第七章 电力系统三相短路解剖
第七章 三相短路分析
短路的原因： 电气设备载流部分绝缘损坏； 运行人员误操作； 其他因素（如鸟兽等）。
短路的现象： 电流剧烈增加； 系统中的电压大幅度下降。
第七章 电力系统三相短路分析计算
? 短路的危害： 1. 短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设 备过热而损坏甚至烧毁； 2. 短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭 曲甚至损坏； 3. 短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常 工作； 4. 严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列， 破坏系统的稳定性。 5. 不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
第七章 电力系统三相短路分析计算
第二节 恒定电势源电路的三相短路
1. 恒定电势源的概念
说明：无限大功率电源是一个相 对概念，真正的无限大功率电源 是不存在的。
? 恒定电势源（又叫无限大功率电源），是指 系统的容量为 ∞ ，内阻抗为零。
? 恒定电势源的特点：在电源外部发生短路，电源母线上的 电压基本不变，即认为它是一个恒压源。
第七章 电力系统三相短路分析计算
2. 由恒定电势源供电的三相对称电路
图7-2 恒定电势源中的三相短路
a）三相电路 b）等值单相电路
短路前，系统中的a相电压和电流分别为
e ? Em sin(? t ? ? ) i ? Im sin(? t ? ? ? ? ' )
? 为电压的初始相位，亦称合闸角。? '为电压与电流的相位差。
?短路前空载（即 I m ? 0）
?短路瞬间电源电压过零值，即初始相角 ? ? 0
第七章 电力系统三相短路分析计算
电力系统分析 第七章(三相短路)ppt课件
S XX 1 *
2 * x d ''* N
B 0 .1 2 5 1 0 0 0 .8 3 1 5
S G N
X 3 * X 1 0 R 0 % U 3 I N N U S B 2 B 1 0 4 03 6 0 .4 6 1 . 0 3 0 2 0 .8 7 2
U S
k 2 %B7 .5 1 0 0 1
B 2x5
B 2
4
3
第三节 恒定电势源电路的三相短路
• 恒定电势源（又称无限大功率电源），是指端电压幅值 和频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
•短路前电路处于稳态：
eEmsin(t ) i Im0 sin(t )
Im0
Em
(RR)22(LL)2
②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架 空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。
③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设 备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。
④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
三、短路的危害
(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至 损坏。
B
4
T 1 N
%
%
US US T 2 x 4 * j1 0 k 2 0
B T 3 x 6 * j1 0 k 3 0
B
S S T 2 N
T 3 N
3、输电线
2
UU S S x 3 *j x 3 3
4
B 2x 3
B 2
UUU U 2 3 4
章电力系统三相短路分析
章电力系统三相短路分析
➢ 短路全电流有效值
在三相短路的暂态过程中，任一时刻t的短路电流有效
值
，是指以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的方
均根值。
假设周期分量 电流有效值为
在计算周期内幅值恒定，t时刻的周期
假设非周期分量 在以时间t为中心的一个周期内不变， 因此其有效值等于瞬时值，即
计及阻尼绕组，分析发电机三相短路的暂态过 程。
同步发电机发生三相短路，强行励磁装置对短 路暂态过程的影响分析。
PPT文档演模板
章电力系统三相短路分析
•6.1 短路的基本概念
➢ 一、短路: 是指电力系统正常运行情况以外的相 与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
➢ 二、产生短路故障的主要原因 电力设备绝缘损坏。
• 短路还会引起电网中电压降低，结果可能使部分用户的供电受到破坏，用电 设备不能正常工作。
