第三章短路電流及其計(jì)算

第三章短路電流及其計(jì)算第1頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算第一節(jié)短路的原因、后果及其形式一、短路的原因短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或相與地之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有：(1)電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿短路；以及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路等。(2)自然的原因。如：氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。(3)人為事故。如：工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物進(jìn)入帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等等。第2頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算二、短路的后果供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來以下嚴(yán)重的后果：1．巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。2．由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過大或設(shè)備構(gòu)架不夠堅(jiān)固，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。3．短路時(shí)系統(tǒng)電壓突然下降，對(duì)用戶帶來很大影響。例如作為主要?jiǎng)恿υO(shè)備的異步電動(dòng)機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。電壓大幅下降將造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)，給用戶帶來損失；同時(shí)電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。

第3頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算4．當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不對(duì)稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)。這對(duì)于附近的通訊線路、鐵路訊號(hào)系統(tǒng)及其他電子設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾。5．短路時(shí)會(huì)造成停電事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波及的范圍越大。短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)城性大停電。第4頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算三、短路的形式在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，如圖所示。其中兩相接地短路，實(shí)質(zhì)是兩相短路。按短路電路的對(duì)稱性來分，三相短路屬對(duì)稱性短路，其他形式短路均為不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴(yán)重。因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。第5頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算第二節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的物理過程和物理量一、無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程無限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。其特點(diǎn)是，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5％～10％，或者電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。對(duì)一般電力用戶內(nèi)部的供配電系統(tǒng)來說，由于容量遠(yuǎn)比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃?，而阻抗又較電力系統(tǒng)大得多，因此用戶內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說可將電力系統(tǒng)視為無限大容量的電源。圖是一個(gè)電源為無限大容量的供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路的電路圖。第6頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算

當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于負(fù)荷阻抗和部分線路阻抗被短路，所以電路電流根據(jù)歐姆定律要突然增大。但是由于電路中存在著電感，根據(jù)楞次定律，電流不能突變，因而引起一個(gè)過渡過程，即短路暫態(tài)過程。最后短路電流達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。二、產(chǎn)生最大短路電流的條件影響短路電流大小的因素很多，如短路發(fā)生的地點(diǎn)，短路點(diǎn)離電源越近則短路電流愈大，短路越嚴(yán)重等等?，F(xiàn)需研究的是為短路的地點(diǎn)一定，在電路參數(shù)已知的情況下，短路電流最大可能的瞬時(shí)值所產(chǎn)生的條件。從前面可知短路電流包括兩個(gè)部分，在參數(shù)已知時(shí)，短路電流周期分量的振幅是一定的。這樣，短路電流大小與短路電流非周期分量密切相關(guān)。由于短路電流非周期分量是一個(gè)按指數(shù)規(guī)律衰減的直流，其初始值越大，短路電流非周期分量越大，短路全電流越大。決定非周期分量初始值大小的條件可以用相量圖進(jìn)行分析。第7頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算如圖，相量Um，Im，Ipm為別代表正弦的電源電壓，短路前電流和短路后電流周期分量。短路電流非周期分量的出現(xiàn)是為保證短路時(shí)刻前后瞬間電路中電流不發(fā)生躍變。因此短路電流非周期分量的初始值應(yīng)等于短路時(shí)刻前瞬間的電路電流與短路后瞬間的短路電流周期分量之差。在相量圖上表示就是Im一IPm要想使初始值最大，除使Im一IPm最大之外，還需讓其在虛軸上的投影也達(dá)到最大。從相量圖上可看出當(dāng)短路前為空載，即Im=0；短路發(fā)生時(shí)刻短路電流周期分量恰為極大值,即Ipm與虛軸重合時(shí)，非周期分量初始值可取到最大值。使初始值達(dá)到最大的條件，也就是短路全電流最大的條件。對(duì)于供電線路來講，一般電路的感抗要比電阻大得多，尤其是在高壓電網(wǎng)中。因此對(duì)于實(shí)際的供電系統(tǒng)在考那慮到的前提下，可近似認(rèn)為從圖可看出，當(dāng)電源電壓的初相α=0時(shí)，可滿足最大值的要求?？偨Y(jié)一下，產(chǎn)生最大短路電流的條件就是：短路電流非周期分量達(dá)到其最大可初值時(shí)的短路電流波形如圖第8頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算二、短路有關(guān)的物理量(一)短路電流周期分量I”為短路次暫態(tài)電流有效值，即短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量ip的有效值。(二)短路電流非周期分量(三)短路全電流有效值(短路電流最大有效值)短路后某一時(shí)刻短路全電流有效值據(jù)定義應(yīng)等于以此時(shí)刻為中心的一個(gè)周期內(nèi)短路全電流瞬時(shí)值的均方根值，即：實(shí)際短路全電流有效值如按上式計(jì)算則相當(dāng)麻煩。工程上計(jì)算時(shí)通常作必要的簡(jiǎn)化。一般假設(shè)：短路電流非周期分量在所取的周期內(nèi)恒定不變，其有效值等于該周期中心點(diǎn)的瞬時(shí)值；對(duì)于短路電流周期分量也假定它在所計(jì)算的周期內(nèi)振幅恒定，所以在一個(gè)周期內(nèi)的短路電流周期分量有效值應(yīng)為：Ipt=Ipm/√2。作了以上假設(shè)以后上式就可化簡(jiǎn)成下式：

