【大學(xué)課件】建筑供配電系統(tǒng)短路電流及其計(jì)算

建筑供配電系統(tǒng)短路電流及其計(jì)算建筑供配電系統(tǒng)短路電流是建筑供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，短路電流的計(jì)算是建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。供配電系統(tǒng)概述電力來源供配電系統(tǒng)從外部電力網(wǎng)絡(luò)獲取電力，作為建筑物用電的保障。電壓等級(jí)根據(jù)建筑物的規(guī)模和用電需求，供配電系統(tǒng)采用不同的電壓等級(jí)，例如高壓、低壓等。安全可靠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)注重安全可靠性，確保建筑物用電的正常運(yùn)行。供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指建筑供電系統(tǒng)的整體布局和各部分之間的連接關(guān)系，它決定了電力從外部電源進(jìn)入建筑物，再分配到各個(gè)用電設(shè)備的路徑和方式。一般來說，建筑供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：外部供電系統(tǒng)、主變電所、配電室、配電線路、電氣設(shè)備等。供配電系統(tǒng)組成電源部分包括發(fā)電機(jī)、變壓器等，為建筑提供電力能源。配電部分包括開關(guān)設(shè)備、線路、電纜等，將電力分配到各個(gè)負(fù)載?？刂撇糠职刂圃O(shè)備、保護(hù)設(shè)備等，對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護(hù)。負(fù)荷部分包括各種用電設(shè)備，是電力最終的消耗者。供配電系統(tǒng)的基本要求1可靠性供配電系統(tǒng)必須可靠運(yùn)行，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。2安全性供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行必須符合安全規(guī)范，避免觸電、火災(zāi)等事故的發(fā)生。3經(jīng)濟(jì)性供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行應(yīng)考慮節(jié)能降耗，以降低運(yùn)行成本。4可擴(kuò)展性供配電系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，以滿足未來用電量增加的需求。短路電流的定義和分類定義短路電流是指當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，流經(jīng)故障點(diǎn)的電流。分類短路電流可分為相間短路、相地短路、三相短路等多種類型，具體分類方式取決于供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和接線方式。短路電流的影響設(shè)備損壞短路電流會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過熱，甚至燒毀，造成設(shè)備損壞和停產(chǎn)。人身安全短路電流可能造成觸電事故，危及人身安全。系統(tǒng)穩(wěn)定性短路電流會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰?；馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)短路電流可能引發(fā)火災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)損失。短路電流的典型特點(diǎn)瞬間性短路電流發(fā)生時(shí)間極短，通常只有幾十毫秒或幾百毫秒。沖擊性短路電流的峰值極高，遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行電流，對(duì)電力設(shè)備造成巨大的沖擊。破壞性短路電流過大，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過熱、熔化、甚至爆炸，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。短路電流計(jì)算的重要性準(zhǔn)確計(jì)算短路電流是確保供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵合理的短路電流值是選擇合適的保護(hù)裝置、電氣設(shè)備的依據(jù)短路電流計(jì)算有助于制定合理的短路電流保護(hù)方案有效防止短路故障的發(fā)生，降低事故造成的損失短路電流計(jì)算的方法1理論計(jì)算法基于電路理論，使用公式和模型進(jìn)行計(jì)算。2軟件仿真法利用專業(yè)的軟件進(jìn)行仿真模擬，得到短路電流數(shù)值。3現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行短路測(cè)試，直接測(cè)量短路電流。電源短路電流計(jì)算1短路點(diǎn)阻抗包括電源內(nèi)部阻抗和線路阻抗2電源電壓短路發(fā)生時(shí)的電源電壓3短路電流短路電流的大小負(fù)荷短路電流計(jì)算1確定負(fù)荷參數(shù)包括負(fù)荷類型、額定電流、阻抗等。2計(jì)算負(fù)荷阻抗根據(jù)負(fù)荷類型和參數(shù)確定。3計(jì)算短路電流利用公式計(jì)算短路電流的大小。變壓器短路電流計(jì)算短路阻抗變壓器短路阻抗是指變壓器繞組在短路狀態(tài)下的阻抗值。一般以百分?jǐn)?shù)表示，如變壓器短路阻抗為10%，則表示當(dāng)變壓器繞組短路時(shí)，變壓器繞組兩端的電壓為其額定電壓的10%。額定容量變壓器額定容量是指變壓器在額定電壓和額定頻率下，能夠持續(xù)輸出的最大功率，以千伏安（kVA）表示。額定電壓變壓器額定電壓是指變壓器繞組在正常運(yùn)行狀態(tài)下的電壓，以千伏（kV）表示。電纜短路電流計(jì)算確定電纜截面根據(jù)電纜的型號(hào)、材料和額定電流選擇合適的電纜截面。計(jì)算電纜的阻抗電纜的阻抗與電纜的長(zhǎng)度、材料和截面有關(guān)。計(jì)算短路電流使用短路電流計(jì)算公式，結(jié)合電纜的阻抗和短路點(diǎn)處的電壓，計(jì)算出短路電流。