第三章短路電流及其計(jì)算

1、第三章第三章 短路電流及其計(jì)算短路電流及其計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 短路電流計(jì)算目的、條件及其特征值短路電流計(jì)算目的、條件及其特征值第二節(jié)第二節(jié) 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中三相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中三相短路電流的計(jì)算 第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中兩相和單相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中兩相和單相短路電流的計(jì)算第四節(jié)第四節(jié) 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)短路的形式：短路的形式：三相短路三相短路負(fù) 荷a)電 源0CBA(3)k(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CI(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CIb)電 源0CBA負(fù) 荷(2)k兩相短路兩相短路(2)k.A

2、I(2)k.BI(2)k.AI(2)k.BI負(fù)荷0c)Ck(1)電源BA單相單相( (接地接地) )短路短路(1)kI負(fù)荷0d)NCk(1)電源BA單相短路單相短路(1)kIe)C0電源ABk負(fù)荷(1,1)兩相接地短路兩相接地短路(1,1)kIf)CA0電源B負(fù)荷(1,1)k k兩相接地短路兩相接地短路(1,1)kI一、短路的危害一、短路的危害 1. 1. 短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備急劇發(fā)熱，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損壞；導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱損壞； 2. 2. 短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力，可能使設(shè)備永久變形或嚴(yán)重?fù)p壞形或嚴(yán)重?fù)p壞 ； 3. 3. 短路

3、時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶(hù)的正常工作戶(hù)的正常工作 ；4. 4. 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)行失去穩(wěn)定；5. 5. 不對(duì)稱(chēng)短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)附不對(duì)稱(chēng)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，近的通訊系統(tǒng)及弱電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作影響其正常工作 。二、短路電流計(jì)算的目的二、短路電流計(jì)算的目的 1.1.選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備；選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備； 2.2.合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置 ； 3.3.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

4、的依據(jù) 。三、計(jì)算條件三、計(jì)算條件1、忽略磁路的飽和與磁滯現(xiàn)象，認(rèn)為系統(tǒng)中的、忽略磁路的飽和與磁滯現(xiàn)象，認(rèn)為系統(tǒng)中的元件參數(shù)恒定元件參數(shù)恒定2、忽略元件的電阻、忽略元件的電阻R，只考慮元件的電抗，只考慮元件的電抗X（高壓電網(wǎng)的各種電氣元件，其電阻一般都比（高壓電網(wǎng)的各種電氣元件，其電阻一般都比電抗小的多）電抗小的多）n 計(jì)算短路電流時(shí)，即使計(jì)算短路電流時(shí)，即使R=X/3時(shí)，忽略電時(shí)，忽略電阻，誤差僅增大阻，誤差僅增大5%。3 3、忽略短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻、忽略短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻n過(guò)渡電阻是指相與相之間短接所經(jīng)過(guò)渡電阻是指相與相之間短接所經(jīng)過(guò)的電阻，如被外來(lái)物體短接時(shí)，外過(guò)的電阻，如被外來(lái)物體短接時(shí)，

5、外來(lái)物的電阻、接地短路的接地電阻、來(lái)物的電阻、接地短路的接地電阻、電弧短路的電弧電阻等。電弧短路的電弧電阻等。4 4、按對(duì)稱(chēng)分析、按對(duì)稱(chēng)分析除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱(chēng)外，除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱(chēng)外，實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都可以當(dāng)作三相實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都可以當(dāng)作三相對(duì)稱(chēng)的。對(duì)稱(chēng)的。 四、四、無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的概念無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)的概念 無(wú)限大容量電源無(wú)限大容量電源指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對(duì)無(wú)限大的電力指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對(duì)無(wú)限大的電力系統(tǒng)，電源母線上的輸出電壓不變。系統(tǒng)，電源母線上的輸出電壓不變。 短路過(guò)程的簡(jiǎn)單分析短路過(guò)程的簡(jiǎn)單分析Q電 源a )k( 3 )GRXL

6、RLXub )GRXki等效電路的電壓方程為等效電路的電壓方程為 解之得解之得, ,短路電流為短路電流為msin()iIt則則得短路電流得短路電流 當(dāng)當(dāng)t0時(shí)，由于短路電路存在著電感，因此電流不會(huì)突變，時(shí)，由于短路電路存在著電感，因此電流不會(huì)突變，即即ik0=i0，則則式中，式中，ip為短路電流周期分量為短路電流周期分量; ; inp為短路電流非周期分量。為短路電流非周期分量。短路前負(fù)荷電流為短路前負(fù)荷電流為kmkmsinsinCIIkkmsindiR iLUtdtkkmksin()tiItCekkmkkmkmsin()(sinsin )tiItIIekpnpiii./k mmIUZ為短路電流

