企業(yè)供電技術(shù)第三章 短路電流計(jì)算

1、第3章 短路電流計(jì)算n本章討論和計(jì)算供電系統(tǒng)在短路故障條件本章討論和計(jì)算供電系統(tǒng)在短路故障條件下產(chǎn)生的電流下產(chǎn)生的電流n本章內(nèi)容是分析工廠供電系統(tǒng)和進(jìn)行供電本章內(nèi)容是分析工廠供電系統(tǒng)和進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)3.1 3.1 短路的基本概念短路的基本概念3.2 3.2 無(wú)限大容量供電系統(tǒng)三相短路分析無(wú)限大容量供電系統(tǒng)三相短路分析3.3 3.3 無(wú)限大容量供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算無(wú)限大容量供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算3.4 3.4 兩相和單相短路電流計(jì)算兩相和單相短路電流計(jì)算3.6 3.6 短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)第3章 短路電流計(jì)算1.1.短路的概念短路的

2、概念 短路是指不同電位的導(dǎo)體之間的電氣短接，這短路是指不同電位的導(dǎo)體之間的電氣短接，這是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的一種故障，也是最嚴(yán)重的一是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的一種故障，也是最嚴(yán)重的一種故障。種故障。2.2.短路的原因短路的原因 l電氣設(shè)備絕緣損壞電氣設(shè)備絕緣損壞l運(yùn)行人員誤操作運(yùn)行人員誤操作 l自然原因自然原因3.1 短路的基本概念短路的基本概念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3. 3. 短路的種類短路的種類IkIkIka )C電 源0BA( 3 )k負(fù) 荷( 3 )( 3 )( 3 )電 源0b)CIkBAIk(2)k負(fù) 荷(2)(2)負(fù)荷0c)C(1)kIk

3、(1)電源BA負(fù)荷0d)NC(1)kIk(1)電源BA(1,1)e)CkI0電源ABkI(1,1)k(1,1)負(fù)荷u短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損壞壞 ；u短路產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞；短路產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞；u短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工作；短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工作；u短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶來(lái)不便。短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶來(lái)不便。u短路可能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行失去穩(wěn)定短路可能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行

4、失去穩(wěn)定 ；u不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)及弱電不對(duì)稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作 。4. 短路的危害短路的危害u選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。u繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。u確定限流措施。確定限流措施。u作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù)作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù) 5. 5. 計(jì)算短路電流目的計(jì)算短路電流目的一、一、 無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)概念無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)概念無(wú)限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相無(wú)限大容量電源，就是指電源內(nèi)阻抗為零，供

5、電容量相對(duì)于用戶負(fù)荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶的負(fù)荷對(duì)于用戶負(fù)荷容量大得多的電力系統(tǒng)，不管用戶的負(fù)荷如何變動(dòng)甚致發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電如何變動(dòng)甚致發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓均維持不變。源母線上的輸出電壓均維持不變。在實(shí)際應(yīng)用中，常把內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗在實(shí)際應(yīng)用中，常把內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗10%10%的的電源，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶（含企業(yè)）供配電系電源，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶（含企業(yè)）供配電系統(tǒng)容量的統(tǒng)容量的5050倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為“無(wú)限大容量電無(wú)限大容量電源源”。3.2 無(wú)限大容量供電系統(tǒng)三相短路分析無(wú)限

6、大容量供電系統(tǒng)三相短路分析無(wú)限大容量電源特點(diǎn)：無(wú)限大容量電源特點(diǎn)：n系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量負(fù)荷容量；負(fù)荷容量；n系統(tǒng)阻抗系統(tǒng)阻抗 10% 10%的短路回路阻抗；的短路回路阻抗；1.1.負(fù)荷端發(fā)生短路時(shí)，上級(jí)供電母線電壓負(fù)荷端發(fā)生短路時(shí)，上級(jí)供電母線電壓不變。不變。圖3-1 無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路圖二、二、 無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程供電系統(tǒng)短路過(guò)程本質(zhì)上是電路過(guò)渡過(guò)程供電系統(tǒng)短路過(guò)程本質(zhì)上是電路過(guò)渡過(guò)程從一從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的中間過(guò)程，時(shí)間短。個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的中間過(guò)程，時(shí)間短。2. 2. 無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程分析無(wú)限