• 不对称短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行通信线 路内感应出电动势，造成对通信系统的干扰，威胁人身和设备安全。
• 由于短路引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率与输 入功率不平 衡，可能会引起并列运行的发电机失去同步，使系统瓦解，造成大面积停 电。
•Z2
f
f
•f
•转移阻抗
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•
•Z1
•Z2
•Z8
•Z5 •Z7
•Z9
•Z1
0
•f
•
•Z1
•Z2
•Z1
•Z1
1
2
•Z1
3
•f
•
求 输 入 阻 抗 和 转 移
阻 抗
的 过 程
章电力系统三相短路分析
三相短路分析及短路电流计算
三相短路分析及短路电流计算三相短路分析及短路电流计算是电力系统中一个重要的问题，在电力系统运行和设计中起着至关重要的作用。
理解和计算三相短路电流对于保护设备和系统的可靠性至关重要。
下面我将详细介绍三相短路分析及短路电流计算的内容。
1.三相短路分析三相短路是指三相电源之间或电源与负载之间发生短路故障，造成电流突然增加。
三相短路会导致电流剧增，电网负载增大，电网发电机负荷骤降。
因此，对于电力系统而言，短路是一种严重的故障。
短路的原因主要有以下几种：-外部因素，如雷击、设备故障等；-人为因素，如误操作、设备维护不当等。
短路的位置主要有以下几种：-发电机绕组内部；-输电线路中；-终端设备终端内部。
短路的类型主要有以下几种：-对地短路（单相接地短路、双相接地短路）；-相间短路；-相对地短路；-三相短路。
短路电流是指在短路发生时，电路中的电流值。
短路电流的计算是电力系统设计、保护设备选择、线路容量选择的重要依据。
正确计算短路电流能够保证系统的安全运行。
短路电流的计算包括以下步骤：-确定故障位置和类型；-确定电路参数，包括发电机额定电流、负载电流、接地电阻等；-选择合适的计算方法，如对称分量法、复杂网络法、解耦法等；-根据选定的计算方法进行计算，并考虑系统运行时的各种条件，如电源电压波动、电源短路容量等；-对计算结果进行验证和分析，确保结果的准确性。
在进行短路电流计算时，还需要考虑以下几个因素：-各种设备的短路容量，包括母线、断路器、继电器等；-系统的整体阻抗和电流限制；-瞬时电流和持续电流的功率损耗；-预测设备短路容量的变化趋势。
总之，三相短路分析及短路电流计算对于电力系统的正常运行和设备的保护至关重要。
准确计算短路电流能够帮助电力系统工程师定位和解决故障，从而确保系统的安全运行。
电力系统三相短路分析
电力系统三相短路分析电力系统短路是指电力系统中正常工作状态下的导体相互接触或与大地接触，导致电流过大而瞬间形成一个低阻值的回路，称为短路。
短路可能导致电力系统设备受损、事故发生甚至引发火灾等严重后果，因此对电力系统进行短路分析显得尤为重要。
电力系统短路分析的主要目的是确定短路电流大小及其分布情况，以便确定保护装置的设置参数和电气设备的选型设计。
在进行短路分析时需要考虑各种电力设备的参数、电力系统的拓扑结构以及电力系统的操作方式等因素。
电力系统短路分析可以分为对发电机、变压器、线路和负荷等不同组件进行短路分析。
首先对发电机进行短路分析，需要考虑其内部参数以及与系统的连接方式。
通常将发电机模型化为两个序列，即正序和负序。
正序各个参数均与实际相同，而负序则将相序改为逆序。
通过正序和负序的计算，可以得出发电机的短路电流。
接下来进行变压器的短路分析，变压器的短路分析主要是通过计算其短路阻抗，从而得出短路电流。
变压器的短路阻抗一般分为正序、负序和零序三种模式。
根据变压器的接法和绕组的配置，可以计算出不同模式下的短路电流。
线路的短路分析主要是通过计算线路的电阻、电抗和电容等参数，以及线路的长度和材料来得出短路电流。
线路的短路电流可以通过正序和零序计算得出。
负荷的短路分析一般较为简单，只需根据负荷的类型和连接方式计算出其短路电流。
在进行电力系统短路分析时，有两个重要的指标需要考虑，即故障电流和短路持续时间。
故障电流是指发生短路时电流的最大值，它对于各种保护设备的选择和设置均有重要的影响。
短路持续时间是指短路时电流的持续时间，它对于保护设备的热稳定性和热分散性有一定要求。
对于电力系统短路分析，目前常用的方法有解析法和数值计算法两种。
解析法主要是通过解析电路方程组，利用复数计算方法来求解短路电流。
数值计算法则通过建立系统的数值模型，利用计算机软件进行电流计算。
目前较为常用的软件有DigSILENT、PSS/E等。
总结起来，电力系统短路分析是对电力系统中各个组件进行短路计算，通过计算短路电流大小和分布情况，确定保护装置的设置参数和电力设备的选型设计。
第七章 三相短路分析.