7、非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，短路時(shí)間常數(shù)為短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，短路時(shí)間常數(shù)式中，式中，為短路電流周期分量幅值，其中為短路電流周期分量幅值，其中22ZRXarctan(/)kXR/LR為短路電路的阻抗角；為短路電路的阻抗角； 無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流曲線如下圖：正常運(yùn)行狀態(tài)0.01sO暫態(tài)穩(wěn)態(tài)uii, uinp(0)i正常運(yùn)行狀態(tài)0.01sip(0)i0O暫態(tài)穩(wěn)態(tài)ikuishi,uuipinpiti正常運(yùn)行狀態(tài)0.01sO暫態(tài)穩(wěn)態(tài)t(t)u2Ikipinpiushi五、有關(guān)短路的物理量五、有關(guān)短路的物理量 短路電流周期分

8、量短路電流周期分量：短路電流非周期分量短路電流非周期分量： 短路全電流短路全電流：pkmksin()iItnpkmtiIek.tpnpiii22k(t)p(t)np(t)IIip(0)km2iII 短路次暫態(tài)電流短路次暫態(tài)電流2tI e由于短路電路的電抗一般遠(yuǎn)大于電阻，由于短路電路的電抗一般遠(yuǎn)大于電阻，k k =90=900 0 ，短路瞬間，短路瞬間，t=0,t=0,電流為電流為負(fù)的最大值：負(fù)的最大值：由于由于0.90 ,sin1,sinkkmk mII而短路沖擊電流短路沖擊電流： 短路穩(wěn)態(tài)電流短路穩(wěn)態(tài)電流： shsh2ikI短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值： 22shp(0.01)np(

9、0.01)III2shsh1 2(1)IkIpIII短路沖擊短路沖擊系數(shù)系數(shù)ksh可查曲線或計(jì)算可查曲線或計(jì)算 0.0122( 2)II e在高壓電網(wǎng)發(fā)生三相短路時(shí)，一般在高壓電網(wǎng)發(fā)生三相短路時(shí)，一般ksh=1.8, 因此因此在在1000KVA及以下的電力變壓器二次側(cè)及低壓電網(wǎng)發(fā)生三相及以下的電力變壓器二次側(cè)及低壓電網(wǎng)發(fā)生三相短路時(shí)，一般可取短路時(shí)，一般可取ksh =1.3 ,因此因此51. 155. 2IIIishsh09. 184. 1IIIishshshp(0.01)np(0.01)iii0.012 (1)Ie第二節(jié)第二節(jié) 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中三相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中三相短

10、路電流的計(jì)算(3)cck223 |3UUIZRXcN1.05UU二、二、歐姆法歐姆法 一、概述一、概述短路電流的計(jì)算方法主要有：短路電流的計(jì)算方法主要有：歐姆法歐姆法（又稱(chēng)有名單位制法）（又稱(chēng)有名單位制法）標(biāo)幺值法標(biāo)幺值法（又稱(chēng)相對(duì)單位制法和標(biāo)幺制法）（又稱(chēng)相對(duì)單位制法和標(biāo)幺制法） 在無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的在無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值和有效值是不變的。幅值和有效值是不變的。 Uc為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓（平均額定電壓），取線路首端電壓，即比線為短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓（平均額定電壓），取線路首端電壓，即比線路額定電壓路額定電

11、壓UN高高5%。 一般短路電流計(jì)算中，應(yīng)考慮電力系統(tǒng)、電力變壓器和電一般短路電流計(jì)算中，應(yīng)考慮電力系統(tǒng)、電力變壓器和電力線路的阻抗計(jì)算：力線路的阻抗計(jì)算： (3)ck3UIX 在高壓電路的短路計(jì)算中，通常只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。在高壓電路的短路計(jì)算中，通常只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。（低壓電網(wǎng)則需要計(jì)及電阻），故（低壓電網(wǎng)則需要計(jì)及電阻），故不計(jì)及電阻的三相短路電不計(jì)及電阻的三相短路電流周期分量有效值為流周期分量有效值為：電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，一般只計(jì)電抗。電力系電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，一般只計(jì)電抗。電力系統(tǒng)的電抗可由系統(tǒng)變電所高壓饋出線出口斷路器的斷流容量統(tǒng)的電抗可由系統(tǒng)變電所高壓

