短路電流計(jì)算方法-注冊(cè)電氣工程師供配電專(zhuān)業(yè)

第八章短路電流計(jì)算1編輯課件提要1短路電流計(jì)算方法〔掌握〕2短路電流計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用〔熟悉〕3影響短路電流的因素及限制短路電流的措施〔熟悉〕2編輯課件1短路電流計(jì)算方法3編輯課件短路電流計(jì)算主要目的選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備確定送電線(xiàn)路對(duì)通信線(xiàn)電磁危險(xiǎn)影響電網(wǎng)電廠(chǎng)主接線(xiàn)的比較、選擇繼電保護(hù)等保護(hù)設(shè)備整定選擇的依據(jù)驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓4編輯課件高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算低壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算5編輯課件高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算標(biāo)么值及基準(zhǔn)值選擇與計(jì)算系統(tǒng)元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算三相短路電流計(jì)算不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算6編輯課件標(biāo)么值及基準(zhǔn)值選擇與計(jì)算

高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)及各元件(即發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線(xiàn)路等)的電抗，并采用標(biāo)么值計(jì)算，可以使計(jì)算得到簡(jiǎn)化基準(zhǔn)容量SJ全網(wǎng)只取一個(gè)一般取SJ=100MVA或SJ=1000MVA基準(zhǔn)電壓UJ每個(gè)電壓級(jí)各取一個(gè)一般取用各級(jí)的平均電壓進(jìn)行標(biāo)么值計(jì)算要先取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，而且要考慮計(jì)算的方便網(wǎng)絡(luò)平均電壓網(wǎng)絡(luò)額定電壓下標(biāo)J表示“基準(zhǔn)〞7編輯課件電流基準(zhǔn)值和阻抗基準(zhǔn)值的計(jì)算基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)阻抗當(dāng)基準(zhǔn)容量SJ〔MVA〕、基準(zhǔn)電壓UJ〔kV〕選定后，根據(jù)各物理量之間的關(guān)系基準(zhǔn)電流IJ〔kA〕，與基準(zhǔn)阻抗ZJ〔〕便可求得8編輯課件各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算電壓電流阻抗、電阻及電阻，它們的基準(zhǔn)相同功率：有功功率、無(wú)功功率、視在功率的基準(zhǔn)相同標(biāo)么值的意義：電路元件物理量有名值與同一物理量基準(zhǔn)值的之比稱(chēng)標(biāo)么值。9編輯課件采用標(biāo)么值的一些好處，采用標(biāo)么值后：當(dāng)電壓等于基準(zhǔn)電壓時(shí)，即電壓的標(biāo)么值等于1時(shí)：相電壓和線(xiàn)電壓的標(biāo)么值是相等單相功率和三相功率的標(biāo)么值相等某些物理量還可以用標(biāo)么值相等的另一些物理量來(lái)代替，如當(dāng)用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，正常情況下，全網(wǎng)各處電壓均在1左右，便于分析系統(tǒng)運(yùn)行情況10編輯課件標(biāo)么值和有名值之間的關(guān)系和變換各元件參數(shù)計(jì)算11編輯課件有名值標(biāo)么值發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算12編輯課件有名值標(biāo)么值變壓器參數(shù)計(jì)算13編輯課件有名值標(biāo)么值電抗器參數(shù)計(jì)算要特別注意，這里的電壓不能消去14編輯課件有名值標(biāo)么值輸電線(xiàn)參數(shù)計(jì)算幾何均距15編輯課件三相短路電流周期分量計(jì)算無(wú)限大電源供給的短路電流有限電源供給的短路電流16編輯課件無(wú)限大電源供給的短路電流此時(shí)，短路電流周期分量不變，都等于短路點(diǎn)的輸入阻抗分之一標(biāo)么值有名值短路功率標(biāo)么值與短路電流標(biāo)么值相等有名值此時(shí)，都認(rèn)為電勢(shì)E＝1當(dāng)供電電源為無(wú)窮大或計(jì)算電抗(以供電電源為基準(zhǔn))Xjs≥3時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減，此時(shí)17編輯課件零秒三相短路電流的周期性分量(對(duì)稱(chēng)短路電流初始值—起始次暫態(tài)電流)標(biāo)么值一般稱(chēng)為X分之一法短路電流有名值短路功率有名值短路故障點(diǎn)的等值電抗(標(biāo)么值)基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)功率基準(zhǔn)電壓短路電流周期性分量計(jì)算教材上的表示法18編輯課件短路電流周期分量的標(biāo)么值；0秒短路電流周期分量的標(biāo)么值，稱(chēng)為起始次暫態(tài)電流穩(wěn)態(tài)短路電流周期分量的標(biāo)么值電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗標(biāo)么值；19編輯課件考慮電阻的影響時(shí)上面的計(jì)算公式忽略了電阻的影響，如果回路總電阻較大，滿(mǎn)足條件：那么電阻對(duì)短路電流有較大的作用。此時(shí)，必須用阻抗的標(biāo)么值來(lái)代替式中的電抗標(biāo)么值。20編輯課件有限電源供給的短路電流