t Ta
t Ta
由短路电流波形和三相短路表达式可见，无限大功率电源
（1）三相短路电流中含有一个稳态分量 i p ，其幅值恒定不变， 有时被称为短路电流的周期分量。 （2）三相短路电流中含有一个自由分量 iap ，它们的存在是为 了使短路电流在短路瞬间的数值保持不变，以后按照常数 Ta 衰减。也被称为短路电流的非周期分量。
短路电流计算是解决一系列电力技术问题所不可缺少的基 本计算。在发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均 以短路计算结果作为依据。即短路电流计算结果是选择电气设 备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据。是电力 系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力 系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措 施。
所谓短路,是指电力系统中正常情况以外的一切相与相之 间或相与地之间发生通路的情况。
短路的原因： 电气设备载流部分绝缘损坏； 运行人员误操作； 其他因素（如鸟兽等）。 短路的现象： 电流剧烈增加； 系统中的电压大幅度下降。
第七章 电力系统三相短路分析计算
短路的危害： 1. 短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设 备过热而损坏甚至烧毁；
பைடு நூலகம்
第七章 电力系统三相短路分析计算
第二节 恒定电势源电路的三相短路
1. 恒定电势源的概念
说明：无限大功率电源是一个相 对概念，真正的无限大功率电源 是不存在的。
恒定电势源（又叫无限大功率电源），是指系统的容量为 ∞ ，内阻抗为零。
恒定电势源的特点：在电源外部发生短路，电源母线上的
电压基本不变，即认为它是一个恒压源。
第七章 电力系统三相短路分析计算
2. 由恒定电势源供电的三相对称电路
第七章 电力系统三相短路分析
短路故障会破坏系统的稳定运行。
不对称短路会影响高压线路附近的通讯。
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电力系统应用
第七章 电力系统三相短路分析
三、计算短路电流的目的
选择电气设备。计算短路电流，以校验设备的动、热稳 定性。保证所选择的设备在短路电流热效应和力效应作用 下，不受到损坏。 继电保护的设计和整定。电力系统中应配置什么样的保 护，以及这些保护装置应如何整定，都需要对电力网中发 生的各种短路进行分析和计算。 接线方案的比较和选择。在设计电力网的接线图和发电 厂以及变电所的电气主接线时，为了比较各种不同方案的 接线图，确定是否增加限制短路电流的设备等，都必须进 行短路电流的计算。
2 2 2 2 I I i I ( i I ) M p ap( t 0 . 01 s ) p M pm
2 2 2 2 I 2 I ( K 1 ) I 1 2 ( K 1 ) p pM p M
与冲击系数KM有关
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L Ta R
电力系统应用
t T a i I sin( t ) I sin( ) I sin ) e a pm m pm 0 0
交流分量， 周期分量 直流分量， 非周期分量
电力系统应用
第七章 电力系统三相短路分析
i I sin( t 90 ) I sin( 90 ) e f pm pm
第七章电力系统三相短路的分析与计算
第七章电力系统三相短路的分析与计算电力系统三相短路是指在电力系统中发生的电路短路故障，其中涉及到三个相位之间的短路。
在电力系统中，电路短路是一种严重的故障，可能会导致系统故障、设备损坏和人员伤亡。
因此，对电力系统三相短路进行分析和计算十分重要。
首先，为了进行电力系统三相短路的分析与计算，需要了解电力系统的拓扑结构和电气参数。
电力系统的拓扑结构包括发电厂、变电站、输电线路和配电系统等组成部分。
电力系统的电气参数包括电压、频率、电流和阻抗等。
在进行电力系统三相短路分析与计算时，首先需要确定电路的故障类型。
电力系统的三相短路可以分为对地短路和相间短路。