12、饋出線出口斷路器的斷流容量S S來(lái)估算。來(lái)估算。 S就視為系統(tǒng)極限短路容量就視為系統(tǒng)極限短路容量Sk 。l電力系統(tǒng)的阻抗電力系統(tǒng)的阻抗三相短路容量為三相短路容量為)3()3(3kCkIUS（一）電力系統(tǒng)的電抗為（一）電力系統(tǒng)的電抗為SUXCS2（二）電力變壓器的阻抗（二）電力變壓器的阻抗1、變壓器的電阻、變壓器的電阻RT: R RT T可由變壓器的短路損耗可由變壓器的短路損耗PPk k近似近似計(jì)算計(jì)算TcNTNkRUSRIP223332NckTSUPR2 2、變壓器的電抗、變壓器的電抗X XT T: : 可由變壓器的短路電壓可由變壓器的短路電壓U Uk k% %近似計(jì)算近似計(jì)算1001003%

13、2cTNcTNkUXSUXIUNckTSUUX100%2（三）電力線路的阻抗（三）電力線路的阻抗1、線路的電阻、線路的電阻RWL: RWL可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻R R0 0計(jì)算計(jì)算lRRWL02 2、線路的電抗、線路的電抗X XWLWL：X XWLWL可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻X X0 0計(jì)算計(jì)算lXXWL0 （四）阻抗換算（四）阻抗換算 計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，電路內(nèi)含有電力變壓器，則電路內(nèi)計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，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)一到各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓去。去。 阻抗變換

14、的條件是：阻抗變換的條件是：元件的功率損耗維持不變?cè)墓β蕮p耗維持不變。22 2/ccCCUURRRURUP22 2/ccccUUXXXUXUQ為待轉(zhuǎn)換的電壓為轉(zhuǎn)換目標(biāo)點(diǎn)電壓，CCUU三三 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算短路計(jì)算（一）標(biāo)幺值法（一）標(biāo)幺值法 標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流是電力工程計(jì)算的一種廣泛應(yīng)用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流是電力工程計(jì)算的一種廣泛應(yīng)用的基本方法，是我們的基本方法，是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。*dAAA 按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量按標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量Sd和和基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓Ud。標(biāo)幺值標(biāo)幺值某量的標(biāo)幺值某量的標(biāo)幺值= =

15、該量的實(shí)際值（任意單位）該量的實(shí)際值（任意單位）/ /該量的基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單位）該量的基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單位）續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)基準(zhǔn)容量取基準(zhǔn)容量取基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流 （二）（二） 供電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值供電系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值 1 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 基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓，即取元件所在處的短路計(jì)算電壓為基準(zhǔn)電壓，即dcN1.05UUUd100MVAS ddd3SIU基準(zhǔn)電抗基準(zhǔn)電抗 ddd3UXI式中，式中，Sk為為電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量。 *SSdXXX22cckdUUSSd

16、kSS2cdUSdc3SU續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè) 2 2）電力線路的電力線路的電抗標(biāo)幺值電抗標(biāo)幺值式中，式中， L為線路長(zhǎng)度，為線路長(zhǎng)度，x0為線路單位長(zhǎng)度的電抗，可查手冊(cè)。為線路單位長(zhǎng)度的電抗，可查手冊(cè)。*WLWLdXXX 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標(biāo)幺值電抗標(biāo)幺值NTkN.T3%() 100I XUU2ckTN T%100UUXS因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以 *TTdXXX標(biāo)幺值標(biāo)幺值 02cdx LUSN TT2c() 100SXU2ckN.T2cd%100UUSUSdkN T%100SUSd02cSx LU（三）（三） 三相短路電流的計(jì)算三相短路電流的計(jì)算三相短路三相短路電流電流周期分量有效值的

17、標(biāo)么值周期分量有效值的標(biāo)么值: : (3)(3)*kkkIII由此可得三相短路電流周期分量有效值：由此可得三相短路電流周期分量有效值： (3)(3)*kkdIII其他其他短路電流：短路電流： (3)(3)(3)kkIII(3)(3)(3)(3)shsh2.551.51iIII三相三相短路短路容量容量： (3)(3)kck3SU I（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)高壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）（對(duì)低壓系統(tǒng)）cd*3U IXd*SXcdc33USXU2cdUS X*1Xd*IX(3)(3)(3)(3)shsh1.841.09iIII 例例3-1 某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電力系統(tǒng)出口處的短路容某供電系統(tǒng)如圖所示。己知電

