩相、單相短路電流計(jì)稱短路電流），包括無限大容量系統(tǒng)中三相、兩相、單相短路電流計(jì)算。最后介紹短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)。算。最后介紹短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)。短路計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系短路計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保

2、證供配電系統(tǒng)統(tǒng)的保護(hù)裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保證供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作。中出現(xiàn)短路時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作。 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第2頁 在工廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，在工廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，還要考慮系統(tǒng)的不正常運(yùn)行狀態(tài)和故障情況，最嚴(yán)重的故障是短路故障。還要考慮系統(tǒng)的不正常運(yùn)行狀態(tài)和故障情況，最嚴(yán)重的故障是短路故障。短路是指不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗短路是指不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性

3、連接或經(jīng)小阻抗連接。連接。 3.1 3.1 短路與短路電流有關(guān)概念短路與短路電流有關(guān)概念形成短路的原因主要有：形成短路的原因主要有：1、 元件損壞，例如設(shè)備絕緣材料老化，設(shè)計(jì)制造安裝及維護(hù)不良等造元件損壞，例如設(shè)備絕緣材料老化，設(shè)計(jì)制造安裝及維護(hù)不良等造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。成的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。2、 氣象條件惡化，例如雷擊過電壓造成的閃絡(luò)放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架氣象條件惡化，例如雷擊過電壓造成的閃絡(luò)放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。空線斷線或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。3、 人為過失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線路或設(shè)備時(shí)未排除人為過失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線路

4、或設(shè)備時(shí)未排除接地線就合閘供電等。接地線就合閘供電等。4、 其他原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸風(fēng)箏跨接在截流裸導(dǎo)體上等。其他原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸風(fēng)箏跨接在截流裸導(dǎo)體上等。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第3頁短路的危害：短路的危害：1、 在工業(yè)供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電在工業(yè)供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安，短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞

5、設(shè)備和電纜。產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜。2、 設(shè)備通過短路電流將使其發(fā)熱增加，如短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電氣設(shè)備可設(shè)備通過短路電流將使其發(fā)熱增加，如短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電氣設(shè)備可能由于過熱造成導(dǎo)體熔化或絕緣損壞。能由于過熱造成導(dǎo)體熔化或絕緣損壞。3、 短路時(shí)故障點(diǎn)往往有電弧產(chǎn)生，它不僅可能燒壞故障元件，且可能殃及短路時(shí)故障點(diǎn)往往有電弧產(chǎn)生，它不僅可能燒壞故障元件，且可能殃及周圍設(shè)備。周圍設(shè)備。4、 在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)，在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電

6、動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減少，轉(zhuǎn)速隨之下降，當(dāng)電壓大幅度下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)減少，轉(zhuǎn)速隨之下降，當(dāng)電壓大幅度下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。品報(bào)廢、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。5、 發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)不平衡電流產(chǎn)生的磁通，可以在附近的電路內(nèi)感應(yīng)出發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)不平衡電流產(chǎn)生的磁通，可以在附近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于架設(shè)在高壓電力線路附近的通信線路或鐵道信號(hào)系統(tǒng)會(huì)很大的電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于架設(shè)在高壓電力線路附近的通信線路或鐵道信號(hào)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。6、 當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，有可

7、能造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，有可能造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。系統(tǒng)的運(yùn)行解列。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第4頁在三相系統(tǒng)中在三相系統(tǒng)中,短路的基本形式有：短路的基本形式有：三相短路，三相短路， 兩相短路，兩相短路，單相短路，單相短路， 兩相接地短路。兩相接地短路。防止短路對(duì)策防止短路對(duì)策嚴(yán)格遵守操作規(guī)程嚴(yán)格遵守操作規(guī)程 文明施工文明施工 正確安裝和維護(hù)防雷設(shè)備正確安裝和維護(hù)防雷設(shè)備 預(yù)防性試驗(yàn)預(yù)防性試驗(yàn) 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短