通常用短路電流計(jì)算曲線(xiàn)計(jì)算在工程計(jì)算中，常利用計(jì)算曲線(xiàn)〔或稱(chēng)運(yùn)算曲線(xiàn)〕來(lái)確定短路后任意指定時(shí)刻短路電流的周期性分量。21編輯課件有限電源供給的短路電流

通常用短路電流計(jì)算曲線(xiàn)計(jì)算計(jì)算電抗的意義把歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗的標(biāo)么值和發(fā)電機(jī)縱軸次暫態(tài)電抗的標(biāo)么值之和定義為計(jì)算電抗計(jì)算方法：先將電源對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗〔〕歸算到以電源容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗然后按給定時(shí)間值，查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線(xiàn)或查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線(xiàn)數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標(biāo)么值。發(fā)電機(jī)額定容量系統(tǒng)基準(zhǔn)容量22編輯課件23編輯課件24編輯課件25編輯課件26編輯課件27編輯課件從運(yùn)算曲線(xiàn)查出短路電流查出短路電流標(biāo)么值后，乘以基準(zhǔn)電流〔在這里，是發(fā)電機(jī)的額定電流〕，即得短路電流有名值：運(yùn)算曲線(xiàn)可查出t時(shí)刻短路電流，對(duì)于t時(shí)刻電流為：28編輯課件運(yùn)算曲線(xiàn)時(shí)注意從運(yùn)算曲線(xiàn)查出短路電流時(shí)，注意，當(dāng)：或者即認(rèn)為周期分量電流不衰減了29編輯課件三相短路電流

非周期分量計(jì)算30編輯課件由于電力系統(tǒng)是由一些具有電感或電容的元件組成，在運(yùn)行中的這些元件將會(huì)儲(chǔ)存電磁能量，當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生突變時(shí)〔例如短路時(shí)〕電路中這些元件的電流〔對(duì)于電感〕或電壓〔對(duì)于電容〕不能發(fā)生突變，因而，為了維持能量的不突然變化，于是在電路中就會(huì)產(chǎn)生電流的非周期分量，即電路會(huì)有一個(gè)從原來(lái)狀態(tài)過(guò)渡到一個(gè)新的狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。但是，這個(gè)非周期分量的電流沒(méi)有電源的支持，而電路中又有電阻存在，所以，隨著時(shí)間的推移，這個(gè)電流要逐漸衰減，直到新的穩(wěn)定狀態(tài)。非周期分量電流產(chǎn)生的原因31編輯課件短路電流非周期分量計(jì)算