对地短路是指电路的任意一相与地之间发生短路，相间短路是指电路的任意两个相之间发生短路。
对地短路通常是系统中最简单的短路类型，而相间短路通常是更严重的故障。
然后，需要根据电力系统的电气参数和拓扑结构，进行电力系统三相短路计算。
电力系统三相短路计算包括短路电流的计算和短路电流的传递。
短路电流的计算需要根据电力系统的阻抗和电流进行计算，可以使用相序基准法、对称分量法和潮流法等方法进行计算。
短路电流的传递是指确定电路中各个节点的短路电流，根据电力系统的拓扑结构和电气参数进行计算。
最后，需要根据电力系统三相短路的分析结果，采取相应的保护措施。
电力系统的保护装置能够及时检测和隔离电路的短路故障，以保护电力系统的设备和人员的安全。
保护措施包括过电流保护、地跳保护和差动保护等。
过电流保护用于检测电流异常，地跳保护用于检测对地短路，差动保护用于检测相间短路。
总而言之，电力系统三相短路的分析与计算是电力系统运行和保护的重要组成部分。
通过对电力系统的拓扑结构和电气参数进行分析与计算，可以有效地预防和处理电力系统中的短路故障，以保护电力系统设备和人员的安全。
电力系统三相短路
三相短路是一种严重的故障，其 特点是短路电流大、短路点电压 为零、短路点附
01
02
03
设备损坏
大电流通过设备时会产生 高温，可能烧毁电气设备， 甚至引发火灾。
系统稳定性受影响
短路会导致系统电压降低， 影响整个电力系统的稳定 运行。
停电影响
短路可能导致大面积停电， 给人们的生产和生活带来 不便。
电力系统三相短路
目 录
• 电力系统三相短路概述 • 电力系统三相短路的物理过程 • 电力系统三相短路的计算与分析 • 电力系统三相短路的保护与控制 • 电力系统三相短路的预防与应对措施
01 电力系统三相短路概述
定义与特点
定义
三相短路是指电力系统正常运行 时，由于某种原因导致三相电源 的正极和负极直接接触，形成电 流回路。
04 电力系统三相短路的保护 与控制
短路保护的原理与分类
短路保护的基本原理
短路保护装置通过检测电流的大小和变化，判断电力系统是否发生短路故障， 并在必要时切断故障电路，以防止短路引起的设备损坏和系统稳定性问题。
短路保护的分类
根据保护装置的动作原理，短路保护可以分为电流保护、电压保护、距离保护 和差动保护等类型。不同类型的保护装置具有不同的动作特性和适用场景。
数字仿真法
利用电力系统仿真软件，模拟系统在短路故 障下的运行状态，得到短路电流。
短路功率的计算与分析
短路功率计算
根据系统阻抗和短路电流计算短路功 率。
短路功率分析
分析短路功率对电力系统稳定性的影 响，以及可能造成的设备损坏。
短路功率限制
通过技术手段和保护装置限制短路功 率，以减小对系统的冲击。
短路功率的利用
短路电流的衰减过程持续时间较 长，通常在几分钟到几十分钟之
电力系统分析课件：第七章 电力系统故障的基本知识及三相短路分析
1
tT / 2
i 2 dt
T t T / 2
1 T
t T t T
/2 /2
(i交
+i直
)2
dt
=
2
Im / 2 i直2
Iimp
Im / 2 2 i直2 (t 0.01s)
2
2
Im / 2 iimp Im
将短路冲击电流公式代入，得短路电流最大有效值计算公式
如下：
Iimp I 1 2(Kimp 1)2
短路冲击电流的作用：检验电气设备的动稳定性
II 短路电流的最大有效值
ia
短路前空载
全电流
电压过零点
t
短路后半个周期： T/2
结论：由上图（冲击电流示意图）可看出，短路后第一个 周期内的电流有效值最大。因此，短路电流的最大 有效值即为短路后第一个周期内的电流有效值
最大有效值电流表达式：
It
非周期分量 (直流分量)
直流分量出现的物理 原因是电感中电流在 突然短路瞬时的前后 不能突变。
Ta
L R
X /
R
X• 1
R 2f
X• 1 R 314
Ta的数量级 :10 2
直流分量大约3~5个波形周期即衰减至0
⑥ 三相全电流表达式
全电流表达式：
只与A相相差 120度
ia Im sin(t k )
其中 I Im / 2 为周期分量有效值
最大有效值电流作用：检验电气设备的热稳定度 和断流能力。
III 短路容量（短路功率）
定义为短路电流有效值与短路处网络额定电压的乘积
Skt 3U N Ikt(MVA)
S kt *
S kt SB
电力系统【第七章：电力系统三相短路的分析与计算】