18、力系統(tǒng)出口處的短路容量為量為Sk=250MVA，試求工廠變電所試求工廠變電所10kV母線上母線上k-1點(diǎn)短路和兩點(diǎn)短路和兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行、分列運(yùn)行兩種情況下低壓臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行、分列運(yùn)行兩種情況下低壓380V母線上母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。架 空 線 5 k mG1 0 k VQ電 源kS 9 - 1 0 0 01 0 k V0 .3 8 k VS 9 - 1 0 0 0k - 2k - 1S例例3-13-1dc1c2100MVA,10.5kV,0.4kVSUUdd1c13SIUd2100MVA144.34kA30.4kVI解：1.1.確定基

19、準(zhǔn)值確定基準(zhǔn)值 100MVA5.50kA3 10.5kV續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)2.2.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 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*d1kSXS 2 2）電力線路的電力線路的電抗標(biāo)幺值電抗標(biāo)幺值*d202c1SXx LU 3 3）電力變壓器的電力變壓器的電抗標(biāo)幺值電抗標(biāo)幺值*dk34N T%100SUXXS124k - 13k - 2X1X2X3X4*100MVA0.4250MVA2100MVA0.35(/km) 5km1.59(10.5kV)3510010 kVA51001000kVA續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)3. 求求k-1點(diǎn)的短路電

20、路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值*(k 1)12XXX2）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)*k 1d1(k 1)/IIX3）其他三相短路電流）其他三相短路電流 (3)(3)(3)k 1k 1k 1(3)sh(3)sh2.76kA2.55 2.76kA7.04kA1.51 2.76kA4.17kAIIIiI 4）三相短路容量）三相短路容量 (3)k 1d(k 1)/SSX0.4 1.591.995.50kA/1.992.76kA=100MVA/1.99=50.3MVA4求求k-2點(diǎn)的短

21、路電路總電抗標(biāo)么值三相短路電流和短路容量點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值三相短路電流和短路容量 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下：兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下： 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值 (k 2)1234/XXXXX2) 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)d2k 2(k 2)IIX3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)k-2d(k-2)/SSX4） 三相短路容量三相短路容量 50.4 1.594.492144.34kA32.14kA4.49100MVA/4.4922.27MVAkAIIkAIikAIIIshshKKK03.3514.3209. 109. 113.5914.3

22、284. 184. 114.32)3()3()3()3()3(2)3(2)3(2兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下：兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下： 1）總電抗標(biāo)么值）總電抗標(biāo)么值 (k-2)123XXXX2) 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)d2k-2(k-2)IIX3) 其他三相短路電流其他三相短路電流 (3)2(2)/kdkSSX4） 三相短路容量三相短路容量 0.4 1.5956.99144.34kA20.65kA6.99100MVA/6.9914.31MVAkAIIkAIikAIIIshshKKK50.2265.2009. 109. 199.3765.2084. 184.

23、165.20)3()3()3()3()3(2)3(2)3(2四四 低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算（一）低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn)（一）低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) 1.1.配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大容量電源供電來(lái)考慮；配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大容量電源供電來(lái)考慮；2.2.電阻值較大，電抗值較?。浑娮柚递^大，電抗值較??；3.3.低壓系統(tǒng)元件電阻多以毫歐計(jì)，用有名值法比較方便。低壓系統(tǒng)元件電阻多以毫歐計(jì)，用有名值法比較方便。4.4.因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，因低壓系統(tǒng)的非周期分量衰減快，ksh值在值在11.3范圍范圍。5.5.在計(jì)算單相短路電流時(shí)，假設(shè)計(jì)算溫度升高，電阻值增大在計(jì)算

24、單相短路電流時(shí)，假設(shè)計(jì)算溫度升高，電阻值增大。 （二）三相短路電流的計(jì)算（二）三相短路電流的計(jì)算 (3)ck223 ()UIRXc400VU 電源至短路點(diǎn)的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低電源至短路點(diǎn)的總阻抗包括變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)、變壓器、低壓母線及配電線路等元件的阻抗；開(kāi)關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可壓母線及配電線路等元件的阻抗；開(kāi)關(guān)電器及導(dǎo)線等接觸電阻可忽略不計(jì)。忽略不計(jì)。 續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)1 1高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗23cSk10UZS3 3母線及電纜的阻抗母線及電纜的阻抗，其單位長(zhǎng)度值可查，其單位長(zhǎng)度值可查手冊(cè)手冊(cè)。 2 2變壓器的阻抗變壓器的阻抗2kcT2N.TPURS2kcTN