8、路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第5頁短路故障的種類短路故障的種類 短路回路中流過很大的短路電流，短路回路中流過很大的短路電流，故障相電壓為零故障相電壓為零 不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路 兩相短路兩相短路接地接地 三相電路中都流過很大的短路電三相電路中都流過很大的短路電流，短路時(shí)電壓和電流保持對(duì)稱，流，短路時(shí)電壓和電流保持對(duì)稱，短路點(diǎn)電壓為零短路點(diǎn)電壓為零 對(duì)稱短路對(duì)稱短路 三相短路三相短路 短路回路中流過很大的短路電流，短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對(duì)稱性被破壞電壓和電流的對(duì)稱性被破壞 不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路 兩相短路兩相短路 短路電流僅在故障相中流過，故短路電流僅在故障相

9、中流過，故障相電壓下降，非故障相電壓會(huì)障相電壓下降，非故障相電壓會(huì)升高升高 不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路 單相短路單相短路 特點(diǎn)特點(diǎn) 短路性質(zhì)短路性質(zhì) 示示 圖圖 表示表示符號(hào)符號(hào) 短路名稱短路名稱 )1(k)2(k) 1 , 1 (k)3(k第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第6頁無限大容量系統(tǒng)三相短路分析無限大容量系統(tǒng)三相短路分析 一、無限大容量系統(tǒng)一、無限大容量系統(tǒng)（1目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算目的：簡(jiǎn)化短路計(jì)算（2定義：所謂定義：所謂“無限大容量系統(tǒng)無限大容量系統(tǒng)”是指端電壓基本保持恒定的電力系統(tǒng)。是指端電壓基本保持恒定的電力系統(tǒng)。如電力系統(tǒng)的電源總阻抗

10、不超過短路電路如電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的總阻抗的510，或電力系統(tǒng)容量大于，或電力系統(tǒng)容量大于用戶供電系統(tǒng)容量用戶供電系統(tǒng)容量50倍時(shí)。可視電力系統(tǒng)倍時(shí)?？梢曤娏ο到y(tǒng)為容量無限大系統(tǒng)。為容量無限大系統(tǒng)。 （3合理性合理性 STSS 誤差在允許范圍誤差在允許范圍第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第7頁無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程無限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程（1正常工作時(shí)正常工作時(shí) u=Umsin(t+) I=Imsin(t+-) （2k點(diǎn)三相短路定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過渡過程，k點(diǎn)右側(cè)，沒有電源，電流衰減到零，

11、k點(diǎn)左側(cè)有電源，負(fù)荷L,I,I不突變，出現(xiàn)周期分量。定量分析：定量分析： 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第8頁t=0時(shí)：i0-=i0+ i0=iK0Imsin(-)=IKmsin(-k)+inpoinpo=Imsin(-)-IKmsin(-k)iK=IKmsin(t+-K)Imsin(-)IKmsin(-K)e-t/=ip+inp第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第9頁最嚴(yán)重三相短路電流時(shí)的短路電流最嚴(yán)重三相短路電流時(shí)的短路電流短路電流非周期分量初值最大時(shí)短路電流瞬時(shí)值亦最大。短路電流非周期分量

12、初值最大時(shí)短路電流瞬時(shí)值亦最大。最嚴(yán)重短路電流的條件為：最嚴(yán)重短路電流的條件為：（1短路回路純電感，短路回路純電感，K=90 高壓網(wǎng)絡(luò)高壓網(wǎng)絡(luò)K=90（2短路瞬間電壓過零，短路瞬間電壓過零，=0或或180（3短路前空載或短路前空載或cos=1即有即有 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第10頁三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量（1短路電流周期分量有效值短路電流周期分量有效值 Uav_: 短路計(jì)算電壓或平均額定電壓短路計(jì)算電壓或平均額定電壓 Uc1.05UN0.4, 6.3, 10.5, 37, 115, 230kV（2短路次暫態(tài)電流短路次暫

13、態(tài)電流I短路后第一個(gè)周期短路電流周期分量之有效值短路后第一個(gè)周期短路電流周期分量之有效值無限大容量系統(tǒng)無限大容量系統(tǒng) I= IP =I第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第11頁（3短路全電流有效值iK(t) （4短路沖擊電流ish 短路全電流最大瞬時(shí)值 Ksh沖擊系數(shù)1Ksh2短路沖擊電流有效值Ish 高壓系統(tǒng)Ksh=1.8, ish=2.55I, Ish=1.51I低壓系統(tǒng)Ksh=1.3, ish=1.84I, Ish=1.09I 2)()(2)(tnptptkiII 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)