电⼒系统【第七章：电⼒系统三相短路的分析与计算】⼀.电⼒系统故障概述 1.短路 短路是指电⼒系统正常运⾏情况下以外的相与相或相与地【或中性线】之间的故障连接。
2.对称短路与不对称短路 三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。
其它⼏种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路，如下： 3.产⽣短路的主要原因是电⽓设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
4.系统中发⽣短路相当于改变了电⽹的结构，必然引起系统中功率分布的变化，⽽且发电机输出功率也相应发⽣变化。
5.为了减少短路对电⼒系统的危害，可以采⽤限制短路电流的措施，在线路上装设电抗器。
但是最主要的措施是迅速将发⽣短路的部分与系统其它部分进⾏隔离，这样发电机就可以照常向直接供电的负荷和配电所的负荷供电。
6.电⼒系统的短路故障有时也称为横向故障，因为它是相对相【或相对地】的故障。
还有⼀种故障称为纵向故障，即断线故障，指的是⼀相或多相断线使系统运⾏在⾮全相运⾏的情况。
在电⼒系统中的不同地点【两处以上】同时发⽣不对称故障的情况，称为复杂故障。
⼆.⽆限⼤功率电源供电的系统三相短路电流分析 1.电源功率⽆限⼤时外电路发⽣短路（⼀种扰动）引起的功率改变对电源来说微不⾜道，因⽽电源的电压和频率对应于同步发电机的转速保持恒定。
2.⽆限⼤电源可以看做由多个有限功率电源并联⽽成的，因其内阻抗为零，电源电压保持恒定。
实际上，真正的⽆限⼤电源是不存在的，只能是⼀种相对概念往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对⼤⼩来判断电源是否作为⽆限⼤功率电源。
若供电电源的内阻抗⼩于短路回路总阻抗的10%时，则可认为供电电源为⽆限⼤功率电源。
在这种情况下，外电路发⽣短路对电源影响较⼩，可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。
3.当短路点突然发⽣三相短路时，这个电路即被分成两个独⽴的回路。
及有电源连接的回路和⽆电源连接的回路。
在有电源连接的回路中，其每相阻抗减⼩，对应的稳态电流必将增⼤。
电力系统三相短路的分析与计算
电力系统三相短路的分析与计算电力系统三相短路是指电力系统中发生的由于过大的电流流过电气设备、电缆、电缆接头、电线路等导体元件而引起的电气故障。
三相短路是一种严重的故障，可能导致设备损坏、事故发生甚至火灾爆炸。
因此，对电力系统三相短路进行准确分析和计算是非常重要的。
首先，我们来看一下三相短路的类型。
三相短路可以分为对称短路和不对称短路两种情况。
对称短路是指三相短路电流大小相等，相位相同的短路；不对称短路是指三相短路电流大小不等，相位差大于120度的短路。
接下来，我们介绍一下三相短路的分析方法。
三相短路的分析可以采用阻抗法、复数法和对称分量法等方法进行。
其中，阻抗法是最常用的一种方法。
阻抗法的基本原理是利用设备和导线的等效阻抗来分析三相短路。
首先，需要测量或查表得到电源电压、设备电流和电源电阻的值。
然后，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，利用等效电路模型计算电路中电流和电压的数值。
最后，通过计算得到的电压和电流值，可以得出电力系统中设备的功率损耗、电流大小等信息。
接下来，我们来看一下三相短路计算的具体步骤。
首先，需要收集电力系统的相关信息，包括电源电压、设备电流、电源电阻等。
然后，根据短路的类型选择相应的计算方法。
对于对称短路，可以使用复数法进行计算；对于不对称短路，可以使用对称分量法进行计算。
在计算中，可以采用手动计算或使用专业软件进行模拟计算。
最后，根据计算结果对电力系统的安全性进行评估，并采取相应的措施进行处理。
三相短路的分析和计算是一项复杂的工作，需要对电力系统和相关理论有较深入的了解。
在实际工作中，应该高度重视电力系统的安全问题，采取相应的预防措施和应急措施，保障电力系统的正常运行和人员的安全。
同时，还需要不断学习和更新电力系统的相关知识，提高自身的技术水平。
总结起来，电力系统三相短路的分析与计算是一项重要的工作，需要掌握相应的理论和方法。