7、大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程分析 一相等效電路圖一相等效電路圖 無(wú)窮大電源電路無(wú)窮大電源電路如上圖：電壓源（無(wú)窮大電源），在時(shí)刻如上圖：電壓源（無(wú)窮大電源），在時(shí)刻t0經(jīng)電經(jīng)電阻阻R及電感及電感L突然短路突然短路 。n短路前（短路前（t小于等于零）小于等于零）)()(arctan)()()sin()sin(222RRLLLLRRUItIitUummmm(1)(1)短路后電路中的電流應(yīng)滿足：短路后電路中的電流應(yīng)滿足： 方程式（2）的解就是短路的全電流，它由兩部分組成：第一部分是方程式（2）的特解，它代表短路電流的周期分量；第二部分是對(duì)應(yīng)齊次方程的通解，它代表短路電流的非周期分量。)sin(tUdt

8、diLRimkk(2)(2)短路的全電流可以用下式表示式中： 短路電流周期分量的幅值， 短路后回路的阻抗角， 短路回路時(shí)間常數(shù)， C 積分常數(shù)，由初始條件決定，即短路電流非周期分量的初始值 。 aTtkpmappekCetIiii)sin(kkTRLTk0api（4.2.34.2.3）(3)(3)22/XRUImpmpmI22/XRUImpmRLarctgk由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短路前瞬間的電流路前瞬間的電流i i0 0應(yīng)該等于短路發(fā)生后瞬間的電流應(yīng)該等于短路發(fā)生后瞬間的電流i i0 0，將，將t t0 0分別代入式（分別

9、代入式（1 1）、式（）、式（3 3），可得），可得 因此，短路的全電流為)sin()sin(kpmIICmTktkpmmkpmappekeIItIiii)sin()sin()sin(4.2.5)(4.2.5)（1 1）短路前電路處于）短路前電路處于空載狀態(tài)空載狀態(tài)，即，即（2 2）短路回路為）短路回路為純感性回路純感性回路，即回路的感抗比電阻，即回路的感抗比電阻大得多，可以近似認(rèn)為阻抗角大得多，可以近似認(rèn)為阻抗角 ；（3 3）短路瞬間電源）短路瞬間電源電壓過(guò)零值電壓過(guò)零值，即初始相角，即初始相角90k00mI產(chǎn)生最大短路電流的條件產(chǎn)生最大短路電流的條件三、三相短路的有關(guān)物理量三、三相短路的有

10、關(guān)物理量1.1.短路電流周期分量短路電流周期分量90RLarctgk IIIIipepmpmpe 22)0sin(20在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變，故在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變，故peII 2.2.短路電流非周期分量短路電流非周期分量IIIeIIipepmmpmapkT 22)sin90sin(0)0(3.3.短路全電流短路全電流appekiii某一瞬間某一瞬間t的短路全電流有效值的短路全電流有效值 IItaptpetkI2)(2)()(4.4.短路沖擊電流短路沖擊電流 短路沖擊電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值，出現(xiàn)在短短路沖擊電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值

11、，出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，即路后半個(gè)周期，即t=0.01t=0.01秒時(shí)。秒時(shí)。 shipeshTpmTpmpmshIkeIeIIikk2)1 (01. 001. 0s sh hI I校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定Ksh短路電流沖擊系數(shù)短路電流沖擊系數(shù) 1 Ksh 2RLeKsh01. 015.5.短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值 短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路短路沖擊電流有效值指的是短路后的第一個(gè)周期內(nèi)短路全電流的有效值。全電流的有效值。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)周期為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定非周期分量在短路后第一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，取該中心時(shí)刻內(nèi)恒定不變，取該中

12、心時(shí)刻t=0.01st=0.01s的電流值計(jì)算。對(duì)于周的電流值計(jì)算。對(duì)于周期分量，無(wú)論是否為無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)，在短路后第一個(gè)期分量，無(wú)論是否為無(wú)窮大容量電源系統(tǒng)，在短路后第一個(gè)周期內(nèi)都可認(rèn)為是幅值恒定的正弦量。所以周期內(nèi)都可認(rèn)為是幅值恒定的正弦量。所以22shpe(0.01)ap(0.01)III2peshsh12-1I=+IK（） 為了計(jì)算方便，在工礦企業(yè)的高壓供電系為了計(jì)算方便，在工礦企業(yè)的高壓供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，因電抗較大，一般可取統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，因電抗較大，一般可取Ksh =1.8，則，則ish=2.55Ipe Ish=1.52Ipe 在低壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，因電阻較大，