短路全電流最大有效值Ish出現(xiàn)在短路后的第一個(gè)周期中，第一個(gè)周期的中心時(shí)刻t=0.01s，考慮在最嚴(yán)重的情況下短路，短路全電流最大有效值可表示為：第9頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算(四)短路沖擊電流短路沖擊電流為短路全電流中的最大瞬時(shí)值。(五)短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流，其有效值用I∞表式.在無限大容量系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)饋電母線電壓維持不變，所以其短路電流周期分量有效值(習(xí)慣上用Ik表示)在短路的全過程中維持不變，即I”=I∞=Ik。第10頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算第三節(jié)無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計(jì)算一、概述進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪出計(jì)算電路圖，如圖所示。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所需考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，如圖所示，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明各元件的序號(hào)和阻抗值，一般是分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值(阻抗用復(fù)數(shù)形式R+jx表示)。然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于一般用戶供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量的電源，而且短路電路比較簡(jiǎn)單，因此通常只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效的總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法。短路計(jì)算電壓取為比線路額定電壓UN高5％，按我國(guó)電壓標(biāo)準(zhǔn)，Uc有0.4、0.69、3.15、6.3、10.5、37、69、115、230、345、525…kV等。第11頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算二、采用歐姆法進(jìn)行三相短路計(jì)算歐姆法，又稱有名單位制法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，其三相短路電流周期分量有效值按下式計(jì)算三、采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計(jì)算標(biāo)幺制法，又稱相對(duì)單位制法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量采用標(biāo)幺值即相對(duì)單位而得名。任一物理量的標(biāo)幺值A(chǔ)d﹡，為該物理量的實(shí)際值A(chǔ)與所選定的基準(zhǔn)值A(chǔ)d的比值，即：這里需說明的是標(biāo)么值是一個(gè)無單位的量，并對(duì)于同一個(gè)實(shí)際有名的電氣參數(shù)值，選取不同的基準(zhǔn)值，其標(biāo)么值也不一樣。用標(biāo)么值法計(jì)算短路電流涉及到的通常有四個(gè)基準(zhǔn)量，即基準(zhǔn)電壓Ud，基準(zhǔn)電流Id，基準(zhǔn)視在功率Sd，基準(zhǔn)阻抗Zd。四個(gè)基準(zhǔn)量確定以后，供電系統(tǒng)中的電壓U、電流I、功率S和阻抗Z的標(biāo)么值就分別可以寫出：各電氣參數(shù)的標(biāo)么值用其字母上加注一個(gè)星號(hào)表示。第12頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算

