[IT認(rèn)證]工廠供電基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)講義下

1、工廠供電基礎(chǔ)知識(shí)工廠供電基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)講義（下）培訓(xùn)講義（下）工廠供電的主要內(nèi)容工廠供電的主要內(nèi)容 1、緒論、緒論 2、電力負(fù)荷計(jì)算、電力負(fù)荷計(jì)算 3、工廠供配電系統(tǒng)的一次接線、工廠供配電系統(tǒng)的一次接線 4、短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算、短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算 5、電氣設(shè)備及其選擇、電氣設(shè)備及其選擇 6、工廠供配電系統(tǒng)二次接線、工廠供配電系統(tǒng)二次接線 7、工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)、工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù) 8、防雷與接地、防雷與接地第第4 4章章 短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算第第4章短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算章短路電流及其效應(yīng)的計(jì)算 4.1 短路的基本概念短路的基本概念 4.2 三相短路過(guò)

2、程的簡(jiǎn)化分析三相短路過(guò)程的簡(jiǎn)化分析 4.3 無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算 4.4 低壓電網(wǎng)中的短路計(jì)算低壓電網(wǎng)中的短路計(jì)算 4.5 兩相和單相短路電流計(jì)算兩相和單相短路電流計(jì)算 4.6 短路電流的效應(yīng)短路電流的效應(yīng)4.1 短路的基本概念短路的基本概念 短路就是電源未經(jīng)過(guò)負(fù)載而直接由導(dǎo)線短路就是電源未經(jīng)過(guò)負(fù)載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路接通成閉合回路。1、短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞絕緣損壞。2、短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到、短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損壞機(jī)械損壞。3、短路使系統(tǒng)電壓降低，電流

3、升高，電器設(shè)備、短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，電器設(shè)備正常工作正常工作受到破壞受到破壞。4、嚴(yán)重的短路將、嚴(yán)重的短路將電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使同步發(fā)電機(jī)，使同步發(fā)電機(jī)失步。失步。5、單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)通信線路和弱電設(shè)備、單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾電磁干擾。6、短路造成、短路造成停電停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶來(lái)不便。來(lái)不便。一、短路的危害一、短路的危害二、短路的原因二、短路的原因(1)電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的

4、原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過(guò)電壓，大氣過(guò)電壓，絕緣受到機(jī)械損傷操作過(guò)電壓，大氣過(guò)電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。等。(2)運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)，檢修后忘拆除地線合閘。離開(kāi)關(guān)，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上。鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上。 三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路三、短路的種類三、短路的種類四、短路電流計(jì)算的目的四、短路電流計(jì)算的目的 確保電器設(shè)備在短路情況下不致?lián)p壞，確保電器設(shè)備在短路情況下不致?lián)p壞，減輕短路危害和防止

5、故障擴(kuò)大減輕短路危害和防止故障擴(kuò)大 1、正確地選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備正確地選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備 2、計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置 3、選擇限制短路電流的電器設(shè)備、選擇限制短路電流的電器設(shè)備 在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中，單相短路在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中，單相短路電流的最大可能值通常不超過(guò)三相短路電流的最大可能值通常不超過(guò)三相短路電流的最大可能值電流的最大可能值,故今后我們?cè)谶M(jìn)行短故今后我們?cè)谶M(jìn)行短路電流的計(jì)算時(shí)，均按三相短路來(lái)進(jìn)行。路電流的計(jì)算時(shí)，均按三相短路來(lái)進(jìn)行。只有在校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度時(shí)，才需要只有在校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度時(shí)，才需要進(jìn)行兩相短路電流計(jì)算。進(jìn)行

6、兩相短路電流計(jì)算。4.2 三相短路過(guò)程的簡(jiǎn)化分析三相短路過(guò)程的簡(jiǎn)化分析 短路發(fā)生后，系統(tǒng)就由工作狀態(tài)經(jīng)短路發(fā)生后，系統(tǒng)就由工作狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，然后進(jìn)入短路后的穩(wěn)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，然后進(jìn)入短路后的穩(wěn)定狀態(tài)。電力系統(tǒng)的短路故障往往是突定狀態(tài)。電力系統(tǒng)的短路故障往往是突然發(fā)生的。暫態(tài)過(guò)程雖然時(shí)間很短，但然發(fā)生的。暫態(tài)過(guò)程雖然時(shí)間很短，但它對(duì)電氣設(shè)備的危害遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流它對(duì)電氣設(shè)備的危害遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流要嚴(yán)重得多。要嚴(yán)重得多。 短路電流的暫態(tài)過(guò)程的變化與電源短路電流的暫態(tài)過(guò)程的變化與電源系統(tǒng)的容量有關(guān)，一般分成無(wú)限大容量系統(tǒng)的容量有關(guān)，一般分成無(wú)限大容量電源系統(tǒng)和有限容量電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)和有限容

7、量電源系統(tǒng)當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量當(dāng)供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多，電力系統(tǒng)阻抗不超過(guò)短路回路小得多，電力系統(tǒng)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的總阻抗的5%-10%，或短路點(diǎn)離電源的，或短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn)，發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)電氣距離足夠遠(yuǎn)，發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)的母線壓降很小，此時(shí)可以把電力系統(tǒng)的母線壓降很小，此時(shí)可以把電力系統(tǒng)看作無(wú)限大容量系統(tǒng)看作無(wú)限大容量系統(tǒng)一一、無(wú)限大容量系統(tǒng)、無(wú)限大容量系統(tǒng) 所謂所謂“無(wú)限大容量系統(tǒng)無(wú)限大容量系統(tǒng)”指端電壓保持指端電壓保持恒定，沒(méi)有內(nèi)部阻抗以及容量無(wú)限大的系統(tǒng)恒定，沒(méi)有內(nèi)部阻抗以及容量無(wú)限大的系統(tǒng)。無(wú)限大容量系統(tǒng)：無(wú)限大容量系統(tǒng)：US=常數(shù)常數(shù)