25、.T%100UUZS22TTTXZR應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗（單位均為 ）有）有 m歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算： c400VU 歸算到低壓側(cè)的歸算到低壓側(cè)的變壓器變壓器阻抗可按下式計(jì)算：阻抗可按下式計(jì)算： c400VU 一、兩相短路電流的計(jì)算一、兩相短路電流的計(jì)算 (2)ck2UIX 在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路時(shí)，其兩在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路時(shí)，其兩相短路電流可由下式求得相短路電流可由下式求得: : Q電源GkXLRLc( 2)k( 2)IURX而三相短路電流而三相短路電流 (3)ck3

26、UIX(2)(3)(3)kkk30.8662III第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中兩相和單無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中兩相和單相短路電流的計(jì)算相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算 根據(jù)對(duì)稱(chēng)分量法，根據(jù)對(duì)稱(chēng)分量法，單相短路電流為單相短路電流為(1)k220.S0 T0 W0.S0 T0 WU()() IRRRXXX工程計(jì)算公式為工程計(jì)算公式為正序阻抗正序阻抗負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗零序阻抗高壓系統(tǒng)、變壓器、母線及電纜高壓系統(tǒng)、變壓器、母線及電纜的相零電阻的相零電阻高壓系統(tǒng)、變壓器、母線及電高壓系統(tǒng)、變壓器、母線及電纜的相零電抗纜的相零電抗負(fù)荷負(fù)荷d)(1)kIABCNO電源電源

27、(1)k.(1)1203kUIZZZ單相短路電流與三相短路電流的關(guān)系單相短路電流與三相短路電流的關(guān)系01.021.)1(233ZZUZZZUIk10.)3(.) 1 (1.)3(23ZZIIZUIkkk在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的用戶(hù)低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí)在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的用戶(hù)低壓側(cè)發(fā)生單相短路時(shí),Z,Z11ZZ22, ,因此有：因此有： 由于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)發(fā)生短路時(shí)由于遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)發(fā)生短路時(shí), 因此因此)3()1(10kkIIZZ第四節(jié)第四節(jié) 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)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) 強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電器和導(dǎo)體，將產(chǎn)生強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電器和導(dǎo)體，將產(chǎn)生:

28、 : 電動(dòng)力效應(yīng)電動(dòng)力效應(yīng)，可能使電器和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形，可能使電器和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形; ; 熱效應(yīng)熱效應(yīng)，可能使其絕緣強(qiáng)度降低，加速絕緣老化甚至損壞。，可能使其絕緣強(qiáng)度降低，加速絕緣老化甚至損壞。 為了正確選擇電器和導(dǎo)體，保證在短路情況下也不損壞，為了正確選擇電器和導(dǎo)體，保證在短路情況下也不損壞，必須校驗(yàn)其必須校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定和和熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定。 對(duì)于兩根平行導(dǎo)體，通過(guò)電流分別為對(duì)于兩根平行導(dǎo)體，通過(guò)電流分別為i1和和i2，其相互間的其相互間的作用力作用力F( (單位單位 N）可用下面公式來(lái)計(jì)算：可用下面公式來(lái)計(jì)算： 72f 1 2210N AlFk i ia （一）

29、短路時(shí)的最大電動(dòng)力（一）短路時(shí)的最大電動(dòng)力 當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，短路電流沖擊值通過(guò)中間相導(dǎo)體當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，短路電流沖擊值通過(guò)中間相導(dǎo)體所產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為：所產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為：(3)(3)272maxf sh310N AlFk ia72f 1 2210N AlFk iia kf為導(dǎo)體的形狀系數(shù)，與導(dǎo)體的形狀和相對(duì)位置有關(guān)；為導(dǎo)體的形狀系數(shù)，與導(dǎo)體的形狀和相對(duì)位置有關(guān)；l為為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間距離，即檔距；導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間距離，即檔距；a為兩導(dǎo)體的軸線間距為兩導(dǎo)體的軸線間距離。離。續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè) 載流導(dǎo)體和電器承受短路電流作用時(shí)滿(mǎn)足電動(dòng)力穩(wěn)定的載流導(dǎo)體和電器承受短路電流作用時(shí)滿(mǎn)足