13、在低壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，因電阻較大，可取可取Ksh =1.3, 因此因此Ish=1.09Ipe ish=1.84Ipe6. 6. 短路容量短路容量 S SK K 三相短路容量主要用來(lái)選擇和校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)三相短路容量主要用來(lái)選擇和校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力，也就是切斷短路故障的能力。備的開(kāi)斷能力，也就是切斷短路故障的能力。它等于短路電流有效值同短路處的正常工作它等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。peavKavKIUIUS33n短路電流計(jì)算的幾點(diǎn)說(shuō)明將供配電系統(tǒng)視為無(wú)限大容量供電系統(tǒng)。將供配電系統(tǒng)視為無(wú)限大容量供電系統(tǒng)。短路電流計(jì)算按

14、金屬性短路進(jìn)行。短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。短路電流的計(jì)算方法，有名值算法，標(biāo)么制法短路電流的計(jì)算方法，有名值算法，標(biāo)么制法和短路容量法等。和短路容量法等。短路計(jì)算的是否合理，關(guān)鍵在于短路計(jì)算點(diǎn)的短路計(jì)算的是否合理，關(guān)鍵在于短路計(jì)算點(diǎn)的選擇是否合理。作為選擇校驗(yàn)用的短路計(jì)算點(diǎn)選擇是否合理。作為選擇校驗(yàn)用的短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇為使電器和導(dǎo)體可能通過(guò)最大短路電流應(yīng)選擇為使電器和導(dǎo)體可能通過(guò)最大短路電流的地點(diǎn)。的地點(diǎn)。第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算 無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值和有效值保短路電流的周期分

15、量的幅值和有效值保持不變，短路電流的有關(guān)物理量持不變，短路電流的有關(guān)物理量Ish、ish、I和和Sk都與短路電流周期分量有關(guān)。因都與短路電流周期分量有關(guān)。因此，只要算出短路電流周期分量的有效此，只要算出短路電流周期分量的有效值，短路其它各量按前述公式很容易求值，短路其它各量按前述公式很容易求得。得。一、有名值算法一、有名值算法 有名值法又叫有名值法又叫歐姆法或絕對(duì)值法，歐姆法或絕對(duì)值法，這種方法的基本特點(diǎn)是所有物理量都帶這種方法的基本特點(diǎn)是所有物理量都帶有相應(yīng)的單位，物理概念清楚。適用于有相應(yīng)的單位，物理概念清楚。適用于電壓等級(jí)不多的工礦企業(yè)供電系統(tǒng)，多電壓等級(jí)不多的工礦企業(yè)供電系統(tǒng)，多于三個(gè)

16、等級(jí)的電力系統(tǒng)，應(yīng)用標(biāo)幺值法。于三個(gè)等級(jí)的電力系統(tǒng)，應(yīng)用標(biāo)幺值法。 l畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖，選取短路計(jì)算點(diǎn)畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖，選取短路計(jì)算點(diǎn); ;l畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖的等值電路圖；畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖的等值電路圖；l計(jì)算各元件的電阻和電抗值；計(jì)算各元件的電阻和電抗值；l簡(jiǎn)化等值電路圖，求出各短路點(diǎn)到供電電源簡(jiǎn)化等值電路圖，求出各短路點(diǎn)到供電電源間的總阻抗；間的總阻抗；l計(jì)算短路電流有名值和其它各短路參數(shù)。即計(jì)算短路電流有名值和其它各短路參數(shù)。即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。1. 有名值算法計(jì)算步驟有名值算法計(jì)算步驟2.短路計(jì)算點(diǎn)的選取短路計(jì)算點(diǎn)的選取

17、一般原則：一般原則：短路計(jì)算點(diǎn)選在各級(jí)線路的始端短路計(jì)算點(diǎn)選在各級(jí)線路的始端或末端，也就是在各級(jí)母線上。線路始端的或末端，也就是在各級(jí)母線上。線路始端的最大三相短路電流，主要用來(lái)校驗(yàn)設(shè)備的極最大三相短路電流，主要用來(lái)校驗(yàn)設(shè)備的極限通過(guò)電流的能力和開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。線路限通過(guò)電流的能力和開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力。線路末端的最小兩相短路電流，主要用來(lái)校驗(yàn)過(guò)末端的最小兩相短路電流，主要用來(lái)校驗(yàn)過(guò)流（短路）保護(hù)裝置的靈敏度，使得保護(hù)裝流（短路）保護(hù)裝置的靈敏度，使得保護(hù)裝置對(duì)于最輕的短路故障也能可靠的動(dòng)作，也置對(duì)于最輕的短路故障也能可靠的動(dòng)作，也就是對(duì)故障的反映靈敏。就是對(duì)故障的反映靈敏。3. 等效短路計(jì)算圖的繪