8、，XS=0,SS=二二、無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過(guò)程 阻抗角 式中，電流幅值 正常運(yùn)行電流為正常運(yùn)行電流為1、正常運(yùn)行、正常運(yùn)行設(shè)電源相電壓為設(shè)電源相電壓為 sin()muUtsin()miItarctankLkLxxrr22()()mmkLkLUIrrxx無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路圖無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路圖（b）三相電路圖）三相電路圖（c）單相等效電路圖）單相等效電路圖2、三相短路分析、三相短路分析（1）定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生）定性分析：三相短路，阻抗突變，發(fā)生暫態(tài)過(guò)渡過(guò)程，暫態(tài)過(guò)渡過(guò)程，k k點(diǎn)右側(cè)，沒(méi)有電源，電流衰點(diǎn)右側(cè)，沒(méi)有電源，電流衰減到零，減

9、到零，k k點(diǎn)左側(cè)有電源，點(diǎn)左側(cè)有電源，L,I,IL,I,I不突變，不突變，出現(xiàn)周期容量出現(xiàn)周期容量（2）定量分析：短路電流應(yīng)滿足微分方程）定量分析：短路電流應(yīng)滿足微分方程 sin()kkk kmdiLr iUtdt式中，式中， kikrkL相電流瞬時(shí)值相電流瞬時(shí)值 由電源至短路點(diǎn)之間的電阻由電源至短路點(diǎn)之間的電阻 由電源至短路點(diǎn)之間的電感由電源至短路點(diǎn)之間的電感 設(shè)在圖中設(shè)在圖中K點(diǎn)發(fā)生三相短路。點(diǎn)發(fā)生三相短路。其解為其解為 sin()fitTkzmdiItCe式中，式中， ZdfiT由電源至短路點(diǎn)之間的阻抗由電源至短路點(diǎn)之間的阻抗短路電流與電壓之間的相位差角，短路電流與電壓之間的相位差角，

10、 非周期分量電流衰減時(shí)間常數(shù)非周期分量電流衰減時(shí)間常數(shù) C常數(shù)，其值由初始條件決定常數(shù)，其值由初始條件決定22()ZrLarctandLrmzmUIZzmI周期分量電流幅值周期分量電流幅值kfikLTr在短路瞬間在短路瞬間t=0時(shí)，短路前工作電流與短路后短路電流相等，即時(shí)，短路前工作電流與短路后短路電流相等，即0sin()sin()mzmdiIIC短路全電流瞬時(shí)值為：短路全電流瞬時(shí)值為：sin()sin()mzmdfiCIIi非周期分量電流的初始值非周期分量電流的初始值式中，式中， fii短路前電流與電壓之間的相位差角短路前電流與電壓之間的相位差角sin()sin()sin()fitTkzmd

11、mzmdpnpiItIIeii無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路時(shí)的短路電流波形圖無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路時(shí)的短路電流波形圖 3、最嚴(yán)重三相短路的短路電流、最嚴(yán)重三相短路的短路電流 三相短路時(shí)的相量圖三相短路時(shí)的相量圖短路電流非周期分量的初值等于短路電流非周期分量的初值等于相量相量和和之差在縱坐標(biāo)上之差在縱坐標(biāo)上的投影的投影mUmIzmI電源電壓相量電源電壓相量工作電流相量工作電流相量短路電流周期分量相量短路電流周期分量相量mIzmI產(chǎn)生最嚴(yán)重短路電流的條件：產(chǎn)生最嚴(yán)重短路電流的條件：(1)短路前空載或短路前空載或cos=1(2)短路瞬時(shí)電壓過(guò)零短路瞬時(shí)電壓過(guò)零=0或或1800(3)短路回路純電感短路回路純

12、電感將將Im=0,=0,代入，得代入，得cosfitTkzmzmiItI e sin()sin()sin()fitTkzmdmzmdiItIIe無(wú)載線路合閘嚴(yán)重短路無(wú)載線路合閘嚴(yán)重短路90d90d最嚴(yán)重三相短路時(shí)的電流波形圖最嚴(yán)重三相短路時(shí)的電流波形圖 三、有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路三、有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路的過(guò)渡過(guò)程的過(guò)渡過(guò)程 有限容量電源系統(tǒng)，是和無(wú)限大容量電源系統(tǒng)有限容量電源系統(tǒng)，是和無(wú)限大容量電源系統(tǒng)相對(duì)而言的。在這種系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，或因相對(duì)而言的。在這種系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，或因電源容量較小，或是短路點(diǎn)靠近電源，這時(shí)電電源容量較小，或是短路點(diǎn)靠近電源，這時(shí)電源的源的母線電壓不能

13、繼續(xù)維持恒定母線電壓不能繼續(xù)維持恒定。分析過(guò)渡過(guò)程（略）分析過(guò)渡過(guò)程（略） IpmtI2ipi正正常常狀狀態(tài)態(tài)短路暫態(tài)過(guò)短路暫態(tài)過(guò)程程短路穩(wěn)定短路穩(wěn)定狀態(tài)狀態(tài)4-7(b)uii(t=0)ishiK iap(t=0)Ip(t=0）無(wú)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的發(fā)無(wú)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)短路電流變化曲線動(dòng)機(jī)短路電流變化曲線iK ipiapIpmt2Iiap(t=0)Ip(t=0）ui短路暫態(tài)過(guò)短路暫態(tài)過(guò)程程正常正常狀態(tài)狀態(tài)短路穩(wěn)定狀態(tài)短路穩(wěn)定狀態(tài)i(t=0)有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置置四四、 三相短路的有關(guān)物理量三相短路的有關(guān)物理量0.010.01(0.01 )(1)2 fifiTTchk tsz

14、mzmzmchiiII eIeI kchi1、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)在短路后半個(gè)周短路沖擊電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值，出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，即期，即t=0.01秒時(shí)，得秒時(shí)，得 為短路電流沖擊系數(shù)。為短路電流沖擊系數(shù)。0.011f iTchke 純電阻性電路，純電阻性電路，kch=1；純電感性電路，；純電感性電路，kch=2。因此。因此0kch2。 高壓高壓Kch=1.8低壓低壓Kch=1.32.55 chiI1.84 chiI2 2、短路沖擊電流有效值短路沖擊電流有效值Ich是短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值。是短路后第一個(gè)周期的短路全電流有