三相供電系統(tǒng)中(忽略電阻)，線電壓U，，線電流I，三相功率S和一相等值電抗X存在以下關(guān)系：這種關(guān)系對(duì)標(biāo)么制中四個(gè)基準(zhǔn)值也同樣成立：由于四個(gè)基準(zhǔn)值之間滿足上式這樣的關(guān)系，因此只需定出其中兩個(gè)基準(zhǔn)值，其他兩個(gè)即可據(jù)約束關(guān)系算出。通常我們選定的基準(zhǔn)量是基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud?；鶞?zhǔn)值原則上可以任意選擇，但為了方便計(jì)算，基準(zhǔn)值要選擇適當(dāng)。對(duì)于基準(zhǔn)容量通常選取Sd：100MVA或者Sd=10MVA、Sd=1000MVA以及選回路中某元件容量的額定值為基準(zhǔn)容量?；鶞?zhǔn)容量確定以后，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)而言，其各段各部分的基準(zhǔn)容量都應(yīng)是一樣的。工程計(jì)算中規(guī)定各電壓等級(jí)都以平均額定電壓Uc，為其電壓的基準(zhǔn)值。第13頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算選定了基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud以后，基準(zhǔn)電流Id、基準(zhǔn)電抗Xd則按下式計(jì)算：回路中的電流、電抗標(biāo)么值也可用基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud表達(dá)：不同基準(zhǔn)值下的阻抗標(biāo)么值換算：第14頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算(一)發(fā)電機(jī)基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值計(jì)算:圖計(jì)算中如涉及到電動(dòng)機(jī)，其基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值計(jì)算公式和發(fā)電機(jī)的一樣。(二)變壓器基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值計(jì)算變壓器基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值XT﹡是根據(jù)其技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的短路電壓(阻抗電壓)百分值UK％算出的。短路電壓是將變壓器副邊短路，在原邊加上工頻電壓當(dāng)使原邊電流達(dá)到額定電流值時(shí)，變壓器原邊的電壓值。短路電壓一般都用百分值表示：作了以上的假定使得變壓器的額定電抗標(biāo)么值就是變壓器短路電壓UK％值。變壓器的額定電抗標(biāo)么值還需根據(jù)式歸算至統(tǒng)一基準(zhǔn)電壓Ud和基準(zhǔn)容量Sd時(shí)的基準(zhǔn)標(biāo)么值XT﹡：第15頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算(三)電抗器基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值計(jì)算供電電網(wǎng)中用來限制短路電流的電抗器相當(dāng)于一個(gè)大的空心電感線圈。其在系統(tǒng)中使用能夠限制短路故障時(shí)的電流；彌補(bǔ)開關(guān)開斷容量的不足而使一些輕型開關(guān)中滿足切除短路故障的要求；在電站一次接線中使用還有在短路故障時(shí)維持母線電壓水平的作用等。電抗器銘牌上已給出電抗器的額定工作電壓UHN，額定工作電流IHN和繞組電抗百分值UH％。如NKL－10－400－6型電抗器，表示額定工作電壓10kV，額定電流400A，電抗百分值為6%的水泥柱式鋁線圈電抗器。電抗器繞組電抗百分值UH％指電抗器在通過額定電流情況下，繞組兩端感抗電壓降△UH與其額定相電壓之比的百分值。即：第16頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算

電抗器的電抗值在短路回路總電抗中所占比重較大，此外電抗器還能使用在于其額定電壓不一致的電壓場(chǎng)合(如將額定工作電壓10kV的電抗器用于電網(wǎng)額定電壓為6kV的線路上)。如果在從電抗器的額定電抗標(biāo)么值到基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值的換算中還假定電抗器的額定工作電壓與所裝設(shè)線路平均額定電壓相同的話，會(huì)產(chǎn)生較大誤差。因此換算要采用相對(duì)精確的公式計(jì)算。電抗器的額定電抗標(biāo)么值是以額定工作電壓和額定電流為基準(zhǔn)的，它歸算至基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值公式為：第17頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算(四)線路基準(zhǔn)電抗、電阻標(biāo)么值的計(jì)算輸電線路，無論是架空線或電纜，其以Ud、Sd為基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電抗標(biāo)么值計(jì)算公式為：如有必要計(jì)算線路基準(zhǔn)電阻標(biāo)么值，其計(jì)算公式：

短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，求出其總電抗標(biāo)幺值X∑﹡。電抗標(biāo)幺值無需進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺制法較之歐姆法優(yōu)越之處。第18頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算采用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，短路電流周期分量有效值的基準(zhǔn)標(biāo)么值為三相短路容量的計(jì)算公式為：這是使用標(biāo)么值的又一優(yōu)點(diǎn)，有些不同的電氣物理量在有名值表示法中的數(shù)值上不等，而在標(biāo)么值法中通過適當(dāng)處理，數(shù)值上可能是相等的。

另外，對(duì)實(shí)際供電系統(tǒng)采用無限大電源方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，由于系統(tǒng)電源容量的有限性，因此必須把其作為短路回路的一個(gè)元件來處理，計(jì)及其電抗值對(duì)短路電流的影響。系統(tǒng)電源電抗基準(zhǔn)標(biāo)么值XG﹡通常由下式確定：第19頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算四、兩相短路電流的計(jì)算供電系統(tǒng)除了三相短路之外，還有許多不對(duì)稱短路，在工程中需對(duì)各種不對(duì)稱短路的短路電流進(jìn)行計(jì)算。不對(duì)稱短路的計(jì)算一般要使用對(duì)稱分量法。這里介紹另一種實(shí)用簡(jiǎn)單的兩相短路電流的計(jì)算方法。第20頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章短路電流及其計(jì)算有一地區(qū)變電所通過一條長(zhǎng)4km的10kV電纜線路(x0=0.35Ω/km)供電給某廠裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9-800型(Yyn0聯(lián)結(jié))電力變壓器(△UK%=4.5)的變電所。地區(qū)變電所出口斷路器的斷流容量為300MV·A。試用標(biāo)么值法求該廠變電所10kV高壓母線上和380V低壓母線上的短路電流IK（3）、I（3）、I∞(3)、ish