14、第3章第12頁（5短路穩(wěn)態(tài)電流I 對(duì)無限大容量系統(tǒng) （6三相短路容量 式中，式中，SK為三相短路容量為三相短路容量MVA）；）；Uav為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓kV）；）；Ik為短路電流為短路電流kA）。）。 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第13頁 短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量的有效值，稱為次暫態(tài)短路電短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量的有效值，稱為次暫態(tài)短路電流有效值。用來作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量。應(yīng)采用流有效值。用來作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量。應(yīng)采用

15、電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。算保護(hù)裝置的整定值。 短路后經(jīng)過半個(gè)周期即短路后經(jīng)過半個(gè)周期即0.01s0.01s時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過程時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過程中的最大瞬時(shí)電流。這一最大的瞬時(shí)短路電流稱為短路沖擊電流。為三相短路沖中的最大瞬時(shí)電流。這一最大的瞬時(shí)短路電流稱為短路沖擊電流。為三相短路沖擊電流峰值，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。擊電流峰值，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。 三相短路沖擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。三相短路

16、沖擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。也用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。也用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。 短路計(jì)算的目的和短路參數(shù) )3/(I)3(shi)3(shI第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第14頁短路計(jì)算的方法簡(jiǎn)介 有名值法有名值法標(biāo)幺值法標(biāo)幺值法短路容量法短路容量法如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用短路如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用短路容量表示，稱短路容量法。容量表示，稱短路容量法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用相對(duì)如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用相對(duì)值表示，稱標(biāo)幺值法。

17、值表示，稱標(biāo)幺值法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用有名如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用有名值即有單位的值表示，稱有名值法值即有單位的值表示，稱有名值法( (歐姆法歐姆法) )。3.2 無限大容量系統(tǒng)中三相短路電流的計(jì)算無限大容量系統(tǒng)中三相短路電流的計(jì)算 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第15頁（1 1用有名值法用有名值法( (歐姆法歐姆法) )進(jìn)行短路計(jì)算的步驟進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：歸納為： 繪制短路回路等效電路繪制短路回路等效電路 計(jì)算短路回路中各元件的阻抗值計(jì)算短路回路中各元件的阻抗值 求等效阻抗，化簡(jiǎn)電路求等

18、效阻抗，化簡(jiǎn)電路 計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其它短路參數(shù)計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其它短路參數(shù) 列短路計(jì)算表列短路計(jì)算表第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第16頁有名值法歐姆法）有名值法歐姆法）無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，三相短路電流周期分量有效值：無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，三相短路電流周期分量有效值：22)3(33 XRUZUICCK高壓電路：三相短路電流周期分量有效值：高壓電路：三相短路電流周期分量有效值： XUICK3)3(三相短路容量：三相短路容量：)3()3(3KCKIUS幾個(gè)主要元件的阻抗計(jì)算略）幾個(gè)主要元件的阻抗計(jì)

19、算略）第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第17頁2ccURRU2ccUXXU式中式中 R、X 和和Uc為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計(jì)算電壓；為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計(jì)算電壓； R 、X 和和Uc 為換算后元件的電阻、電抗和短路點(diǎn)的計(jì)算電壓。為換算后元件的電阻、電抗和短路點(diǎn)的計(jì)算電壓。實(shí)際上只有電力線路的阻抗需要按上列公式換算。實(shí)際上只有電力線路的阻抗需要按上列公式換算。留意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，假如電路內(nèi)含有電力變壓器時(shí)，電路留意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，假如電路內(nèi)含有電力變壓器時(shí)，電路內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到

20、短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓去，阻抗等效內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓去，阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變。換算的條件是元件的功率損耗不變。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第18頁例例3-1 某供電系統(tǒng)如圖某供電系統(tǒng)如圖3-5所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為所示。已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10-10型。試求工廠型。試求工廠變電所高壓變電所高壓10kV母線上母線上k-1點(diǎn)短路和低壓點(diǎn)短路和低壓 380V母線上母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。路容量。 例例3-1的短路計(jì)算電路圖的短路計(jì)算電路圖 解