15、效值。高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng) Kch=1.8低壓低壓系統(tǒng)系統(tǒng) Kch=1.30.01222201()( 2)12(1)fiTTchpnpchIiidtII eIkT1.52 chII1.09 chII3、次暫態(tài)短路電流、次暫態(tài)短路電流 I次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值,用用I表示。表示。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量不衰減，即短路電流周期分量不衰減，即I I=I=IP P ；4、短路電流周期分量有效值、短路電流周期分量有效值IP 式中，式中，Uav=1.05UN（kV）線路平均額定電壓；線

16、路平均額定電壓；()為為短路回路總阻抗。短路回路總阻抗。3avpkUIZ22kkkZrx5、穩(wěn)態(tài)短路電流、穩(wěn)態(tài)短路電流I 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有穩(wěn)態(tài)短路電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有效值，用效值，用I表示。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，表示。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，IIp。6、短路容量、短路容量SK 三相短路容量是選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)其斷路能力的依據(jù)，它根據(jù)計(jì)三相短路容量是選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)其斷路能力的依據(jù)，它根據(jù)計(jì)算電壓即平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，即算電壓即平均額定電壓進(jìn)行計(jì)算，即 式中，式中，SK為三相短路容量（為三相短路容量（MVA）；）；Uav為短路

17、點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電為短路點(diǎn)所在級(jí)的線路平均額定電壓（壓（kV）；）；Ik為短路電流（為短路電流（kA）。）。 4.3 4.3 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)算通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。通常采用標(biāo)幺值計(jì)算，以簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。一、標(biāo)幺制一、標(biāo)幺制用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺制。容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為容量、電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值分別為 標(biāo)么值有單位的實(shí)際值與實(shí)際值同單位的基準(zhǔn)值*jjjjjjjjSUIXSUIXSUIX基準(zhǔn)值的選取是任意的，但基準(zhǔn)值的選取是任意的，但為簡(jiǎn)化計(jì)算，取

18、為簡(jiǎn)化計(jì)算，取Sd=100MVA , 。 通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，按下式通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，按下式求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。求出基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。3jjjSIU23jjjjjUUZSI額定電壓額定電壓(kV) 2201103510630.38 0.22平均電壓平均電壓( kV) 2301153710.56.33.150.40.23電力系統(tǒng)的平均電壓電力系統(tǒng)的平均電壓二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗二、短路回路元件的標(biāo)幺值阻抗1 1、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 式中，式中，XF為為發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的電抗的電抗(/km),),Sn為基準(zhǔn)容量為基準(zhǔn)容量( (MVA) )，Un為線路所為線路所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電

19、壓在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓( (kV) )。*2nF nFnSXXU2*2jnFFF njnjSUXXXXS U2、變壓器的電抗標(biāo)幺值、變壓器的電抗標(biāo)幺值 式中，式中，S SN N為額定容量（為額定容量（MVAMVA）和）和 U Ud d% %為阻抗電壓。為阻抗電壓。 2*2%()100100100jdjjdndBBjnjnnSUSSUUUXXXSUSS2%100dnBnUUXS3、電抗器的電抗標(biāo)幺值、電抗器的電抗標(biāo)幺值式中，式中，U.N電抗器的額定電壓、電抗器的額定電壓、I.N為電抗器的額定電流、為電抗器的額定電流、 XL%電電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)抗器的電抗百分?jǐn)?shù)*223%100100 3100 3

20、jjjjkknknknkjjjjnnnSU IIXXUXUXUXXUUUIII%100 3knknXUXI4、線路的電抗標(biāo)幺值線路的電抗標(biāo)幺值 式中，式中，l l為為線路線路長(zhǎng)度（長(zhǎng)度（km），），X0為為線路線路單位長(zhǎng)度的電抗（單位長(zhǎng)度的電抗（/km）, ,Sd為為基準(zhǔn)容量（基準(zhǔn)容量（MVA），），Ud為線路所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓（為線路所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓（kV）。）。0LXx l0*2jLLjjx lSXXXU5 5電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值無(wú)限大容量系統(tǒng)無(wú)限大容量系統(tǒng) XS=0已知系統(tǒng)電抗有名值已知系統(tǒng)電抗有名值XS已知系統(tǒng)的短路容量已知系統(tǒng)的短路容量SK 已知系統(tǒng)出口

21、斷路器的短路容量已知系統(tǒng)出口斷路器的短路容量SOC*2dssdSxxU*dsKSxS2*2ddddssdocSUSSxxUSSS6 6短路回路總阻抗短路回路總阻抗若若時(shí)，可略去電阻，時(shí)，可略去電阻，*2*2kkkZRX*13kkRX*kkZX三、三相短路電流計(jì)算三、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)，短路無(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持不變，電流的周期分量的幅值和有效值保持不變，短路電流的有關(guān)物理量短路電流的有關(guān)物理量I、Ich、ich、I和和Sk都與短路電流周期分量有關(guān)。因此，只要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值，

22、短路其它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得，采用各量按前述公式很容易求得，采用的標(biāo)幺值的標(biāo)幺值計(jì)算計(jì)算。而而故故1 1三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短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值等于短路回路總阻抗標(biāo)幺值的倒數(shù)短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值等于短路回路總阻抗標(biāo)幺值的倒數(shù)。即即短路電流周期分量有效值為短路電流周期分量有效值為*213333avddddkkkkdkddUUU SSIZZZ ZZ UU3dddSIU*dkkIIZ*1kkIZ*kkdII I2、沖擊短路電流、沖擊短路電流沖擊短路電流和沖擊短路電流有效值為沖擊短路電流和沖擊短路電流有效值為

23、高壓高壓ich=2.55IKIch=1.52IK低壓低壓ich=1.84IKIch=1.09IK3、三相短路容量三相短路容量 或或上式表示，上式表示，三相短路容量數(shù)值上等于基準(zhǔn)容量與三相短路電流標(biāo)幺值或三相短路容量數(shù)值上等于基準(zhǔn)容量與三相短路電流標(biāo)幺值或與三相短路容量標(biāo)幺值的乘積，三相短路容量的標(biāo)幺值等于三相短路電與三相短路容量標(biāo)幺值的乘積，三相短路容量的標(biāo)幺值等于三相短路電流的標(biāo)幺值。流的標(biāo)幺值。2chchkik I12(1)chchkIkI*dkkSSZ*33dkavkddkdkkISU IUS IS SZ4、短路電流的計(jì)算步驟、短路電流的計(jì)算步驟 畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖，畫出短路計(jì)算系統(tǒng)圖，