只有进行准确的分析和计算，才能及时发现电力系统中的故障，保障电力系统的安全和可靠运行。
华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第7章-电力系统的短路计算剖析
➢ 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装 置并正确整定其参数提供可靠的依据。
❖ 简化假设
I. 负荷用恒定电抗表示或略去不计；
II. 认为系统中各元件参数恒定，在高压网络 中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用 纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电 势同相位，从而避免了复数的运算；
0.87
X
T1( N
)*
U
2 T 1(
N
)
ST1( N )
Sd
U
2 dI
10.5 10.52 100 31.5
100 10.52
0.33
X G( N )*
Sd SN
0.26 100 30
0.87
X T1(N )*
Sd ST1(N )
10.5 100 100 31.5
0.33
X
项目 UdⅡ UdⅢ
1. 准确计算法
U dI
/
K1
10.5 1 10.5 /121
121kV
U dI
/(K1K2 )
U dII
/
K2
121 1 110/ 6.6
7.26 kV
2. 近似计算法 UavⅡ＝115 kV UavⅢ＝6.3 kV
E=1.05
各元件电抗的标幺值分别为： 1
2
3
4
5
6
HUST_CEEE
HUST_CEEE
第一节 电力系统的短路故障
短路：电力系统中一切不正常的相与相之 间或相与地之间发生通路的情况。
一、短路的原因及其后果 二、短路的类型 三、短路计算的目的和简化假设
HUST_CEEE
电力系统三相短路的分析与计算104页PPT
加装继电保护装置：
快速切除故障
四、减少短路对系统的危害措施
自动重合闸：
提高供电可靠性
自动重合闸：
就是当短路发生后断路器迅速断开，使故障部分与系统 隔离，经过一定时间再将断路器合上。
对于暂时性故障，系统就因此恢复正常运行，如果是永 久性故障，断路器合上后短路仍存在，则必须再次断开 断路器。
后一瞬间的电流值（用下标0表示）相等，即：
i a 0 I m 0 s i 0 ) n i a 0 I m ( s i C n i p 0 i a 0a
故障前一瞬间
故障后一瞬间
的短路电流
的短路电流
C i a 0 i a a 0 i p 0 I a m 0 s i 0 I n m s a in
7.2.1 暂态过程分析
已知：ua,ub,uc ，是无限大功率电源。在线路f 点发生 三相短路接地，短路点两侧阻抗已知。写出短路后短 路电流的表达式，有哪些短路电流分量？
暂态过程分析
iaIm 0si n t ( 0)
Im0
Um
RR22LL2
0 arctR L gRL
全电流的表达式
t
ia Im sit n Im 0 si n 0 Im si n e T a
t
i b I m st i n 1 2 I m 0 0 si 1 n 2 0 I 0 m si 1 n 2 e T a 0
短路故障分析的目的
应用这些计算结果进行继电保护设计和整定 值计算
开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电 气设备的设计
电力系统三相短路分析52页PPT
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
▪
电力系统三相短路故障分析PPT课件
例6-4
• 电力系统接线图如图6-11所示，其中G为发电 机，M为电动机，负载(6)为由各种电动机组合 而成的综合负荷，设在电动机附近发生三相短 路故障，试画出下列电力系统三相短路故障分 析时的等值网络图。
第29页/共67页
例6-4
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6.3.2.起始次暂态电流的计算
• 得到等值电路后，起始次暂态电流
• 三相短路功率主要是用来校验断路器的切断能力，要求短路时， 断路器一方面能切断这么大的短路电流，另一方面断路器断开 时其触头还要能经受工作电压的作用。