21、：解：1. 求求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量點(diǎn)的三相短路電流和短路容量Uc1= 10.5 kv） (1) 計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗 1) 電力系統(tǒng)的電抗：由附錄表電力系統(tǒng)的電抗：由附錄表8可查得可查得SN10-10型斷路器的斷流容量型斷路器的斷流容量Soc=500 MVA，因此，因此S91000(DYn11)S91000(DYn11)2211(10.5)0.22500cocUkVXSMVA第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第19頁 2) 架空線路的電抗：由表架空線路的電抗：由表3-1查得查得X0 =

22、0.35/km ,因此因此 3)繪繪k -1點(diǎn)短路的等效電路如圖所示。點(diǎn)短路的等效電路如圖所示。圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)分子和電抗值分母），并計(jì)算其總電抗為圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)分子和電抗值分母），并計(jì)算其總電抗為 200.35(/)51.75XX lkmkm(1)120.221.751.97kXXX 例例3-1的短路等效電路圖歐姆法）的短路等效電路圖歐姆法）第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第20頁(2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量計(jì)算三相短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電

23、流三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 3) 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 4) 三相短路容量三相短路容量 (3)11(1)10.53.08331.97ckkUkVIkAX( 3 )( 3 )( 3 )13 .0 8kIIIkA(3)(3)2.552.55 3.087.85shiIkAkA(3)(3)1.511.513.084.65shIIkAkA(3)(3)11133 10.53.0856.0kckSU IkVkAMVA第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第21頁 2. 求求k -2點(diǎn)的短路電流

24、和短路容量點(diǎn)的短路電流和短路容量Uc2= 0.4kV ） (1) 計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗 1) 電力系統(tǒng)的電抗電力系統(tǒng)的電抗 2) 架空線路的電抗架空線路的電抗 3) 電力變壓器的電抗：由附錄表電力變壓器的電抗：由附錄表5查得查得Uk5，因此，因此 22421(0.4)3.210500cocUkVXSMVA32224310810004 . 01005100%kVAkVSUUXXNck32212021054. 25 .104 . 05)/(35. 0kVkVkmkmUUlXXcc第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電

25、技術(shù)第3章第22頁4) 繪繪k -2點(diǎn)短路的等效電路如圖點(diǎn)短路的等效電路如圖b所示，并計(jì)算其總電抗所示，并計(jì)算其總電抗 (2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量計(jì)算三相短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 43432143212/XXXXXXXXXXXK 33341086. 621081054. 2102 . 3kAkVXUIkck7 .331086. 634 . 033)2(2)3(2kAIIIk7 .33)3(2)3()3( 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠

26、供配電技術(shù)第3章第23頁 3) 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 4) 三相短路容量三相短路容量 表表3-2 例例3-1的短路計(jì)算表的短路計(jì)算表 kAkAIish0 .627 .3384.184.1)3()3( kAkAIIsh7 .367 .3309.109.1)3()3( MVAkAkVIUSkck3 .237 .334 . 033)3(22)3(2 23.3 36.7 62.033.733.733.7 56.04.657.853.083.083.08三相短路容量 / MVA 三相短路電流 / kA 短路計(jì)算點(diǎn)(3)kI(3)I(3)

27、I(3)shi(3)kS1k2k) 3(shI第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第24頁（2 2用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為： 選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計(jì)算短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計(jì)算短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流 繪制短路回路的等效電路繪制短路回路的等效電路 計(jì)算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值 求總電抗標(biāo)幺值，化簡(jiǎn)電路求總電抗標(biāo)幺值，化簡(jiǎn)電路 計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù) 列短路計(jì)算表列短路計(jì)算表 第第3 3章章

28、 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第25頁通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。一、標(biāo)幺制一、標(biāo)幺制用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值稱為標(biāo)幺值，標(biāo)任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值稱為標(biāo)幺值，標(biāo) 幺值沒有單位。即幺值沒有單位。即 容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第26頁基準(zhǔn)容量基準(zhǔn)容量SdSd，基準(zhǔn)電壓，