開關(guān)設(shè)備短路電流計(jì)算1額定短路電流開關(guān)設(shè)備能夠承受的最大短路電流2短路電流計(jì)算方法根據(jù)開關(guān)設(shè)備的類型和參數(shù)進(jìn)行計(jì)算3短路電流保護(hù)確保開關(guān)設(shè)備在短路故障情況下能夠安全可靠地運(yùn)行短路電流計(jì)算的步驟1確定輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備參數(shù)2計(jì)算限定條件短路類型、短路點(diǎn)3計(jì)算短路電流計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)短路電流4分析計(jì)算結(jié)果選擇保護(hù)設(shè)備、協(xié)調(diào)保護(hù)輸入數(shù)據(jù)的確定1系統(tǒng)參數(shù)電源電壓、短路點(diǎn)阻抗、設(shè)備額定電流等2設(shè)備特性變壓器容量、電纜截面、開關(guān)設(shè)備型號(hào)等3運(yùn)行條件短路時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障類型等計(jì)算限定條件電源電壓電源電壓是計(jì)算短路電流的重要參數(shù)，一般取額定電壓值。短路時(shí)間短路時(shí)間是指短路發(fā)生后保護(hù)裝置動(dòng)作切斷故障電流的時(shí)間，一般取保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間。電氣設(shè)備參數(shù)包括電氣設(shè)備的阻抗、容量等，這些參數(shù)會(huì)影響短路電流的大小。整個(gè)系統(tǒng)的短路電流計(jì)算變壓器低壓側(cè)主配電盤分支配電盤末端回路計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的短路電流，需要考慮所有可能發(fā)生短路的點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)短路電流計(jì)算1系統(tǒng)阻抗2短路電流計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)的短路電流大小。3保護(hù)裝置評(píng)估各個(gè)節(jié)點(diǎn)的短路電流對(duì)保護(hù)裝置的影響。短路電流計(jì)算結(jié)果的分析驗(yàn)證準(zhǔn)確性確保計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符，避免誤差。評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)根據(jù)計(jì)算結(jié)果評(píng)估短路故障的潛在風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)化方案基于分析結(jié)果，調(diào)整供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或運(yùn)行方案。短路電流的合理分配均衡負(fù)載確保每個(gè)回路的短路電流盡可能接近，避免出現(xiàn)過大的短路電流差異。保護(hù)設(shè)備協(xié)調(diào)選擇合適的保護(hù)設(shè)備，使其能夠可靠地切斷故障回路，防止短路電流造成設(shè)備損壞?？紤]系統(tǒng)穩(wěn)定性短路電流過大可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓大幅下降，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。短路電流的協(xié)調(diào)選擇保護(hù)裝置選擇合適的保護(hù)裝置，確保其能夠在短路發(fā)生時(shí)及時(shí)切斷故障線路，防止事故擴(kuò)大。電纜選擇耐受短路電流沖擊的電纜，防止其過熱或損壞。設(shè)備選擇能夠承受短路電流沖擊的設(shè)備，確保其安全運(yùn)行。短路電流的抑制措施熔斷器熔斷器是短路保護(hù)裝置，當(dāng)電流超過額定值時(shí)，熔絲熔斷，切斷電路。斷路器斷路器可以快速切斷短路電流，保護(hù)電路和設(shè)備。接地接地可以將短路電流引流到大地，降低短路電流強(qiáng)度。短路電流的監(jiān)測(cè)與控制實(shí)時(shí)監(jiān)控利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路中的電流變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)短路情況。報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)監(jiān)測(cè)到短路電流超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，立即觸發(fā)報(bào)警，提醒相關(guān)人員采取措施。保護(hù)裝置安裝過電流保護(hù)裝置，例如熔斷器、斷路器等，在短路發(fā)生時(shí)迅速切斷故障線路，防止事故擴(kuò)大。短路電流事故的處理1迅速切斷電源這是首要措施，以防止人員觸電和設(shè)備損壞。2檢查事故原因確定短路的原因，以便采取相應(yīng)的措施。3進(jìn)行故障排除修復(fù)故障線路或設(shè)備，確保安全可靠運(yùn)行。短路電流預(yù)防的措施1選擇合適的保護(hù)裝置選擇合適的熔斷器、斷路器等保護(hù)裝置，能有效地限制短路電流的持續(xù)時(shí)間和大小，從而降低短路事故的發(fā)生率。2加強(qiáng)電氣設(shè)備的維護(hù)定期檢查和維護(hù)電氣設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，可以有效地降低短路事故的發(fā)生率。3提高操作人員的安全意識(shí)加強(qiáng)對(duì)操作人員的安全教育和培訓(xùn)，使其掌握正確的操作規(guī)程，可以有效地降低短路事故的發(fā)生率。4采用合理的電氣設(shè)計(jì)采用合理的電氣設(shè)計(jì)，可以有效地降低短路電流的大小，從而降低短路事故的發(fā)生率。本章小結(jié)短路電流的定義短路電流是由于電路中發(fā)生短路故障而產(chǎn)生的超大電流。短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算是電氣工程的重要組成部分，它可以幫助我們選擇合適的電氣設(shè)備，確保電氣