即周期分量的幅值它是衰減的直流電流正弦交流的角頻率衰減時(shí)間常數(shù)，取決于回路電抗及電阻大小短路電流t秒時(shí)刻的非周期分量：起始值有名值單位為秒標(biāo)么值無(wú)單位32編輯課件短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，s，當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)：有名值，秒標(biāo)么值，無(wú)單位非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)33編輯課件沖擊電流和全電流的計(jì)算沖擊電流全電流34編輯課件周期分量非周期分量全電流〔瞬時(shí)值〕沖擊電流非周期分量起始值0.01秒此情況為：空載短路電源電勢(shì)剛為零的時(shí)刻35編輯課件沖擊電流及沖擊系數(shù)0.01秒時(shí)，非周期分量的值稱(chēng)為沖擊系數(shù)它的大小在1到2之間三相短路發(fā)生后，短路電流的最大瞬時(shí)值稱(chēng)為沖擊電流沖擊電流出現(xiàn)在短路發(fā)生后的大約半個(gè)周期(t=0.0ls)當(dāng)不及周期分量的衰減時(shí)36編輯課件短路電流最大有效值37編輯課件短路電流最大有效值考慮了衰減后的非周期分量為當(dāng)不計(jì)周期分量的衰減時(shí)短路電流全電流最大有效值這是前面已經(jīng)說(shuō)明的沖擊系數(shù)短路電流全電流最大有效值，也出現(xiàn)在短路發(fā)生后的大約半個(gè)周期(t=0.0ls)38編輯課件電動(dòng)機(jī)反響對(duì)短路沖擊電流的影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，從系統(tǒng)吸收電能，因而也儲(chǔ)存有電磁能量，相對(duì)有一個(gè)等值電勢(shì)存在；正常運(yùn)行時(shí)，外施電壓高于其電勢(shì)，電流流入電動(dòng)機(jī)；但是，當(dāng)離電動(dòng)機(jī)接入點(diǎn)較近的外接電路發(fā)生短路時(shí)，電動(dòng)機(jī)接入點(diǎn)的電壓就有可能低于電動(dòng)機(jī)電勢(shì)，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)變?yōu)橐粋€(gè)電源，向外提供短路電流，這時(shí)就需要計(jì)及電動(dòng)機(jī)反響對(duì)短路沖擊電流的影響39編輯課件電動(dòng)機(jī)反響對(duì)短路沖擊電流的影響僅當(dāng)短路點(diǎn)附近所接用電動(dòng)機(jī)額定電流之和大于短路電流的1％時(shí)，才予以考慮其反響電流的影響，即：由異步電動(dòng)機(jī)饋送的短路沖擊電流可由下式計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)可取為6～7異步電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)可取1.4～

1.7異步電動(dòng)機(jī)的額定電流40編輯課件計(jì)入異步電動(dòng)機(jī)影響后的電流短路沖擊電流短路全電流最大有效值由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)的短路沖擊電流由系統(tǒng)送到短路點(diǎn)的超瞬變〔次暫態(tài)〕短路電流由短路點(diǎn)附近的異步電動(dòng)機(jī)送到短路點(diǎn)的超瞬變〔次暫態(tài)〕短路電流由異步電動(dòng)機(jī)反響短路沖擊電流41編輯課件由短路點(diǎn)附近的異步電動(dòng)機(jī)送到短路點(diǎn)的超瞬變〔次暫態(tài)〕短路電流，kA如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流倍數(shù)可取為6～7如果有多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)42編輯課件不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算對(duì)稱(chēng)分量法的根本關(guān)系序網(wǎng)的構(gòu)成合成阻抗正序電流合成電流43編輯課件對(duì)稱(chēng)分量法的根本關(guān)系不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算一般采用對(duì)稱(chēng)分量法。它的意義是：三相網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一組不對(duì)稱(chēng)三相相量(電流、電壓等)都可以分解成三組對(duì)稱(chēng)的分量。即正序分量、負(fù)序分量和零序分量。正序分量的三相量大小相等，方向各差120°，相序與對(duì)稱(chēng)時(shí)的三相相序相同零序分量的的三相量大小相等，相位也相同負(fù)序分量的三相量大小相等，方向各差120°，相序與對(duì)稱(chēng)時(shí)的三相相序相反44編輯課件

不對(duì)稱(chēng)量分解成為序分量：即相分量分解成為序分量算子：不對(duì)稱(chēng)電壓分解成為序分量：不對(duì)稱(chēng)電流分解成為序分量：45編輯課件序分量合成為不對(duì)稱(chēng)量：即序分量合成成為相分量電流序分量合成相分量電壓序分量合成相分量46編輯課件三序?qū)ΨQ(chēng)分量的獨(dú)立性在三相對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)中，由于三相網(wǎng)絡(luò)內(nèi)施加任一組對(duì)稱(chēng)分量電壓〔或電流〕都只在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的對(duì)稱(chēng)分量電流〔或電壓〕，此即所謂三相對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)稱(chēng)分量的獨(dú)立性。因此，可以分別對(duì)各序電流電壓分布進(jìn)行計(jì)算，然后再用對(duì)稱(chēng)分量法進(jìn)行合成，從而求出實(shí)際的短路電流或電壓值。47編輯課件序網(wǎng)的構(gòu)成將三相不對(duì)稱(chēng)相量分解為正序(順序)、負(fù)序(逆序)和零序三組對(duì)稱(chēng)分量后，要對(duì)于不同序的電流電壓進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)的不同序的計(jì)算用網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為序網(wǎng)。正序網(wǎng)絡(luò)它與前面所述三相短路時(shí)的網(wǎng)絡(luò)和電抗值相同。負(fù)序網(wǎng)絡(luò)它所構(gòu)成的元件與正序網(wǎng)絡(luò)完全相同，只需用各元件負(fù)序阻抗X2代替正序阻抗X1即可。對(duì)于的靜止元件(變壓器、電抗器、架空線(xiàn)路、電纜線(xiàn)路等)X2=X1