29、基準(zhǔn)電壓UdUd，基準(zhǔn)電流，基準(zhǔn)電流IdId和基準(zhǔn)阻抗和基準(zhǔn)阻抗ZdZd亦應(yīng)遵守功率方亦應(yīng)遵守功率方程程 和電壓方程和電壓方程 。故有。故有 通常通常Sd=100MVA, Ud= Sd=100MVA, Ud= 線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。 二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗 短路電流計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算短路回路中各個(gè)電氣元件的阻抗及短路短路電流計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算短路回路中各個(gè)電氣元件的阻抗及短路回路總阻抗?；芈房傋杩?。1線路的電阻標(biāo)幺值和電抗標(biāo)幺值線路的電阻標(biāo)幺值和電抗標(biāo)幺值第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)

30、第3章第27頁2變壓器的電抗標(biāo)幺值變壓器的電抗標(biāo)幺值 3電抗器的電抗標(biāo)幺值電抗器的電抗標(biāo)幺值 Ud為電抗器安裝處的基準(zhǔn)電壓。為電抗器安裝處的基準(zhǔn)電壓。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第28頁4電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值（1已知電力系統(tǒng)電抗有名值已知電力系統(tǒng)電抗有名值XS 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值為系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值為 （2 2已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量SocSoc （3已知電力系統(tǒng)出口處的短路容量SK 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第29頁5短路回路總阻抗

31、短路回路總阻抗 假設(shè)假設(shè) 時(shí)，可略去電阻，即時(shí)，可略去電阻，即 = 三、三相短路電流計(jì)算三、三相短路電流計(jì)算1 1三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值 由于由于 ， ，上式即為上式即為 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第30頁3三相短路容量三相短路容量 或或 短路電流具體計(jì)算步驟：短路電流具體計(jì)算步驟：根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件，并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。短路計(jì)算有關(guān)的元件，并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。畫出計(jì)算短路電

32、流的等效電路圖，每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示，電源用畫出計(jì)算短路電流的等效電路圖，每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值等效電路化簡(jiǎn)，求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)等效電路化簡(jiǎn)，求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、-Y或或Y-變換、等電位法等。變換、等電位法等

33、。按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，再計(jì)算短按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，再計(jì)算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第31頁1kV以下的低壓電力網(wǎng)中的短路電流計(jì)算的特點(diǎn)：以下的低壓電力網(wǎng)中的短路電流計(jì)算的特點(diǎn)：1、 供電電源可以看作是無限大容量系統(tǒng)。供電電源可以看作是無限大容量系統(tǒng)。2、 電阻值電阻值R相對(duì)較大而電抗值相對(duì)較大而電抗值X相對(duì)較小，所以低壓電網(wǎng)中電阻不能忽略，相對(duì)較小，所以低壓電網(wǎng)中電阻不能忽略，

34、為避免復(fù)數(shù)運(yùn)算，一般可用阻抗的模為避免復(fù)數(shù)運(yùn)算，一般可用阻抗的模|Z|2=R2+X2進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。3、 直接使用有名值計(jì)算更方便。直接使用有名值計(jì)算更方便。4、 非周期分量衰減快。所以非周期分量衰減快。所以Ksh取取11.3。5、 必須計(jì)及下列元件阻抗的影響：必須計(jì)及下列元件阻抗的影響： 長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為1015m或更長(zhǎng)的電纜和母線阻抗?；蚋L(zhǎng)的電纜和母線阻抗。 多匝電流互感器原繞組的阻抗。多匝電流互感器原繞組的阻抗。 低壓自動(dòng)空氣開關(guān)過流線圈的阻抗。低壓自動(dòng)空氣開關(guān)過流線圈的阻抗。 閘刀開關(guān)和自動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)電阻。閘刀開關(guān)和自動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)電阻。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算