18、制等效短路計(jì)算圖的繪制 對(duì)照供電系統(tǒng)圖，把所計(jì)算的短路電流流經(jīng)的一些主要元件都用規(guī)定的圖形畫出來(lái)，并標(biāo)明相應(yīng)的代號(hào)。凡是不計(jì)阻抗的元件（如開(kāi)關(guān)）均不出現(xiàn)。l1l2L1356TK1K2K2XsXl1XTXLXl24. 各元件阻抗的計(jì)算各元件阻抗的計(jì)算2avskUXS 系統(tǒng)電源電抗系統(tǒng)電源電抗n已知母線上的短路容量已知母線上的短路容量n已知供電系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量已知供電系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 NbravsSUX2l變壓器電抗變壓器電抗 是變器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。是變器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。lrRoLNavkTSUUX2100%kU 電力線路的阻抗電力線路的阻抗lxXoL 電抗器阻抗電抗器阻抗 L

19、NLNLLIUXX3100% XL % 電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)； UL.N 電抗器的額定電壓，kV；IL.N 電抗器的額定電流，kA。 必須強(qiáng)調(diào)的是，安裝電抗器的網(wǎng)路電壓不一定和電抗器的額定電壓相等，如10kV的電抗器裝在6kV的線路中，因此必須取電抗器所在電壓等級(jí)的額定電壓。 5. 短路回路總阻抗計(jì)算短路回路總阻抗計(jì)算n再計(jì)算短路電路的阻抗時(shí)，假如電路內(nèi)含有電再計(jì)算短路電路的阻抗時(shí)，假如電路內(nèi)含有電力變壓器，則電路內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換力變壓器，則電路內(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。的條件是元件

20、的功率損耗不變。n由于由于n因此阻抗換算公式為：因此阻抗換算公式為：2avavUUXX2avavUURRRUP2XUQ26. 計(jì)算短路電流和其它各短路參數(shù)計(jì)算短路電流和其它各短路參數(shù)對(duì)于高壓電網(wǎng)電阻較小，一般可忽略。對(duì)于高壓電網(wǎng)電阻較小，一般可忽略。 )3(3kavKIUS 3avk22kk3UIRX 3avkk3UIX)3(55. 2kshIi)3(52. 1kshIIdXXdXdIIdIdUUdUdSSdS*1、標(biāo)幺值、標(biāo)幺值 任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比任意一個(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(méi)有單位。即值稱為標(biāo)幺值，標(biāo)幺值沒(méi)有單位。即二、標(biāo)幺值算法二、標(biāo)幺值算法 基

21、準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流和基基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗亦遵循功率方程和電壓方程準(zhǔn)阻抗亦遵循功率方程和電壓方程 。四個(gè)基準(zhǔn)值中只有二個(gè)基準(zhǔn)值是獨(dú)立的，四個(gè)基準(zhǔn)值中只有二個(gè)基準(zhǔn)值是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。并由他通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。并由他們求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。們求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。為了計(jì)算方便，基準(zhǔn)電壓通常選為線路為了計(jì)算方便，基準(zhǔn)電壓通常選為線路平均電壓；基準(zhǔn)容量通常選為平均電壓；基準(zhǔn)容量通常選為100MVA*d02davllXSXx lZUn線路的電抗標(biāo)幺值 n變壓器的電抗標(biāo)幺值22T*avddkkTdT NdT N%()/100100UUSUUXXSS

22、SZn系統(tǒng)的標(biāo)么電抗 若已知供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電抗有名值若已知供電系統(tǒng)的系統(tǒng)電抗有名值Xs 若已知供電系統(tǒng)出口處的短路容量若已知供電系統(tǒng)出口處的短路容量S k*dss2avSXXU*dkkSXS若只知供電系統(tǒng)高壓出口線斷路器的斷若只知供電系統(tǒng)高壓出口線斷路器的斷流容量流容量d*sNbrSXSn電抗器的電抗標(biāo)幺值n短路回路的總標(biāo)么電抗短路回路的總標(biāo)么電抗 計(jì)算計(jì)算LNdLNdLLIUUIXX100%*短路容量短路容量沖擊電流的計(jì)算沖擊電流的計(jì)算3、三相短路電流計(jì)算、三相短路電流計(jì)算 *1XXUIk*kkdII I*avdkkdddkdkk*k*1S =3I =3U I I = S I= S SUSX

