非對稱短路電流課件

MeilingCHEN20051Lecture06故障電流(Faultcurrent)(1)故障電流來源(2)故障型式(3)故障電流計算MeilingCHEN20051Lecture06故障MeilingCHEN20052故障電流的來源

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由發(fā)電機(jī)供電之線路，發(fā)生短路故障時，因其激磁及速度仍正常，其感應(yīng)的電壓就產(chǎn)生短路電流，電流之大小受發(fā)電機(jī)及線路的阻抗限制。1.發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生之故障電流2.同步電動機(jī)所產(chǎn)生之故障電流

故障時，因產(chǎn)生異常的故障電流而使系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)大的壓降，此時同步電動機(jī)自系統(tǒng)中所接收的電能不足以驅(qū)動其負(fù)載。同時，同步機(jī)之內(nèi)部感應(yīng)電壓反使電流流向故障點。3.感應(yīng)電動機(jī)所產(chǎn)生之故障電流

感應(yīng)電動機(jī)所供給的故障電流，乃因故障發(fā)生後之慣性作用使之暫成發(fā)電機(jī)作用而產(chǎn)生的。4.電容器所產(chǎn)生之故障電流

在發(fā)生事故時，電力電容器會向系統(tǒng)放電，通常為時間極為短暫之高頻電流，故電力電容器在故障電流方面的效應(yīng)通常不計。MeilingCHEN20052故障電流的來源:MeilingCHEN20053發(fā)電機(jī)同步電動機(jī)感應(yīng)電動機(jī)電容器電力系統(tǒng)故障點故障電流的來源

:時間太短忽略不計

MeilingCHEN20053發(fā)電機(jī)同步電動機(jī)感應(yīng)電動MeilingCHEN20054故障發(fā)生時線路之阻抗

:電纜的阻抗(seriesimpedance)變壓器之交聯(lián)電抗(leakagereactance)電源短路電抗故障點阻抗電動機(jī)的電抗

短路發(fā)生後前一週之電抗值短路發(fā)生後約0.5秒之電抗值穩(wěn)態(tài)短路電流之電抗值電動機(jī)的電抗MeilingCHEN20054故障發(fā)生時線路之阻抗:MeilingCHEN20055故障發(fā)生型態(tài):討論議題Q:哪一類型最嚴(yán)重?MeilingCHEN20055故障發(fā)生型態(tài):討論議題QMeilingCHEN20056如[圖4-3]之直流串聯(lián)電路，當(dāng)開關(guān)S關(guān)上時，其電流值依非對稱短路電流:MeilingCHEN20056如[圖4-3]之直流串聯(lián)MeilingCHEN20057可解得故障電流下圖之交流電路，相當(dāng)於配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時的情形，當(dāng)開關(guān)S關(guān)上時

對稱及非對稱短路電流直流暫態(tài)交流穩(wěn)態(tài)MeilingCHEN20057可解得故障電流下圖之交流MeilingCHEN20058最大非對稱短路電流之有效值為對稱電流有效值(I)之倍。[圖4-5]為典型的短路電流。[圖4-5]約6cycles消失MeilingCHEN20058最大非對稱短路電流之有效MeilingCHEN20059●●

直流暫態(tài)約6週會消失交流穩(wěn)態(tài)MeilingCHEN20059●●

直流暫態(tài)約6週MeilingCHEN200510交流穩(wěn)態(tài)直流暫態(tài)約6週會消失最壞情況是計算對稱電流部分非對稱電流部分是情況用K值修正

MeilingCHEN200510交流穩(wěn)態(tài)直流暫態(tài)約6週MeilingCHEN200511ACDC令A(yù)CRMS=I則DCRMS=i(t)最大的有效值為直流加交流非對稱電流最大值交流對稱電流最大值考慮單相情況MeilingCHEN200511ACDC令A(yù)CRMMeilingCHEN200512考慮三相情況每相之最大非對稱電流並不相同故一般非對稱電流以平均值估計K值亦與短路時間t及X/R有關(guān)因為因此:t固定時,R/L

即X/R,K(低壓系統(tǒng))X/R固定,t

K

MeilingCHEN200512考慮三相情況每相之最大MeilingCHEN200513MeilingCHEN200513MeilingCHEN200514計算線路標(biāo)么阻抗