對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序阻抗X2不等于正序阻抗X1，一般由制造廠(chǎng)提供。零序網(wǎng)絡(luò)它由元件的零序阻抗所構(gòu)成48編輯課件零序網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成比較復(fù)雜，其構(gòu)成方法是：在短路點(diǎn)加上一組零序電壓，然后尋找零序電流通路，如能夠有零序電流流過(guò)，那么該支路包含在零序網(wǎng)絡(luò)中。這種能夠有零序電流流過(guò)回路至少在短路點(diǎn)連接的回路中有一個(gè)接地中性點(diǎn)時(shí)才能形成；假設(shè)發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)阻抗接地，那么必須將該阻抗增加3倍后再列入零序網(wǎng)絡(luò)。如果在回路中有變壓器，那么零序電流只有在一定條件下才能由變壓器一側(cè)感應(yīng)至另一側(cè)。電抗器的零序阻抗X0=X149編輯課件50編輯課件51編輯課件52編輯課件復(fù)合序網(wǎng)根據(jù)不同的不對(duì)稱(chēng)短路，將三個(gè)序網(wǎng)連接成不同的形式，從而進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為復(fù)合序網(wǎng)；其連接方法是根據(jù)不同的短路類(lèi)型，由短路處的邊界條件決定的。根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)，可方便的求出正序電流的A相分量，進(jìn)而求出各序電流電壓的序分量，最后再合成為要求的相分量53編輯課件正序網(wǎng)E、X1∑負(fù)序網(wǎng)X2∑零序網(wǎng)X0∑負(fù)序網(wǎng)X2∑單相接地短路三序網(wǎng)串聯(lián)A相短路電流的正序分量A相短路電流的正序分量計(jì)算公式附加阻抗單相接地短路54編輯課件正序網(wǎng)E、X1∑負(fù)序網(wǎng)X2∑兩相短路正序網(wǎng)與負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)A相短路電流的正序分量?jī)上喽搪?5編輯課件正序網(wǎng)E、X1∑負(fù)序網(wǎng)X2∑零序網(wǎng)X0∑兩相接地短路三序網(wǎng)并聯(lián)A相短路電流的正序分量?jī)上嘟拥囟搪?6編輯課件阻抗寫(xiě)成通式單相短路：二相短路：二相接地短路：三相短路：附加阻抗57編輯課件短路電流A相正序分量寫(xiě)成通式：當(dāng)電勢(shì)的標(biāo)么值為1時(shí)58編輯課件如要運(yùn)用短路電流計(jì)算曲線(xiàn)，那么應(yīng)換算成計(jì)算電抗：三相短路時(shí)的計(jì)算電抗：59編輯課件求出了A相正序分量電流后，就可用對(duì)稱(chēng)分量法合成各相電流，進(jìn)而求出短路處的短路電流以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電流和電壓分布。對(duì)于不同的短路，短路處的短路電流與正序分量A相電流有如下的關(guān)系：?jiǎn)蜗喽搪罚憾喽搪罚憾嘟拥囟搪罚喝喽搪罚呵懊媲蟪龅恼蚍至侩娏鳎?0編輯課件在計(jì)算t=0〔也即是次暫態(tài)短路電流〕時(shí)近似假定：這時(shí)的兩相短路電流可簡(jiǎn)化為：兩相短路次暫態(tài)電流61編輯課件此時(shí)的發(fā)電機(jī)正序參數(shù)是用次暫態(tài)參數(shù)，發(fā)電機(jī)的負(fù)序參數(shù)與其正序參數(shù)數(shù)值接近，分母的兩項(xiàng)相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等。對(duì)于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的短路穩(wěn)態(tài)電流，外接電路電抗的影響較大，相反，發(fā)電機(jī)參數(shù)影響較小，分母的兩項(xiàng)也相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等，所以，結(jié)論與上面相同對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的短路穩(wěn)態(tài)電流，原因見(jiàn)下頁(yè)62編輯課件遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)短路時(shí)發(fā)電機(jī)出口處短路時(shí)注意：對(duì)于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的短路穩(wěn)態(tài)電流，外接電路電抗的影響較大，相反，發(fā)電機(jī)參數(shù)影響較小，分母的兩項(xiàng)也相差不大，可以近似認(rèn)為兩者相等，所以，結(jié)論與上面相同63編輯課件對(duì)于發(fā)電機(jī)的出口兩相短路穩(wěn)態(tài)電流，由于此時(shí)發(fā)電機(jī)參數(shù)是用同步電抗表示，同步電抗很大，負(fù)序電抗相對(duì)很小〔接近于發(fā)電的正序暫態(tài)參數(shù)〕，〔又無(wú)外接電路電抗的影響〕，因此，分母的兩項(xiàng)合成起來(lái)，只比正序電抗大一些，故分子的根號(hào)3就起主要作用，于是短路電流也就很大，約為穩(wěn)態(tài)短路電流的1.5倍，就主要是這個(gè)因素的影響。發(fā)電機(jī)出口處的兩相穩(wěn)態(tài)短路電流64編輯課件低壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算計(jì)算特點(diǎn)三相和兩相短路電流的計(jì)算單相短路(包括單相接地故障)電流的計(jì)算低壓網(wǎng)絡(luò)電路元件阻抗的計(jì)算65編輯課件計(jì)算特點(diǎn)前面介紹的高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法同樣適用于低壓網(wǎng)絡(luò)由于低壓電網(wǎng)的電源一般來(lái)自地區(qū)大中型電力系統(tǒng)，配電用的電力變壓器的容量又遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的容量，因此，從電氣距離來(lái)看，短路點(diǎn)可以說(shuō)離電源很遠(yuǎn)，于是，短路電流可按遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)計(jì)算，即可認(rèn)為按電源為無(wú)限大電源容量的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路計(jì)算；即短路電流周期分量不衰減。66編輯課件計(jì)算特點(diǎn)由于電壓較低，短路回路的電阻影響較大，因此對(duì)于低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算要計(jì)及短路電路各元件的有效電阻，但短路點(diǎn)的電弧電阻、導(dǎo)線(xiàn)連接點(diǎn)、開(kāi)關(guān)設(shè)備和電器的接觸電阻可忽略不計(jì)。由于電路電阻較大，短路電流非周期分量將會(huì)很快衰減，因此，計(jì)算中一般可以不考慮非周期分量。只有在離配電變壓器低壓側(cè)很近處，例如低壓側(cè)20m以?xún)?nèi)大截面線(xiàn)路上或低壓配電屏內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，才需要計(jì)算非周期分量。