24、包含與短路計(jì)算所有元件的單線系統(tǒng)，標(biāo)包含與短路計(jì)算所有元件的單線系統(tǒng)，標(biāo)出元件的參數(shù)，短路點(diǎn)。出元件的參數(shù)，短路點(diǎn)。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，一個(gè)元件用一個(gè)電抗表示，電源用一個(gè)小一個(gè)元件用一個(gè)電抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。選基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算元件的標(biāo)幺值選基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算元件的標(biāo)幺值電抗。電抗。計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，短路電流計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，短路電流有名值和有名值和短路其它各量。即短路電流、沖

25、擊短路電流短路其它各量。即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量和三相短路容量。簡(jiǎn)化等值電路圖，求出短路總阻抗標(biāo)幺值。簡(jiǎn)化等值電路圖，求出短路總阻抗標(biāo)幺值。簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、如串聯(lián)、并聯(lián)、-Y或或Y-變換、等電位法等。變換、等電位法等。例例3-1 試求圖試求圖中中供電系統(tǒng)總降變電所供電系統(tǒng)總降變電所10kV母線母線上上K1點(diǎn)和車間變電所點(diǎn)和車間變電所380V母線上母線上K2點(diǎn)發(fā)生三相點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流和短路容量，以及短路時(shí)的短路電流和短路容量，以及K2點(diǎn)三相點(diǎn)三相短路流經(jīng)變壓器短路流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流。一次繞

26、組的短路電流。Soc=1000MVA5km1km解：解：1由上面短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等效電路圖由上面短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等效電路圖,如下如下圖所示。由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用圖所示。由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用X1表示。表示。2取基準(zhǔn)容量取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓Uj=Uav，三個(gè)電壓的基準(zhǔn)電壓，三個(gè)電壓的基準(zhǔn)電壓分別為分別為: :計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值: : 12337;10.5;0.4;jjjUkV UkV UkV1100/10000.1jocXSS線路線路1WL 變壓器變壓器1T和和2T 線路線路2WL 變壓器

27、變壓器3T 系統(tǒng)系統(tǒng)S 3、計(jì)算、計(jì)算K1點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流（1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值,短路回路總阻抗為短路回路總阻抗為 （2）計(jì)算）計(jì)算K1點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流（3）計(jì)算短路電流各值）計(jì)算短路電流各值 *4計(jì)算計(jì)算K2點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流 （1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值，）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值，短路回路總阻抗標(biāo)幺值為短路回路總阻抗標(biāo)幺值為 （2）計(jì)算）計(jì)算K2點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 （3）計(jì)算）計(jì)算K2點(diǎn)三相短路時(shí)短路各量點(diǎn)三相短路時(shí)短路各量 5計(jì)算計(jì)算K2點(diǎn)三相

28、短路流經(jīng)變壓器點(diǎn)三相短路流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流一次繞組的短路電流IK2,有二種計(jì)算有二種計(jì)算方法方法。 （1）方法）方法1由短路計(jì)算等效電路圖中可看出由短路計(jì)算等效電路圖中可看出: : K2點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)變壓器點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)變壓器3T一次繞組的三相短路電流標(biāo)幺值與短路一次繞組的三相短路電流標(biāo)幺值與短路點(diǎn)點(diǎn)K2的短路電流標(biāo)幺值相同，用變壓器的短路電流標(biāo)幺值相同，用變壓器3T一次繞組所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)一次繞組所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流便可求出流經(jīng)變壓器電流便可求出流經(jīng)變壓器3T一次繞組的短路電流。一次繞組的短路電流。（2）方法）方法2 將將K2點(diǎn)三相短路電流變換到變壓器點(diǎn)三相短路電流變換到變壓器3T

29、的一次側(cè)，此時(shí)變壓器變比應(yīng)采的一次側(cè)，此時(shí)變壓器變比應(yīng)采用平均額定電壓用平均額定電壓，即基準(zhǔn)電壓變比。，即基準(zhǔn)電壓變比。四、電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響四、電動(dòng)機(jī)對(duì)三相短路電流的影響電動(dòng)機(jī)提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電電動(dòng)機(jī)提供的短路電流很快衰減，一般只考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，如圖所示。流的影響，如圖所示。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)提供的沖擊短路電流可按下式計(jì)算提供的沖擊短路電流可按下式計(jì)算：*2Mch Mch MN MMEIkIX式中，式中，KchM為電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動(dòng)機(jī)取為電動(dòng)機(jī)的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動(dòng)機(jī)取1.0，高壓電機(jī)，高壓電機(jī)取取1.41.6；為電動(dòng)

30、機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值；為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值；為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電為電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值；抗標(biāo)幺值；INM為電動(dòng)機(jī)額定電流。為電動(dòng)機(jī)額定電流。*2Mch Mch MN MMEIkIX*ME*MX*ME*MX電機(jī)種類電機(jī)種類同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)綜合負(fù)載綜合負(fù)載1.10.91.20.80.20.20.160.35電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù) 實(shí)際計(jì)算中，只有當(dāng)實(shí)際計(jì)算中，只有當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)單機(jī)或總?cè)萘看笥趩螜C(jī)或總?cè)萘看笥?00kW，低壓電動(dòng)低壓電動(dòng)機(jī)機(jī)單機(jī)或總?cè)萘看笥趩螜C(jī)或總?cè)萘看笥?0kW，在靠近電動(dòng)機(jī)引出端附近發(fā)生三相短路時(shí)，在靠近電動(dòng)機(jī)引出端附

31、近發(fā)生三相短路時(shí)，才考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，才考慮電動(dòng)機(jī)對(duì)沖擊短路電流的影響，考慮電動(dòng)機(jī)的影響后，短路點(diǎn)考慮電動(dòng)機(jī)的影響后，短路點(diǎn)的沖擊短路電流為的沖擊短路電流為 ich.=ic+ic.M4.4 兩相和單相短路電流計(jì)算兩相和單相短路電流計(jì)算 目的：用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。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)算一、兩相短路電流的計(jì)算無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路1.無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路電流無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路電流無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路電流時(shí)，其短路電流為無(wú)限大容量系統(tǒng)兩相短路電流時(shí)，其短路電流為式中，式中，Uav為短路點(diǎn)的平均額定電壓，為短路點(diǎn)的平均額