決定所需阻抗

計算對稱故障電流

計算非對稱故障電流

啟斷容量:

K=1.25(低壓)K=1~1.4

(高壓依啟斷時間)瞬時容量:

K=1.6(高壓)K=1.25(低壓瞬時容量=啟斷容量)計算故障電流真實值

故障電流計算步驟MeilingCHEN200514計算線路標(biāo)么阻抗

決定MeilingCHEN200515HowtofindK?啟斷容量(Interruptioncapacity):瞬間電流容量(Instantaneouscurrentcapacity):計算瞬間電流容量時，K值之選用原則如下：

1.600V以上高壓系統(tǒng)，一般情形，K=1.62.5000V以下，600V以上，且無局部自備發(fā)電機(jī)之系統(tǒng)，K=1.53.600V以下之開關(guān)設(shè)備，其瞬間電流容量，與啟斷容量相同。

4.配電系統(tǒng)有較長的電纜時，依實際X/R值，按[圖4-6]計算0.5週波時的K值。應(yīng)配合設(shè)備之裝置地點以選用暫態(tài)、次暫態(tài)電抗及K值1.600V以上電路，依斷路器之動作時間，按下列標(biāo)準(zhǔn)選定K值動作時間2週3週5週8週以上K值1.41.21.11.0

但匯流排之短路容量在5OOMVA以上者，上列K值應(yīng)加0.1。

2.600V以下低壓斷路器，以三相平均值為額定的斷路器，K=1.25。MeilingCHEN200515HowtofindMeilingCHEN200516上例之標(biāo)么阻抗圖:exampleFaultpoint~~Faultpoint~MeilingCHEN200516上例之標(biāo)么阻抗圖:exMeilingCHEN200517交流穩(wěn)態(tài)分析對稱電流

因為故障點在低壓端(480v)低壓側(cè)(X/R<6)較小所以電流消失較快K值一般選擇較小值1.25MeilingCHEN200517交流穩(wěn)態(tài)分析對稱電MeilingCHEN200518example~~~~MeilingCHEN200518example~~~~MeilingCHEN200519瞬時容量:故障發(fā)生時瞬時最大電流;高壓側(cè)故障K選1.6~啟斷容量:故障發(fā)生6週後,感應(yīng)機(jī)不再提供電流;同步機(jī)改用較大之暫態(tài)電抗.k值選1在F1故障時MeilingCHEN200519瞬時容量:故障發(fā)生時瞬MeilingCHEN200520在F2故障時啟斷容量:低壓側(cè)K值選1.25MeilingCHEN200520在F2故障時啟斷容量:MeilingCHEN200521example用此例來看計算低壓端短路故障時忽略CT及BUS之阻抗是否恰當(dāng)Faultpoint~MeilingCHEN200521example用此例來MeilingCHEN200522Faultpoint~考慮CT及BUS阻抗下MeilingCHEN200522FaultpointMeilingCHEN200523Faultpoint~忽略CT及BUS阻抗下計算低壓端短路故障時不宜忽略CT及BUS之阻抗MeilingCHEN200523FaultpointMeilingCHEN200524example6lines一般600v以下之低壓系統(tǒng)X/R<6電阻不宜忽略MeilingCHEN200524example6liMeilingCHEN200525~~~以X/R6近似推導(dǎo)出R=0.25/6=0.0417F1故障時之故障電流相較於F2MeilingCHEN200525~~~以X/R6近似MeilingCHEN200526單相短路故障電流計算

不論是接地或短陸均屬非對稱故障，及故障電流會因各相序不同而不相同。為簡化計算起見以各相均相等來考慮。單相系統(tǒng)短路時，則需考慮導(dǎo)線的阻抗以二倍計算。計算短路電流時，電源的阻抗為三相系統(tǒng)時的兩倍，其餘計算方式則相同。~FaultpointMeilingCHEN200526單相短路故障電流計算MeilingCHEN200527

~臺電MeilingCHEN200527~臺電MeilingCHEN200528單相3線制變壓器阻抗是以220為基準(zhǔn)當(dāng)110v短路時只有一半被短路因為變壓器構(gòu)造的關(guān)係:MeilingCHEN200528單相3線制變壓器阻抗MeilingCHEN200529exam