工廠供電-短路電流及其計(jì)算

第三章短路電流及其計(jì)算短路的原因、后果及其形式短路的原因：1、電氣設(shè)備絕緣損壞。2、有關(guān)人員誤操作。3、鳥獸為害事故。短路的后果：產(chǎn)生很大的電動(dòng)力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設(shè)備正常運(yùn)行；停電、電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場(chǎng)、電磁干擾等出現(xiàn)。短路的形式：三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路短路有關(guān)的物理量：1、短路電流周期分量〔波形為正弦波〕2、短路電流非周期分量3、短路全電流4、短路沖擊電流=1～2短路電流沖擊系數(shù)〔高壓三相短路為1.8，低壓為1.3〕高壓三相短路低壓三相短路5、短路穩(wěn)態(tài)電流〔無限大容量系統(tǒng)〕短路電流的表示：三相短路兩相短路兩相接地短路單相短路無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計(jì)算短路電流計(jì)算過程：繪出計(jì)算電路圖、元件編號(hào)、繪等效電路、計(jì)算阻抗和總阻抗、計(jì)算短路電流和短路容量。計(jì)算方法：歐姆法、標(biāo)幺制法計(jì)算公式>=時(shí)，可忽略計(jì)算高壓短路時(shí)電阻較小，一般可忽略。1、電力系統(tǒng)的阻抗計(jì)算電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗很小，不予考慮2、電力變壓器的阻抗計(jì)算短路損耗電阻電抗3、電力線路的阻抗計(jì)算4、阻抗換算〔有變壓器時(shí)〕電路內(nèi)各元件的阻抗都必須按照短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓統(tǒng)一換算，換算的條件是元件功率損耗不變。二、標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路電流計(jì)算1、標(biāo)幺值概念任一物理量的標(biāo)幺值〔實(shí)際值與基準(zhǔn)值之比〕基準(zhǔn)容量〔可以任意選取，一般取100MVA〕基準(zhǔn)電壓〔通常取短路計(jì)算電壓基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電抗2、元件標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：電力變壓器電抗標(biāo)幺值：電力線路電抗標(biāo)幺值：3、短路電流標(biāo)幺值及短路電流計(jì)算根據(jù)可以計(jì)算出4、三相短路容量四、兩相短路電流的計(jì)算大接地電流系統(tǒng)、三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)〔要考慮正序、負(fù)序、零序阻抗〕工程中簡(jiǎn)單計(jì)算單相短路回路的阻抗：結(jié)論：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流和單相短路電流均比三相短路電流小，電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)應(yīng)采用三相短路電流，相間短路保護(hù)及靈敏度校驗(yàn)應(yīng)采用兩相短路電流，單相短路電流主要用于單相短路保護(hù)的整定熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)發(fā)生短路后產(chǎn)生危害效應(yīng)：電動(dòng)效應(yīng)熱效應(yīng)一、短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定度1、短路時(shí)最大電動(dòng)力由計(jì)算可知：無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，中間相導(dǎo)體所受到的電動(dòng)力比兩相短路時(shí)導(dǎo)體所受到的電動(dòng)力大，一般采用三相短路沖擊電流校驗(yàn)電器的動(dòng)穩(wěn)定度。3、短路點(diǎn)附近交流電機(jī)反應(yīng)沖擊電流的考慮二、短路電流的熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定度1、短路時(shí)的發(fā)熱及計(jì)算短路發(fā)熱的假想時(shí)間：短路時(shí)間短路保護(hù)裝置實(shí)際動(dòng)作時(shí)間斷路器的斷路時(shí)間取0.1～0.2秒2、短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件一般電器：和可由有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本查得。母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體：導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)一、變配電所的任務(wù)變電所：受電、變壓、配電的任務(wù)配電所：受電、配電的任務(wù)二、變配電所的類型工廠變電所：總降壓變電所車間變電所:車間附設(shè)變電所車間內(nèi)變電所電氣設(shè)備中電弧及觸頭電?。阂环N強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，光亮很強(qiáng)，溫度很高，可燒毀觸頭、延長(zhǎng)斷電時(shí)間等。電弧的產(chǎn)生觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子，在外加電壓足夠大時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電游離而發(fā)生電弧。二、電弧的熄滅1、電弧熄滅的條件去游離率>游離率2、熄滅電弧的去游離方式正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合〞，重新成為中性質(zhì)點(diǎn)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散〞，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點(diǎn)減少3、交流電弧的熄滅特點(diǎn)交流電弧每一個(gè)周期要暫時(shí)熄滅兩次，完善的滅弧裝置熄滅交流電弧一般需要幾個(gè)周期，真空斷路器滅弧只要半個(gè)周期，同等條件下交流電弧比直流電弧容易熄滅。