32、定電壓，Zk為短路回路一相總阻抗。為短路回路一相總阻抗。2.兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系(2)22avdkkkUUIZZ(2)(3)(3)30.8662dddIII(2)(3)(3)30.8662chchchIII因此：無(wú)限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三相短路電流小。因此：無(wú)限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三相短路電流小。 式中，式中，av為短路點(diǎn)的平均額定電壓為短路點(diǎn)的平均額定電壓; ;ZP-0為單相短路回路相線與大地或?yàn)閱蜗喽搪坊芈废嗑€與大地或中線的阻抗中線的阻抗，可按下式計(jì)算：，可按下式計(jì)算：RT、XT為變壓器的相等效電阻和電抗；為變壓器的相等效

33、電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線為相線與大地或中線回路的電阻和電抗?；芈返碾娮韬碗娍?。 (1)03avkpUIZ(1)22000()()3avkpTpTpUIZRRXX二、單相短路電流的計(jì)算二、單相短路電流的計(jì)算4.5 低壓電網(wǎng)中的短路計(jì)算低壓電網(wǎng)中的短路計(jì)算1、供電電源可當(dāng)作無(wú)窮大容量系統(tǒng)處理、供電電源可當(dāng)作無(wú)窮大容量系統(tǒng)處理2、電阻值較大，感抗值較小、電阻值較大，感抗值較小3、電阻值多用有名值（單位毫歐）給出，、電阻值多用有名值（單位毫歐）給出，且在一個(gè)電壓等級(jí)內(nèi)，所以用有名值直接且在一個(gè)電壓等級(jí)內(nèi)，所以用有名值直接計(jì)算比較簡(jiǎn)單計(jì)算比較簡(jiǎn)單1KV以下以下4、由于電阻值較大，

34、非周期分量電流衰減快，、由于電阻值較大，非周期分量電流衰減快，所以沖擊系數(shù)不大（一般所以沖擊系數(shù)不大（一般1-1.3）0.011f iTchke （2）刀閘開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭的接觸電阻）刀閘開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭的接觸電阻2dnnBnP UrS（1）變壓器）變壓器2%100dnBnUUZS22BBBXZr5、需要計(jì)及一些設(shè)備的電阻、需要計(jì)及一些設(shè)備的電阻（3）自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)中過(guò)電流線圈的電阻及電抗）自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)中過(guò)電流線圈的電阻及電抗（4）電流互感器一次線圈的電阻及電抗）電流互感器一次線圈的電阻及電抗6、三相短路電流公式、三相短路電流公式(3)223pjzUIrx（5）母線及電纜）母線及電纜已知：已

35、知：變壓器變壓器容量容量Sbn=560kVA,Pdn=9.4kW,Ud%=5.5。變壓器至。變壓器至400V母線母線距離距離l1=6m，選用，選用TMY505mm2導(dǎo)線，導(dǎo)線，a1=250mm。400V母線母線長(zhǎng)長(zhǎng)l2=1m，a1=200mm，選用選用TMY404mm2。由。由400V母線母線至電動(dòng)機(jī)的至電動(dòng)機(jī)的引出線引出線長(zhǎng)長(zhǎng)l3=1.7m，a3=120mm，選用，選用TMY303mm2導(dǎo)導(dǎo)線線例題：如圖所示之工廠車間變電所，由一臺(tái)變壓器給四臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。求電動(dòng)機(jī)例題：如圖所示之工廠車間變電所，由一臺(tái)變壓器給四臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電。求電動(dòng)機(jī)出口出口d點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的iz(3)及及

36、Ich解解：1、求各元件的阻抗、求各元件的阻抗（1）供電電源為無(wú)限大容量）供電電源為無(wú)限大容量系統(tǒng)，內(nèi)阻抗為系統(tǒng)，內(nèi)阻抗為0（2）變壓器阻抗）變壓器阻抗22%0.055 40015.7100560dnBnUUZmS229.4 4004.8560dnnBnP UrmS222215.74.815BBBXZrm（3）母線阻抗）母線阻抗20050 50.067/,0.2/TMYmmrmm xmm20040 40.125/,0.214/TMYmmrmm xmm20030 30.223/,0.170/TMYmmrmm xmm各段母線阻抗為各段母線阻抗為110.067 60.402,0.2 61.2mmrm

37、xm220.125 10.125,0.223 10.214mmrmxm 330.223 1.70.38,0.17 1.70.289mmrmxm（4）隔離開(kāi)關(guān)的接觸電阻值）隔離開(kāi)關(guān)的接觸電阻值當(dāng)當(dāng)In=1000A時(shí)，有時(shí)，有0.08Gkrm（5）自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)（查表）自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)（查表）當(dāng)當(dāng)In=200A時(shí)，有時(shí)，有接觸電阻接觸電阻過(guò)電流線圈電阻過(guò)電流線圈電阻過(guò)電流線圈電抗過(guò)電流線圈電抗0.6kkrm0.36zkrm0.28zkxm（6）低壓系統(tǒng)，通常只在一相或兩相裝設(shè)電流互感）低壓系統(tǒng)，通常只在一相或兩相裝設(shè)電流互感器，在計(jì)算三相短路電流時(shí)可忽略其阻抗。器，在計(jì)算三相短路電流時(shí)可忽略其阻抗。綜上

38、所述，計(jì)算由電源到短路綜上所述，計(jì)算由電源到短路點(diǎn)的總阻抗：點(diǎn)的總阻抗：電阻為電阻為1234.8 0.402 0.08 0.125 0.38 0.6 0.36 0.747bmGkmmkkzkrrrrrrrrm電抗為電抗為12315 1.2 0.214 0.289 0.28 18.27bmmmzkxxxxxxm總阻抗為總阻抗為22226.74716.98318.27Zrxm2、計(jì)算短路電流、計(jì)算短路電流電流的周期分量為電流的周期分量為(3)40012.6633 18.27zUIkAZ由于由于/2.52xr得得(3)22 1.3 12.6623.27chchzik IkA計(jì)及三臺(tái)電動(dòng)機(jī)供出的沖擊電

39、流，得計(jì)及三臺(tái)電動(dòng)機(jī)供出的沖擊電流，得(3)80324.532 4.52.863 0.38 0.91 0.89chchnDikIkA 總的沖擊電流總的沖擊電流(3).23.272.8626.13chchch miiikA4.6 4.6 短路電流的效應(yīng)短路電流的效應(yīng)2 2、短路電流的電動(dòng)、短路電流的電動(dòng)力力效應(yīng)效應(yīng) 導(dǎo)體通過(guò)電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能導(dǎo)體通過(guò)電流，產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換成熱能，使導(dǎo)體溫度上升。，使導(dǎo)體溫度上升。 1 1、短路電流的、短路電流的熱熱效應(yīng)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，導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)相互間電磁作用產(chǎn)生的力，稱為稱為電動(dòng)力電動(dòng)力。一、兩種效應(yīng)一、兩種效應(yīng)1.