23、)3(55. 2kshIi)3(52. 1kshIINoImage第四節(jié)第四節(jié) 兩相和單相短路電流計(jì)算兩相和單相短路電流計(jì)算 目的：用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。一、兩相短路電流的計(jì)算 (2)avdkkkUUI=2X2X(2)(3)kk32II 3(2)shsh32ii 3(2)shsh32II無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生兩相短路 二、單相短路電流的計(jì)算(1)avdkp-op-oUUI=3X3XXP-0 單相短路回路中，相線與大地或中線的總電抗。第六節(jié) 短路電流的效應(yīng) 一、短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為電動(dòng)力。正常

24、工作時(shí)電流不大，電動(dòng)力很小。短為電動(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(guò)瞬間，產(chǎn)生的電動(dòng)路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過(guò)瞬間，產(chǎn)生的電動(dòng)力最大。力最大。 供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過(guò)導(dǎo)體或電器設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生流通過(guò)導(dǎo)體或電器設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。很高的溫度，稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。是校是校驗(yàn)載流部分及電氣設(shè)備能否穩(wěn)定工作的主要依據(jù)之一。驗(yàn)載流部分及電氣設(shè)備能否穩(wěn)定工作的主要依據(jù)之一。 1兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 由電工基礎(chǔ)可知，位于空

25、氣中的兩平行導(dǎo)由電工基礎(chǔ)可知，位于空氣中的兩平行導(dǎo)體中流過(guò)的電流分別為體中流過(guò)的電流分別為i i1 1和和i i2 2（A A）時(shí)，）時(shí)，i i1 1產(chǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體生的磁場(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B B1 1，i i2 2產(chǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)體生的磁場(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B B2,2,兩導(dǎo)兩導(dǎo)體間由電磁作用產(chǎn)生的電動(dòng)力的方向由左手體間由電磁作用產(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定定則決定，大小相等，由下式?jīng)Q定: :2 三相平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力經(jīng)分析可知中間相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力最大。經(jīng)分析可知中間相導(dǎo)體受到的電動(dòng)力最大?？伎紤]最嚴(yán)重的情形

26、，即在三相短路情況下，導(dǎo)體慮最嚴(yán)重的情形，即在三相短路情況下，導(dǎo)體中流過(guò)沖擊電流時(shí)，所承受的最大電動(dòng)力為：中流過(guò)沖擊電流時(shí)，所承受的最大電動(dòng)力為：27Bms sh1.7310lFK ia 上式就是選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線在短路電流作用下所受沖擊力效應(yīng)的計(jì)算依據(jù)。注意：計(jì)算中的單位取A A，l l和應(yīng)取相同的長(zhǎng)度單位。 3. 設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 在工程實(shí)際中，設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定是指設(shè)備承在工程實(shí)際中，設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定是指設(shè)備承受短路時(shí)最大電動(dòng)力的能力。對(duì)于成套電氣受短路時(shí)最大電動(dòng)力的能力。對(duì)于成套電氣設(shè)備，因其相鄰支持點(diǎn)的距離設(shè)備，因其相鄰支持點(diǎn)的距離l、導(dǎo)線間的中、導(dǎo)線間的中心距心距a、形狀系數(shù)

27、、形狀系數(shù)Ks均為定值，故最大電動(dòng)力均為定值，故最大電動(dòng)力只與電流大小有關(guān)。所以校驗(yàn)條件為：只與電流大小有關(guān)。所以校驗(yàn)條件為： iesish 或或IesIsh ies設(shè)備的允許極限通過(guò)電流峰值設(shè)備的允許極限通過(guò)電流峰值 二、短路電流的熱效應(yīng)二、短路電流的熱效應(yīng)1 1短路發(fā)熱的特點(diǎn)短路發(fā)熱的特點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過(guò)負(fù)荷電流，產(chǎn)生電能損耗，正常運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體通過(guò)負(fù)荷電流，產(chǎn)生電能損耗，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)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。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。的溫度維持不變。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)生的很大熱量全部用來(lái)使導(dǎo)體溫度升高，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的很大熱量全部用來(lái)使導(dǎo)體溫度升高，不向周圍介質(zhì)散熱不向周圍介質(zhì)散熱, ,即短路發(fā)熱是一個(gè)絕熱過(guò)程。由即短路發(fā)熱是一個(gè)絕熱過(guò)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)，于導(dǎo)體溫度上升很快，導(dǎo)體的電阻和