4、開關(guān)電器中常用的滅弧方法速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長(zhǎng)弧切短滅弧法、粗弧切短滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法、SF6滅弧法。三、對(duì)電氣觸頭的根本要求1、滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求2、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度3、具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度4、具有足夠的斷流能力高壓一次設(shè)備一次電路〔主電路、主接線、主回路〕變配電所中承當(dāng)輸送和分配電能任務(wù)的電路。一次設(shè)備：一次電路中所有的設(shè)備稱一次設(shè)備。一次設(shè)備分類：(1)變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻機(jī)等。(2)控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種上下壓開關(guān)設(shè)備。(3)保護(hù)設(shè)備其功能是用來對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。(4)補(bǔ)償設(shè)備其功能是用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器等。(5)成套設(shè)備它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱等。一、高壓熔斷器(fuse，文字符號(hào)為FU)在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)過一定時(shí)間后，使熔體熔化而分?jǐn)嚯娏鳌嚅_電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對(duì)電路及設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。1、RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器〔限流式〕RN1型：主要用于高壓電路和設(shè)備的短路保護(hù)〔額定電流可達(dá)100A〕RN2型：高壓電壓互感器一次側(cè)短路保護(hù)〔額定電流一般為0.5A〕2、RW4和RW10〔F〕型戶外高壓跌開式熔斷器既可作6—10KV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，用高壓絕緣鉤棒操作熔管的分合，起高壓隔離開關(guān)的作用。3、高壓隔離開關(guān)〔QS〕隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的平安檢修。斷開后有明顯可見的斷開間隙，沒有專門的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作，可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高壓斷路器配合使用。5、高壓斷路器〔QF〕能通斷負(fù)荷電流和短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。6、高壓開關(guān)柜將一、二次設(shè)備組合在一起的高壓成套配電裝置。類型：固定式、手車式〔移開式〕低壓一次設(shè)備一、低壓熔斷器二、低壓刀開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)低壓刀開關(guān)低壓熔斷器式刀開關(guān)低壓負(fù)荷開關(guān)三、低壓斷路器電力變壓器電力變壓器的分類有載調(diào)壓銅繞阻油浸白冷式無載調(diào)壓鋁繞阻干式充氣式聯(lián)接組別及選擇變壓器一、二繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成一、二側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。常用兩種聯(lián)結(jié)方式：即即變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇1、臺(tái)數(shù)選擇：滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。一般車間變電所采用一臺(tái)，應(yīng)考慮欠負(fù)荷的開展，有一定余地2、主變壓器容量的選擇裝設(shè)一臺(tái)主變壓器裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器車間變電所單臺(tái)變壓器容量上限：1000KVA或1250KVA電力變壓器并列運(yùn)行條件1、變壓器的一、二次額定電壓必須對(duì)應(yīng)相等。2、變壓器的阻抗電壓〔短路電壓〕必須相等。3、變壓器的連接組別必須相同。4、變壓器的容量盡量相同或相近，最大容量與最小容量之比不超過3：1。電流互感器和電壓互感器電壓互感器〔CT〕TA電流互感器〔PT〕TV功能：使儀表、繼電器、二次設(shè)備與主電路絕緣，擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。一、電流互感器根本原理和特點(diǎn)一次繞組導(dǎo)線很粗，匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)多導(dǎo)線細(xì)。2、電流互感器常用接線方式:一相式接線、兩相V型接線、兩相電流差接線、三相星型接線工作時(shí)二次側(cè)不得開路，二次側(cè)有一端必須接地電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性二、電壓互感器1、根本原理和特點(diǎn)一次繞組導(dǎo)線很細(xì)，匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)少導(dǎo)線粗。工作時(shí)二次側(cè)不得短路，二次側(cè)有端必須接地，互感器在連接時(shí)注意其端子的極性電壓互感器的常用接線方式單相電壓互感器、V/V型、三相五柱式等對(duì)工廠變配電所主接線的根本要求：平安、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)主接線圖繪制形式：系統(tǒng)式主接線圖、裝置式主接線圖工廠變配電所址、布置、結(jié)構(gòu)及安裝圖變電所所址的選擇1、所址選擇的一般原那么接近負(fù)荷