40、1.導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程導(dǎo)體的發(fā)熱過(guò)程 短路發(fā)熱可近似為短路發(fā)熱可近似為絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程導(dǎo)體的電阻率和比導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度變化熱也隨溫度變化二、短路電流的熱效應(yīng)二、短路電流的熱效應(yīng) 長(zhǎng)期發(fā)熱長(zhǎng)期發(fā)熱熱穩(wěn)定要求：熱穩(wěn)定要求：maxdd2.2. 發(fā)熱假想時(shí)間發(fā)熱假想時(shí)間t tj j短路發(fā)熱假想時(shí)間短路發(fā)熱假想時(shí)間短路電流產(chǎn)生的熱量短路電流產(chǎn)生的熱量220ktKtjIdtI t在此時(shí)間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)短路電在此時(shí)間內(nèi)，穩(wěn)態(tài)短路電流所產(chǎn)生的熱量等于短路流所產(chǎn)生的熱量等于短路全電流全電流I Ik k(t)(t)在實(shí)際短路持在實(shí)際短路持續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量。續(xù)時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量。短路發(fā)熱假想時(shí)間短路發(fā)熱假想時(shí)間

41、式中，式中，tk為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器斷路時(shí)和斷路器斷路時(shí)間間toc之和，即之和，即在無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路在無(wú)限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，當(dāng)當(dāng)可認(rèn)為可認(rèn)為3.3.導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度導(dǎo)體短路發(fā)熱溫度 工程上一般利用導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)工程上一般利用導(dǎo)體發(fā)熱系數(shù)A A與導(dǎo)體溫度與導(dǎo)體溫度的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 , ,確定短路發(fā)熱溫度確定短路發(fā)熱溫度k k。20.05()jkrttIkopocttt0.05jktt1ktsjktt( )Af圖圖1：A關(guān)系曲線關(guān)系曲線 圖圖2：由：由L求求K的步驟的步驟 由由L求求K的步驟如下：的步驟如下： 由導(dǎo)

42、體正常運(yùn)行時(shí)的溫度由導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)的溫度L從圖從圖2 2中查出導(dǎo)體正常發(fā)熱系數(shù)中查出導(dǎo)體正常發(fā)熱系數(shù)AL 計(jì)算導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)計(jì)算導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù)AK 由由AK從從A A關(guān)系曲線查得短路發(fā)熱溫度關(guān)系曲線查得短路發(fā)熱溫度K 22KLtmaIAAtS4.4.短路熱穩(wěn)定最小截面短路熱穩(wěn)定最小截面 (3)minjIStC為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)于載流導(dǎo)體，工程中常為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)于載流導(dǎo)體，工程中常用在滿足短路時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度下所需的用在滿足短路時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度下所需的導(dǎo)體最小截面來(lái)校驗(yàn)載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性。導(dǎo)體最小截面來(lái)校驗(yàn)載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性。5.5.短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) (3)minjISS

43、tC導(dǎo)線截面導(dǎo)線截面電器設(shè)備應(yīng)滿足電器設(shè)備應(yīng)滿足22tjI tI t,tI t產(chǎn)品制造廠家提供的產(chǎn)品制造廠家提供的t秒內(nèi)熱穩(wěn)定電流秒內(nèi)熱穩(wěn)定電流1 1、兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力、兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 兩導(dǎo)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，由兩導(dǎo)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定下式?jīng)Q定: 71 2210 ()flFK iiNa二、短路電流的二、短路電流的電動(dòng)力電動(dòng)力效應(yīng)效應(yīng)式中，式中，l為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間的距離的距離(cm)；a為兩導(dǎo)體軸線間距離為兩導(dǎo)體軸線間距離(cm)；Kf為形狀系數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體為形

44、狀系數(shù)，圓形、管形導(dǎo)體Kf=1，矩形導(dǎo)體根據(jù)，矩形導(dǎo)體根據(jù)abbhbmh查右圖曲線。查右圖曲線。和和2.2.三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為：三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為： (3)27310 ()f chlFK iNa兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為： 由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電由于兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為流的關(guān)系為：因此，兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電因此，兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力也具有下列關(guān)系動(dòng)力也具有下列關(guān)系:由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)，三相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電三相短

45、路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體受到的電動(dòng)力大動(dòng)力大。(2)(3)32chchii(2)(3)32FF(2)(2)27210 ()f chlFK iNa3.3. 短路電動(dòng)力效應(yīng)校驗(yàn)短路電動(dòng)力效應(yīng)校驗(yàn) maxchiimaxchIImaxmax,iI制造廠家提供的電器設(shè)備能承受的制造廠家提供的電器設(shè)備能承受的最大允許電流峰值和有效值最大允許電流峰值和有效值 第第5 5章章 電氣設(shè)備及其選擇電氣設(shè)備及其選擇第第5章電氣設(shè)備及其選擇章電氣設(shè)備及其選擇5.1 電弧的基本知識(shí)電弧的基本知識(shí) 5.2 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定5.3 高壓開(kāi)關(guān)電器高壓開(kāi)關(guān)電器5.4 母線、高