要考慮溫度對(duì)于導(dǎo)線(xiàn)電阻的影響，即單位線(xiàn)路長(zhǎng)度有效電阻將隨溫度的變化進(jìn)行修正67編輯課件計(jì)算特點(diǎn)低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算一般采用有名值計(jì)算：電壓用伏，電流用千安，功率用千伏安，阻抗用毫歐計(jì)算220／380V網(wǎng)絡(luò)中的三相短路電流時(shí)，計(jì)算公式中的電壓要用計(jì)算電壓進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算電壓為：計(jì)算三相短路電流時(shí)：C=1.05計(jì)算單相接地故障電流時(shí)：C=1.0Un為系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓(線(xiàn)電壓)380V。68編輯課件低壓網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的計(jì)算在220／380V網(wǎng)絡(luò)中，一般以三相短路電流為最大。低壓網(wǎng)絡(luò)三相起始短路電流周期分量有效值：各元件電阻及電抗電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱(chēng)電壓(線(xiàn)電壓)，V,在220／380V網(wǎng)絡(luò)為380V短路電路總阻抗、總電阻、總電抗，mΩ；69編輯課件變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)的電阻、電抗(歸算到400V側(cè))．mΩ；變壓器的電阻、電抗(歸算到400V側(cè))．mΩ；變壓器低壓側(cè)母線(xiàn)段的電阻、電抗，mΩ；配電線(xiàn)路的電阻、電抗，mΩ；短路回路總電阻、總電抗，mΩ；70編輯課件一臺(tái)變壓器供電的低壓網(wǎng)絡(luò)三相短路電流計(jì)算電路圖71編輯課件當(dāng)變壓器的阻抗與系統(tǒng)的阻抗之比滿(mǎn)足以下條件，那么可看成無(wú)限大電源的短路：對(duì)于無(wú)限大電源的短路，變壓器低壓側(cè)短路時(shí)的短路電流周期分量不衰減，即系統(tǒng)的阻抗相比之下比較小時(shí)：低壓系統(tǒng)的短路通?？闯蔁o(wú)限大電源的短路72編輯課件低壓網(wǎng)絡(luò)兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系也和高壓系統(tǒng)一樣，此時(shí)，由于低壓網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)，故發(fā)電機(jī)參數(shù)影響很小，故可得：兩相短路次暫態(tài)電流，它也不衰減：73編輯課件單相短路(包括單相接地故障)電流的計(jì)算單相接地故障電流的計(jì)算：TN接地系統(tǒng)的低壓網(wǎng)絡(luò)單相接地故障電流線(xiàn)電壓有名值短路電路正序、負(fù)序、零序電阻，mΩ；短路電路正序、負(fù)序、零序阻抗，mΩ短路電路正序、負(fù)序、零序阻抗，mΩ；C：電壓系數(shù)，計(jì)算單相接地故障電流時(shí)取1；74編輯課件短路電路的相保電阻相保電抗相保阻抗短路電路的相線(xiàn)與保護(hù)線(xiàn)組成的回路的有關(guān)參數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)相保參數(shù)75編輯課件變壓器的參數(shù)，mΩ變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)的參數(shù)(歸算到400V側(cè))，mΩ；變壓器低壓側(cè)母線(xiàn)段的參數(shù)，mΩ；配電線(xiàn)路的參數(shù)，mΩ；76編輯課件低壓網(wǎng)絡(luò)電路元件阻抗的計(jì)算在計(jì)算三相短路電流時(shí)，元件阻抗指的是元件的相阻抗，即相正序阻抗。因?yàn)橐呀?jīng)三相系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的，發(fā)生三相短路時(shí)只有正序分量存在，所以不需要特別提出序阻抗的概念。77編輯課件相保阻抗發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，保護(hù)線(xiàn)中將會(huì)有電流流過(guò)，相保阻抗那么是包括相線(xiàn)及保護(hù)線(xiàn)在內(nèi)的阻抗總稱(chēng)。78編輯課件在低壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，由于短路點(diǎn)離發(fā)電機(jī)較遠(yuǎn)，因此可以認(rèn)為所有元件的負(fù)序阻抗等于正序阻抗，即等于相阻抗。發(fā)電機(jī)〔屬于旋轉(zhuǎn)元件〕的正序阻抗、負(fù)序阻抗不相等低壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，通常認(rèn)為負(fù)序總阻抗等于正序總阻抗79編輯課件低壓網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗TN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗等于相線(xiàn)的零序阻抗與三倍保護(hù)線(xiàn)(即PE、PEN線(xiàn))的零序阻抗之和，即80編輯課件TN接地系統(tǒng)低壓網(wǎng)絡(luò)的相保阻抗與各序阻抗的關(guān)系為81編輯課件82編輯課件83編輯課件系統(tǒng)阻抗〔高壓側(cè)〕的計(jì)算在計(jì)算220／380V網(wǎng)絡(luò)短路電流時(shí)，變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗需要計(jì)入。假設(shè)高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量，那么歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗為如果不知道其電阻和電抗確實(shí)切數(shù)值，可以取變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量，MVA變壓器低壓側(cè)標(biāo)稱(chēng)電壓，0.38kV電壓系數(shù)，計(jì)算三相短路電流時(shí)取1.05歸算到變壓器低壓側(cè)〔380V〕的高壓系統(tǒng)電阻、電抗、阻抗，mΩ.84編輯課件關(guān)于高壓側(cè)的零序阻抗高壓側(cè)的零序阻抗：Dyn和Yyn0連接的配電變壓器，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)發(fā)生單相短路時(shí)，由于低壓側(cè)繞組零序電流不能在高壓側(cè)流通，高壓側(cè)對(duì)于零序電流相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)，故在計(jì)算單相接地短路時(shí)此阻抗不存在。表8-l-2列出了10(6)/0.4kV配電變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量與高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗、相保阻抗(歸算到400V)的數(shù)值關(guān)系。85編輯課件86編輯課件10(6)／0.4kV