35、工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第32頁 例例3-2 試用標(biāo)幺制法計(jì)算例試用標(biāo)幺制法計(jì)算例 3-1所示供電系統(tǒng)中所示供電系統(tǒng)中 k -1點(diǎn)和點(diǎn)和 k -2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。 解：解： (1) 確定基準(zhǔn)值確定基準(zhǔn)值 取取 (2) 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 由附錄表由附錄表8查得查得 ，因此，因此 2) 架空線路的電抗標(biāo)幺值架空線路的電抗標(biāo)幺值 由表由表3-1查得查得 ，因此，因此 3) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 由附錄表由附錄表5查得查得 ，

36、因此，因此500ocSMVA11000.2500docSMVAXSMVA00.35/Xkm202211000.35(/)51.5910.5dcSMVAXX lkmkmUkV5% kU0 . 5100010010100510001001005343kVAkVAkVAMVAXXkVUkVUMVASccd4 . 0,5 .10,10021kAkVMVAUSIcdd50. 55 .103100311kAkVMVAUSIcdd1444 .03100322第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第33頁例例3-2的短路等效電路圖標(biāo)幺制法）的短路等效電路圖標(biāo)幺制法）

37、 (3) 計(jì)算計(jì)算 k -1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1) 總電抗標(biāo)幺值總電抗標(biāo)幺值 2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值 3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 4) 三相短路容量三相短路容量(1)120.2 1.591.79kXXX(3)11(1)5.53.071.79dkkIkAIkAX(3)(3)(3)13.07kIIIkA(3)(3)(3)(3)2.552.553.077.831.511.51 3.074.64shshiIkAkAIIkAkA(3)1(1)10055.91.79dkkSMVA

38、SMVAX35.045.0第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第34頁 (4) 計(jì)算計(jì)算k -2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1) 總電抗標(biāo)幺值總電抗標(biāo)幺值 2) 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值 3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 4) 三相短路容量三相短路容量29. 420 . 559. 12 . 0/4321)2(XXXXXkkAkAXIIkdk6 .3329. 4144)2(2)3(2kAIIIk6.33)3(2)3()3( kAkAish8.616

39、.3384.1)3(kAkAIsh6.366.3309.1)3(MVAMVAXSSkdk3 .2329. 4100)2()3(2 由此可見，采用標(biāo)幺制法的計(jì)算結(jié)果與例由此可見，采用標(biāo)幺制法的計(jì)算結(jié)果與例3-1采用歐姆法計(jì)算的結(jié)果基本相同。采用歐姆法計(jì)算的結(jié)果基本相同。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第35頁3.3 兩相和單相短路電流計(jì)算兩相和單相短路電流計(jì)算 一、兩相短路電流的計(jì)算一、兩相短路電流的計(jì)算無限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)，其短路電流可由下式求得無限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)，其短路電流可由下式求得 UavUav為短路點(diǎn)的平均額定電壓，為

40、短路點(diǎn)的平均額定電壓，ZkZk為短路回路一相總阻抗。為短路回路一相總阻抗。 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第36頁二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算在工程計(jì)算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相在工程計(jì)算中，大接地電流系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)，單相短路電流可用下式進(jìn)行計(jì)算：短路時(shí)，單相短路電流可用下式進(jìn)行計(jì)算： 為短路點(diǎn)的平均額定電壓；為短路點(diǎn)的平均額定電壓；ZP-0為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算： RT、XT為變壓器的單相等效電阻和電抗；為變壓

41、器的單相等效電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。0)1( ZUIK U第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第37頁3.4 短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn) 導(dǎo)體或電氣設(shè)備的熱效應(yīng)是指導(dǎo)體或電氣設(shè)備短路時(shí)的最高溫度小于或等于導(dǎo)體或電氣設(shè)備的最高允許溫度，保證導(dǎo)體或電氣設(shè)備不被損壞。 導(dǎo)體或電氣設(shè)備的電動(dòng)效應(yīng)是指導(dǎo)體或電氣設(shè)備短路時(shí)，導(dǎo)體中將流過很大的沖擊電流，從而產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。這時(shí)如果導(dǎo)體和它的支撐物的機(jī)械強(qiáng)度不夠，必將造成變形而引起嚴(yán)重事故。為此，必須研究短路