(3)、Ish

(3)和短路容量Sk

(3)。第21頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路點(diǎn)附近交流電機(jī)的反饋電流的影響短路電流的熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定校驗(yàn)第22頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

在空氣中平行放置的兩根導(dǎo)體中分別通有電流和，導(dǎo)體間距離為a，則兩導(dǎo)體之間產(chǎn)生電動(dòng)力為：式中：Kf——形狀系數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)體間距時(shí)，可以忽略導(dǎo)體形狀的影響，即Kf＝1。第23頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

供配電系統(tǒng)中最常見的是三相導(dǎo)體平行布置在同一平面里的情況。如圖所示當(dāng)三相導(dǎo)體中通以幅值的三相對(duì)稱正弦電流Im時(shí)，可以證明中間相受力最大，大小為：短路電流的力效應(yīng)

第24頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

考慮最嚴(yán)重的情形，即在三相短路情況下，導(dǎo)體中流過沖擊電流時(shí)，所承受的最大電動(dòng)力為：

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，l和α應(yīng)取相同的長(zhǎng)度單位。第25頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件1、一般開關(guān)電器

式中：—一般開關(guān)電器的極限通過電流的峰值（kA）。第26頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月2．母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

當(dāng)短路沖擊電流通過母線時(shí)，母線將承受很大電動(dòng)力。要求每跨母線中產(chǎn)生的最大應(yīng)力計(jì)算值不大于母線材料允許的抗彎應(yīng)力即：式中：—短路時(shí)每跨母線中的最大計(jì)算應(yīng)力(帕斯卡Pa);—母線允許抗彎應(yīng)力(Pa)。第27頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)材料力學(xué)的原理，母線在彎曲時(shí)最大相間計(jì)算應(yīng)力為

式中：W—母線對(duì)垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)，又稱抗彎矩(m3)。與母線截面形狀，布置方式有關(guān)。M—最大彎矩（Nm）。第28頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)母線只有兩段跨距時(shí)，最大彎矩M為

當(dāng)母線跨距數(shù)目在兩個(gè)以上時(shí),最大彎矩M為式中：F—一跨距長(zhǎng)度母線所受電動(dòng)力(N)；l—母線跨距長(zhǎng)度(m)。第29頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，也可根據(jù)母線允許應(yīng)力計(jì)算出最大允許跨距，與實(shí)際跨距值比較，即要求：

式中：F1—單位長(zhǎng)度母線上所受電動(dòng)力(N/m)。第30頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月3、校驗(yàn)支柱絕緣子和穿墻套管的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算如下：

式中：—在短路時(shí)作用于絕緣子的計(jì)算力（N）；—絕緣子允許的抗彎強(qiáng)度(N);其中K—受力折算系數(shù)，對(duì)6～10kV的絕緣子，當(dāng)為水平布置且母線立放K=1.4；其它情況為1。F—母線承受的電動(dòng)力值（N）。第31頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月短路電流的熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

因?yàn)槎搪芬院罄^電保護(hù)裝置很快動(dòng)作，切除故障，因此短路持續(xù)時(shí)間很短，短路電流產(chǎn)生的大量熱量來不及散發(fā)到周圍介質(zhì)中，可以認(rèn)為全部熱量被導(dǎo)體吸收，用來使導(dǎo)體的溫度升高。常用的不同金屬導(dǎo)體材料均有規(guī)定的短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度。熱穩(wěn)定校驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是比較短路后導(dǎo)體的最高發(fā)熱溫度與其短時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度，若前者不超過后者則該設(shè)備熱穩(wěn)定性滿足要求，否則不滿足要求。第32頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月1.短路產(chǎn)生的熱量

(5.8.1)短路電流的熱效應(yīng)

第33頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月短路電流的熱效應(yīng)在工程計(jì)算中常常用短路電流的穩(wěn)態(tài)值代替實(shí)際的短路電流來計(jì)算Qk，假定一個(gè)時(shí)間tima，稱為假想時(shí)間，短路電流穩(wěn)態(tài)值在內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)際短路電流在短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。2.假想時(shí)間(5.8.2)第34頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)一步引入短路電流周期分量假想時(shí)間tima.p

與短路電流非周期分量假想時(shí)間tima.np，則短路電流的熱效應(yīng)2.假想時(shí)間第35頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于無窮大容量系統(tǒng)，顯然。短路電流的熱效應(yīng)用表示電源系統(tǒng)的情況。短路持續(xù)時(shí)間t包括保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間top和高壓斷路器分閘時(shí)間tOFF。

該曲線只制作到t＝5s，因?yàn)?s之后，可以認(rèn)為短路電流已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。此時(shí)，第36頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)短路電流非周期分量假想時(shí)間

由于短路電流的非周期分量