三相雙繞組配電變壓器的阻抗計(jì)算配電變壓器的正序阻抗與負(fù)序阻抗相等：當(dāng)電阻值較小，允許忽略電阻時(shí)87編輯課件配電變壓器的零序阻抗與連接情況有關(guān)。Yyn0連接的變壓器的零序阻抗比正序阻抗大得多，其值由制造廠(chǎng)通過(guò)測(cè)試提供；Dyn11連接變壓器的零序阻抗如沒(méi)有測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，可取其值等于正序阻抗值。配電變壓器的零序阻抗88編輯課件低壓配電線(xiàn)路的阻抗：

線(xiàn)路的零序阻抗和相保阻抗的計(jì)算方法89編輯課件線(xiàn)路相保阻抗的計(jì)算單相接地短路電路中任一元件(配電變壓器、線(xiàn)路等)的相保阻抗計(jì)算公式為90編輯課件2短路電流計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用(1)電氣主接線(xiàn)比較及選擇；(2)電器和導(dǎo)體的選擇；(3)確定中性點(diǎn)接地方式；(4)計(jì)算軟導(dǎo)線(xiàn)的短路搖擺；(5)驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；(6)選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算；(7)校驗(yàn)導(dǎo)體和電器的動(dòng)、熱穩(wěn)定。91編輯課件用于設(shè)備的選擇與校驗(yàn)應(yīng)用短路電流計(jì)算結(jié)果對(duì)變配電所中斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、成套開(kāi)關(guān)設(shè)備、支柱絕緣子、避雷器等設(shè)備以及軟導(dǎo)線(xiàn)、硬導(dǎo)體等導(dǎo)體的選擇；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算等。92編輯課件影響短路電流的因素及限制短路電流的措施影響短路電流的因素限制短路電流的措施93編輯課件影響短路電流的因素(1)電源布局及其地理位置，特別是大容量發(fā)電廠(chǎng)及發(fā)電廠(chǎng)群距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中心的電氣距離；(2)發(fā)電廠(chǎng)的規(guī)模、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等級(jí)及主接線(xiàn)方式；(3)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)(特別是主網(wǎng)架)的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度；(4)接至樞紐變電所的發(fā)電和變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量和方式對(duì)單相短路電流水平影響很大；