42、電流沖擊值所產(chǎn)生電動(dòng)力的大小和特征，以便在選擇電氣設(shè)備時(shí)考慮它的影響，保證具有足夠的穩(wěn)定性，使電氣設(shè)備可靠地運(yùn)行。 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第38頁一、短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)一、短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 導(dǎo)體通過電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為電動(dòng)力。正常工作時(shí)導(dǎo)體通過電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為電動(dòng)力。正常工作時(shí)電流不大，電動(dòng)力很小。短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產(chǎn)生的電電流不大，電動(dòng)力很小。短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產(chǎn)生的電動(dòng)力最大。動(dòng)力最大。1 1兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力由電工基礎(chǔ)可知，位

43、于空氣中的兩平行導(dǎo)體中流過的電流分別為由電工基礎(chǔ)可知，位于空氣中的兩平行導(dǎo)體中流過的電流分別為i1i1和和i2i2A A時(shí)，時(shí)，i1i1產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體2 2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1B1，i2i2產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體1 1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2B2，兩導(dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生的電動(dòng)力的方向由左手定，兩導(dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生的電動(dòng)力的方向由左手定則決定，大小相等，由下式?jīng)Q定則決定，大小相等，由下式?jīng)Q定 式中，為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間的距離式中，為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間的距離cmcm）；）；a a為兩導(dǎo)體為兩導(dǎo)體軸線間距離軸線間距離cmcm）；）；KfK

44、f為形狀系數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體為形狀系數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體Kf=1Kf=1，矩形導(dǎo)體根據(jù)矩形導(dǎo)體根據(jù) 和和 查曲線。查曲線。l第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第39頁2短路電流的電動(dòng)力短路電流的電動(dòng)力由式由式3-45計(jì)算三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力中間相為計(jì)算三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力中間相為 由式由式3-44計(jì)算兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為計(jì)算兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 因此，兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力也具有下列關(guān)系因此，兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)

45、力也具有下列關(guān)系 由此可見，三相短路時(shí)中間相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到由此可見，三相短路時(shí)中間相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力大。因此，校驗(yàn)電器設(shè)備或?qū)w的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采用三相短路沖擊的電動(dòng)力大。因此，校驗(yàn)電器設(shè)備或?qū)w的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采用三相短路沖擊電流或沖擊電流有效值。電流或沖擊電流有效值。272)3()3(/103ANaliKFhsf 272)2()2(/102ANaliKFhsf 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第40頁二短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件二短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件（1 1對(duì)一般電器：對(duì)一般電器：要求電器的極限通

46、過電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值大于最大短路電流峰值要求電器的極限通過電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值大于最大短路電流峰值 式中式中 電器的極限通過電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值；電器的極限通過電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值； 最大短路電流峰值。最大短路電流峰值。（2 2對(duì)絕緣子：對(duì)絕緣子：要求絕緣子的最大允許抗彎載荷大于最大計(jì)算載荷，即要求絕緣子的最大允許抗彎載荷大于最大計(jì)算載荷，即式中式中 絕緣子的最大允許載荷；絕緣子的最大允許載荷； 最大計(jì)算載荷。最大計(jì)算載荷。shiimaxCalFFmaxishialFCF第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第41頁3. 硬母線的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件硬母線的動(dòng)

47、穩(wěn)定度校驗(yàn)條件alccMW圖圖3-9 水平排列的母線水平排列的母線a) 平放平放 b) 豎放豎放第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第42頁三、電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響三、電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)電機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流。同時(shí)

48、電動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)電機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流。同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，如下圖所示。電動(dòng)機(jī)提供的沖電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，如下圖所示。電動(dòng)機(jī)提供的沖擊短路電流可按下式計(jì)算；擊短路電流可按下式計(jì)算； 式中，式中，KshMKshM為電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動(dòng)機(jī)取為電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動(dòng)機(jī)取1.01.0，高壓電機(jī)取高壓電機(jī)取1.41.61.41.6； 為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值；為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值； 為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值；為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗

49、標(biāo)幺值；INMINM為電動(dòng)機(jī)額定電流；為電動(dòng)機(jī)額定電流； 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第43頁 電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)電機(jī)種類電機(jī)種類同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)機(jī) 調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)綜合負(fù)載綜合負(fù)載 1.11.10.90.91.21.20.80.8 0.20.20.20.20.160.160.350.35因此，考慮電動(dòng)機(jī)的影響后，短路點(diǎn)的沖擊短路電流為因此，考慮電動(dòng)機(jī)的影響后，短路點(diǎn)的沖擊短路電流為ish.= isish.= is + is+ is.M .M 第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第

50、44頁 因此母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為因此母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為 例例3-3 設(shè)例設(shè)例3-1所示工廠變電所所示工廠變電所380V側(cè)母線上接有側(cè)母線上接有380V感應(yīng)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)250kW，平，平均均 ，效率，效率 。該母線采用。該母線采用LMY-10010的硬鋁母線，水平平放，檔距為的硬鋁母線，水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于，檔數(shù)大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。試求該母線三相短路時(shí)所受的最大。試求該母線三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力，并校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度。電動(dòng)力，并校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度。 cos0.70.75解解 (1) (1) 計(jì)算母線三

51、相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力計(jì)算母線三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力由例由例3-13-1的計(jì)算知，的計(jì)算知，380V380V母線的短路電流母線的短路電流 ， ；而接于；而接于380V380V母線母線的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流為的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流為 由于由于 ，故需計(jì)入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組的反饋電流的影響，該電動(dòng)機(jī)組的反，故需計(jì)入感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組的反饋電流的影響，該電動(dòng)機(jī)組的反饋沖擊電流值為饋沖擊電流值為kAIk7 .33)3(kAish0.62)3()3(01. 0kMNIIkAVkWIMN724. 075. 07 . 03803250272)3()3(/10)(3ANaliiFMshshNANmmAA4334/101

52、6. 09 . 0)107 . 4100 .62(327233kAkAiMsh7 .4724.015 .6第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第45頁母線的截面系數(shù)為母線的截面系數(shù)為 (2) (2) 校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在母線在 作用時(shí)的彎曲力矩為作用時(shí)的彎曲力矩為 (3)F2253(0.1 )0.011.667 1066b hmmWm(3)43340.93901010F lNmMN m故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為63339023.4 1023.41.667 10cMN m

53、PaMPaWm而硬鋁母線而硬鋁母線LMY的允許應(yīng)力為的允許應(yīng)力為7023.4alcMPaMPa由此可見，該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。由此可見，該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。第第3 3章章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)第3章第46頁四、短路電流的熱效應(yīng)四、短路電流的熱效應(yīng)1短路發(fā)熱的特點(diǎn)短路發(fā)熱的特點(diǎn) 導(dǎo)體通過電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能，使導(dǎo)體溫導(dǎo)體通過電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能，使導(dǎo)體溫度上升。度上升。 正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過負(fù)荷電流，產(chǎn)生的熱能使導(dǎo)體溫正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過負(fù)荷電流，產(chǎn)生的熱能使導(dǎo)體溫度升高，同時(shí)向?qū)w周圍介質(zhì)散失。度升高，同時(shí)向?qū)w周圍介質(zhì)散失。 當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于向介質(zhì)散失的熱量，導(dǎo)體的溫當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于向介質(zhì)散失的熱量，導(dǎo)體的溫度維持不變。度維持不變。 短路時(shí)由于繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障，短路電流的持續(xù)短路時(shí)由于繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障，短路電流的持續(xù)時(shí)間很短，可近似認(rèn)為很大的短路電流在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的很時(shí)間很短，可近似認(rèn)為很大的短路電流在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的很大熱量全部用來使導(dǎo)體溫度升高，不向周圍介質(zhì)散熱，即短路大熱量全部用來使導(dǎo)體溫度升高，不向周圍介質(zhì)散熱，即短路發(fā)熱是一個(gè)絕熱過程。由于導(dǎo)體溫度上升很快，導(dǎo)體的電阻和發(fā)熱是一個(gè)絕熱過程。由于導(dǎo)體溫度上升很快，導(dǎo)體的電阻和比熱不是常數(shù)，而是隨溫度變化