46、壓絕緣子及穿墻套管母線、高壓絕緣子及穿墻套管5.5 互感器互感器5.6 低壓開(kāi)關(guān)電器低壓開(kāi)關(guān)電器5.7 導(dǎo)線選擇與電力線路導(dǎo)線選擇與電力線路5.1 電弧的基本知識(shí)電弧的基本知識(shí)一、電弧對(duì)電器設(shè)備有很大的危害一、電弧對(duì)電器設(shè)備有很大的危害電壓：電壓：電流：電流：10 20V80100mAmA高溫區(qū)域：高溫區(qū)域：5000 C二、電弧的形成二、電弧的形成（1）強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射）強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射（2）熱電發(fā)射）熱電發(fā)射（3）碰撞游離）碰撞游離（4）熱游離）熱游離三、電弧的熄滅條件三、電弧的熄滅條件（1）去游離）去游離觸頭間自由電子和正離子不斷消失的現(xiàn)象稱為去觸頭間自由電子和正離子不斷消失的現(xiàn)象稱為去游離游離 。（

47、2）去游離方式）去游離方式復(fù)合、擴(kuò)散復(fù)合、擴(kuò)散（3）熄滅電弧的條件）熄滅電弧的條件四、熄滅電弧的條件四、熄滅電弧的條件 1、吹弧、吹弧 2、采用多斷口、采用多斷口 3、利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧、利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧5.2 導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇的一般規(guī)定 正常選擇正常選擇；故障校驗(yàn)故障校驗(yàn)；考慮環(huán)境因素考慮環(huán)境因素1按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1）根據(jù)電氣裝置所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、）根據(jù)電氣裝置所處的位置（戶內(nèi)或戶外）、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)等。使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)等。（2）按工作電

48、壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓）按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓UNUg（3）按最大持續(xù)工作電流選擇電氣設(shè)備的額定電）按最大持續(xù)工作電流選擇電氣設(shè)備的額定電流流INIgmax根據(jù)發(fā)熱條件修正根據(jù)發(fā)熱條件修正0uxuxuxuxuxIIK I根據(jù)海拔修正根據(jù)海拔修正(2)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)(1)熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)2按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定3開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)對(duì)對(duì)具有斷流能力具有斷流能力的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力，開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷流容量的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備需校驗(yàn)其斷流能力，開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量。不小于安裝地

49、點(diǎn)最大三相短路容量。(3)maxchii或(3)maxchII2(3)2tjI tIt(3)maxockIImaxockSS或電氣設(shè)備名稱電氣設(shè)備名稱額定電壓額定電壓/kV/kV額定電流額定電流/A/A短路電流校驗(yàn)短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度斷流能力斷流能力/kA/kA高壓斷路器高壓斷路器高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓熔斷器高壓熔斷器電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器支柱絕緣子支柱絕緣子套管絕緣子套管絕緣子母線（硬）母線（硬）電電 纜纜高壓電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目高壓電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目 一、高壓斷路器一、高壓斷路器1、作用：正常工作時(shí)斷開(kāi)和接通負(fù)荷

50、電流；、作用：正常工作時(shí)斷開(kāi)和接通負(fù)荷電流；短路時(shí)短路時(shí)斷開(kāi)短路電流斷開(kāi)短路電流。5.3高壓開(kāi)關(guān)電器高壓開(kāi)關(guān)電器ZN12-12ZW6-12ZN68-123、種類和結(jié)構(gòu)、種類和結(jié)構(gòu)2、圖形符號(hào)：、圖形符號(hào)：1）油斷路器油斷路器 絕緣油絕緣油作為滅弧介質(zhì)。作為滅弧介質(zhì)。 多油斷路器和少油斷路器多油斷路器和少油斷路器 斷路器種類繁多，但主要結(jié)構(gòu)相近，主要包括：導(dǎo)電回路、滅弧室斷路器種類繁多，但主要結(jié)構(gòu)相近，主要包括：導(dǎo)電回路、滅弧室、外殼、絕緣支體、操作和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、外殼、絕緣支體、操作和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3 3）SF6斷路器斷路器2 2）空氣斷路器空氣斷路器4 4）真空真空斷路器斷路器壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)。壓

51、縮空氣作為滅弧介質(zhì)。SF6作為滅弧介質(zhì)。作為滅弧介質(zhì)。利用稀薄空氣的高絕緣強(qiáng)度熄滅電弧。利用稀薄空氣的高絕緣強(qiáng)度熄滅電弧。4、主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓）額定電壓Un是保證長(zhǎng)期工作時(shí)斷路器所耐受的電壓值。是保證長(zhǎng)期工作時(shí)斷路器所耐受的電壓值。（2）額定電流）額定電流In是可以長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。是可以長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。（3）額定開(kāi)斷電流）額定開(kāi)斷電流Ink是在額定電壓下能正常開(kāi)斷的最大電流。是在額定電壓下能正常開(kāi)斷的最大電流。（4）額定斷流容量）額定斷流容量Snk額定電壓與額定開(kāi)斷電流的乘積。額定電壓與額定開(kāi)斷電流的乘積。（5）額定關(guān)合電流）額定關(guān)合電流（6）熱穩(wěn)定電流）熱穩(wěn)定

52、電流It能夠承受短路電流熱效應(yīng)的能力，通常以電流有能夠承受短路電流熱效應(yīng)的能力，通常以電流有效值表示。效值表示。（7）動(dòng)穩(wěn)定電流）動(dòng)穩(wěn)定電流idw能夠承受短路電流電動(dòng)力作用的能力，通常以短能夠承受短路電流電動(dòng)力作用的能力，通常以短路電流峰值表示。路電流峰值表示。5 5、斷路器型號(hào)的表示和含義、斷路器型號(hào)的表示和含義6 6、斷路器的選擇、斷路器的選擇例例5-1 5-1 試選擇某試選擇某35KV35KV變電所主變次總高壓開(kāi)關(guān)柜的高壓斷路器，已知變變電所主變次總高壓開(kāi)關(guān)柜的高壓斷路器，已知變壓器壓器35/10.5kV,5000KVA,35/10.5kV,5000KVA,三相最大短路電流為三相最大短路

53、電流為3.35kA3.35kA，沖擊短路電流為，沖擊短路電流為8.54kA8.54kA，三相短路容量為，三相短路容量為60.9MVA60.9MVA，繼電保，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.1s1.1s。 解：解：因?yàn)閼魞?nèi)型，故選擇戶內(nèi)少油斷路器。根據(jù)變壓器二次側(cè)額定電流選擇斷路器的額定電流。 查附錄表查附錄表1515，選擇，選擇SN10-10I/630SN10-10I/630型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及安裝地點(diǎn)電氣條件和計(jì)算選擇結(jié)果列于下表，可見(jiàn)斷路器的參數(shù)均大于裝地點(diǎn)電氣條件和計(jì)算選擇結(jié)果列于下表，可見(jiàn)斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，選斷路器合格。裝