(5)電力系統(tǒng)間互聯(lián)的強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。94編輯課件限制短路電流的措施當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和開(kāi)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備等方面采取措施：(1)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的根底上，及時(shí)開(kāi)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線(xiàn)路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠(chǎng)盡量接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)，合理選擇開(kāi)閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定。(2)系統(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線(xiàn)分列運(yùn)行和母線(xiàn)分段運(yùn)行等。95編輯課件(3)設(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可采用LC諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。

(4)其他方面：為限制單相短路電流，可采用減少中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地、局部變壓器中性點(diǎn)正常不接地，在變壓器跳開(kāi)前使用快速接地開(kāi)關(guān)將中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)變壓器組的升壓變壓器不接地，但要提高變壓器和中性點(diǎn)的絕緣水平及限制自耦變壓器使用等。96編輯課件題目及解答97編輯課件1-198編輯課件99編輯課件1-2100編輯課件101編輯課件這一題與前面相似，只是只求兩條支路1-3102編輯課件1-4103編輯課件這題的做法是：將其中的兩條支路合并成一條后，就變成星形網(wǎng)絡(luò)，然后按星三角變換處理104編輯課件2105編輯課件變壓器電抗基準(zhǔn)電流起始次暫態(tài)電流106編輯課件短路電流最大瞬時(shí)值-沖擊電流短路電流沖擊系數(shù)短路功率-短路容量107編輯課件3108編輯課件根據(jù)提供的短路功率-短路容量計(jì)算系統(tǒng)電