30、電動(dòng)力穩(wěn)定的原始條件是原始條件是(3)maxalFF （二）短路動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件（二）短路動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)條件 電器應(yīng)能承受短路電流電動(dòng)力效應(yīng)的作用，不致產(chǎn)生永久電器應(yīng)能承受短路電流電動(dòng)力效應(yīng)的作用，不致產(chǎn)生永久變形或遭到機(jī)械損傷，即具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性。變形或遭到機(jī)械損傷，即具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性。 工程上，電器的動(dòng)穩(wěn)定通常用電器的極限通過(guò)電流（即工程上，電器的動(dòng)穩(wěn)定通常用電器的極限通過(guò)電流（即額定峰值耐受電流）來(lái)表示。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的等效條件是：額定峰值耐受電流）來(lái)表示。滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定的等效條件是：(3)maxshii二、二、短路點(diǎn)附近交流電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流影響短路點(diǎn)附近交流電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流影響 當(dāng)短

31、路點(diǎn)附近所接交流電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電當(dāng)短路點(diǎn)附近所接交流電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的流的1%時(shí)，按時(shí)，按規(guī)定，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。規(guī)定，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。 s h . MQ電源s hkMGii 當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)線端發(fā)生三相短路時(shí)，它反饋的最大短路當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)線端發(fā)生三相短路時(shí)，它反饋的最大短路電流瞬時(shí)值（即電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流）可按下式計(jì)算：電流瞬時(shí)值（即電動(dòng)機(jī)反饋沖擊電流）可按下式計(jì)算： Msh.MSh.MN.MM2()EikIXMNMshICk.Msh.MSh.MN.MM2()EikIX 由于交流電動(dòng)機(jī)在外電路短路后很快受到制動(dòng)，因此它產(chǎn)由于交流電動(dòng)機(jī)在外電

32、路短路后很快受到制動(dòng)，因此它產(chǎn)生的反饋電流衰減很快。生的反饋電流衰減很快。sh.shsh.Miii此時(shí)短路點(diǎn)的短路沖擊電流為此時(shí)短路點(diǎn)的短路沖擊電流為MNMshICk. 為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值；為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值； 為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值；抗標(biāo)幺值；C為電動(dòng)機(jī)反饋沖擊系數(shù)；為電動(dòng)機(jī)反饋沖擊系數(shù)； 電動(dòng)機(jī)短路電流沖擊電動(dòng)機(jī)短路電流沖擊系數(shù)；系數(shù)； 為電動(dòng)機(jī)額定電流。為電動(dòng)機(jī)額定電流。*ME.N MI.sh MK*MX三、短路電流的熱效應(yīng)三、短路電流的熱效應(yīng)（一）短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱（一）短路時(shí)導(dǎo)體的發(fā)熱 在線路發(fā)生短路時(shí)，在線路發(fā)生短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生強(qiáng)大的短路

33、電流將產(chǎn)生很大的熱量。很大的熱量。 工程上，可近似地工程上，可近似地認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)間內(nèi)認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)間內(nèi)是與周?chē)橘|(zhì)絕熱的。是與周?chē)橘|(zhì)絕熱的。 規(guī)范要求，導(dǎo)體在正常和短路情況下的溫度都必須小于所規(guī)范要求，導(dǎo)體在正常和短路情況下的溫度都必須小于所允許的最高溫度。允許的最高溫度。O12ttt短路前后導(dǎo)體的溫度變化短路前后導(dǎo)體的溫度變化kL0續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè)2imak0.05()IttI根據(jù)根據(jù)Qk值可以確定出短路時(shí)導(dǎo)體所達(dá)到的最高溫度值可以確定出短路時(shí)導(dǎo)體所達(dá)到的最高溫度k。也可也可根據(jù)曲線來(lái)確定（見(jiàn)課本根據(jù)曲線來(lái)確定（見(jiàn)課本P68） .發(fā)熱假想時(shí)間發(fā)熱假想時(shí)間kopocttt繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間斷路器開(kāi)斷時(shí)間斷路器開(kāi)斷時(shí)間kimak1tstt當(dāng)時(shí)， 在實(shí)際短路時(shí)間在實(shí)際短路時(shí)間tk內(nèi)內(nèi), ,短路電流的熱量短路電流的熱量為為k2kk .t0tQIR d t2kim aQIRt工程計(jì)算公式工程計(jì)算公式k