54、設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，選斷路器合格。 高壓斷路器選擇校驗(yàn)表高壓斷路器選擇校驗(yàn)表 序序號(hào)號(hào)SW10-10I/630SW10-10I/630選選 擇擇要要 求求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論結(jié)論項(xiàng)項(xiàng) 目目數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng) 目目數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)1 1U UN N10kV10kVU UW WN N10kV10kV合格合格2 2I IN N630A630AI Ij j275A275A合格合格3 3I IOCOC16kA16kAI Ik k（3 3）3.35kA3.35kA合格合格4 4i imaxmax40kA40kAi ichch(3)(3)8.54kA8.54kA合格合格5 5I It t2 2t t16

55、22=5122=512KA2sI I2 2t tj j3.353.352(1.1+(1.1+0.08+0.05)=10.08+0.05)=13.83.8KA2s合格合格二、二、高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān) 1 1、作用：、作用：（1 1）隔離高壓電源；）隔離高壓電源；（2 2）倒閘操作；（）倒閘操作；（3 3）接通或斷開(kāi)較小電流）接通或斷開(kāi)較小電流2 2、圖形符號(hào)：、圖形符號(hào)：3 3、類型和結(jié)構(gòu)、類型和結(jié)構(gòu) 高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類；高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類；按有無(wú)按有無(wú)接地可分為不接地、單接地、雙接地三類接地可分為不接地、單接地、雙接地三類4 4、高壓

56、隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示和含義、高壓隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示和含義5、隔離開(kāi)關(guān)的選擇、隔離開(kāi)關(guān)的選擇只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 隔離開(kāi)關(guān)不得帶負(fù)荷拉合閘！隔離開(kāi)關(guān)不得帶負(fù)荷拉合閘！例例5-2按例按例5-1所給的電氣條件，選擇柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)。所給的電氣條件，選擇柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)。 解：解：由于由于10kV10kV出線控制采用成套開(kāi)關(guān)柜，選擇出線控制采用成套開(kāi)關(guān)柜，選擇GNGN19-10/630-10/630高壓隔離高壓隔離開(kāi)關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表。開(kāi)關(guān)。選擇計(jì)算結(jié)果列于下表。 序序號(hào)號(hào)GN19-10/630GN19-10/630選

57、擇選擇要求要求安裝地點(diǎn)電氣條件安裝地點(diǎn)電氣條件結(jié)論結(jié)論項(xiàng)目項(xiàng)目數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)1 1U UN N10kV10kVU UW WN N10kV10kV合格合格2 2I IN N630A630AI Ij j275A275A合格合格3 3i imaxmax50kA50kAi ichch(3)(3)8.54kA8.54kA合格合格4 4I It t2 2t t 31.522=1984.5KA2sI I2 2t tj j3.353.352(1.1+0.08(1.1+0.08+0.05)=13.8+0.05)=13.8KA2s合格合格三、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)三、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)1、作用：通斷負(fù)荷電流和過(guò)

58、負(fù)荷電流。、作用：通斷負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流。FN12-12GFW-12（高壓隔離負(fù)荷開(kāi)關(guān)）（高壓隔離負(fù)荷開(kāi)關(guān)） 2 2、圖形符號(hào)、圖形符號(hào)3 3、類型與結(jié)構(gòu)、類型與結(jié)構(gòu) 高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式、真高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和空式和SFSF6 6等結(jié)構(gòu)類型，主要用于等結(jié)構(gòu)類型，主要用于1010kVkV等級(jí)電網(wǎng)等級(jí)電網(wǎng)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。負(fù)荷開(kāi)關(guān)有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。1主軸主軸2上絕緣子兼氣缸上絕緣子兼氣缸3連桿連桿4下絕緣子下絕緣子5框架框架6RN1型熔斷器型熔斷器7下觸座下觸座8閘刀閘刀9弧動(dòng)觸頭弧動(dòng)觸頭10絕緣噴嘴（內(nèi)有弧靜觸頭）絕緣噴嘴（內(nèi)有弧靜觸頭

59、）11主靜主靜觸頭觸頭12上觸座上觸座13斷路彈簧斷路彈簧14絕緣拉桿絕緣拉桿15熱脫扣器熱脫扣器 4 4、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示和含義、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示和含義5 5、適用場(chǎng)合：適用于無(wú)油化、不檢修、要、適用場(chǎng)合：適用于無(wú)油化、不檢修、要求頻繁操作的場(chǎng)所，可配用求頻繁操作的場(chǎng)所，可配用CS6-1CS6-1操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)也可配用也可配用CJCJ系列電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。系列電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。6 6、負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇、負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能切斷短路電流！負(fù)荷開(kāi)關(guān)不能切斷短路電流！四、高壓熔斷器四、高壓熔斷器1 1、作用：對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)、作用：對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)RW11、RW10

60、RN2 2 2、圖形符號(hào)：、圖形符號(hào)：（1）RN系列高壓熔斷器系列高壓熔斷器3 3、類型與結(jié)構(gòu)、類型與結(jié)構(gòu)由熔管、觸頭座、動(dòng)作指示器、絕緣子和底板構(gòu)成由熔管、觸頭座、動(dòng)作指示器、絕緣子和底板構(gòu)成。（2 2）RWRW系列高壓跌落式熔斷器系列高壓跌落式熔斷器“逐級(jí)排氣逐級(jí)排氣”結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)4 4、高壓熔斷器型號(hào)的表示和含義、高壓熔斷器型號(hào)的表示和含義5 5、高壓熔斷器的選擇、高壓熔斷器的選擇A. A. 保護(hù)保護(hù)線路線路的熔斷器的選擇的熔斷器的選擇(1)(1)熔斷器的額定電壓熔斷器的額定電壓U UN NFUFU應(yīng)等于線路的額定電壓應(yīng)等于線路的額定電壓U UN NU UN NFUFU=U=UN N (2)