表达式： Skt 3U N It
用标幺值表示为：Skt*
3U N It 3U B I B
It*
I*
在有名值计算中： Skt 3UN I I*SB
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表6-3 短路分析时元件的近似模型
元件
发电机 （调相机）
负荷
负荷 模型
与稳态模 型相同， 近似计算 时可忽略 电阻。
计算公式
E(0 ) U 0 jI0 X
RL
U（20-）， PL
第X2L8页/U共Q（260L7-）页
EM (0 ) U 0 jI0 X M
若只计电抗，则：
只求其数值
Ik E jX Uk(0) jX
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Ik E X Uk(0) X
例6-5
• 化简图6-12所示的电力系统等值电路，并求出起始次暂态电流。
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例6-5
求出起始次暂态电流的标幺值
I1*
E* X13* X12*
1.018 0.5571.43
工作遭到破坏。 4. 破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性，引起系统振
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Iim=1.51Ip
7.2.4 短路容量
R R L L e Em sin( t ) i I m sin( t )
电源电势初始相位：也称合闸角
其中：
Im
Em
(R R)2 2 (L L)2
tg 1 (L L)
R R
短路后——两个独立的回路
有源回路：
短路的全电流:
Ri
L
di dt
Em
sin( t
)
对称短路；不对称短路。
7.1.1 短路类型
短路种类
三相短路
示意图
两相短路接地
两相短路
单相短路
代表符号
f(3) f(1,1)
f(2) f(1)
7.1.2 产生短路的主要原因
主要有以下几个方面：
➢ 绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来 的设备缺陷发展成短路；
➢ 雷击造成的闪络放电，架空线路由于大风或导线覆冰 引起电杆倒塌等；
Iap
i e0.01/Ta ap 0
I e0.01/Ta pm
(kim 1)I pm
代入： I t
I
2 pt
I
2 apt
Iim
I
2 p
[(kim
1)
2I p ]2 I p
1 2(kim 1) 2
用于校验某些电气设备的断流能力或耐力强度。
Kim=1.9 Iim=1.62Ip
Kim=1.8
i p0 短路后周期分量初始值
i I Pm sin( t ) [I m sin( ) I Pm sin( )]et /Ta
相量图
旋转相量 E m、Im 和 IPm 在静 止的时间轴t上的投影分别 代表电源电势、短路前电 流和短路后周期电流的瞬 时值。
➢ 周期分量的幅值一定； ➢ 非周期电流初值的大小同
短路的全电流
i iP iaP I Pm sin( t ) Cet /Ta C？
短路瞬间（t=0）前后电流相等：
C由初始条件决定
I m sin( ) I Pm sin( ) C
C iaP0 I m sin( ) I Pm sin( )
短路前瞬间电流 i[0]
➢ 人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备 检修后未拆除地线就加上电压引起短路；
➢ 挖沟损伤电缆等。
7.1.3 短路的危害
1、短路电流大，造成设备过热、机械应力 使导体变形等；
2、系统电压大幅降低； 3、发电机失步，造成稳定问题；
7.1.4 计算短路电流的目的
短路电流计算是解决一系列电力技术问题所不 可缺少的基本计算。在发电厂、变电所及整个电力 系统的设计、运行中均以短路计算结果作为依据。 即短路电流计算结果是选择电气设备（断路器、互 感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；是电力系统 继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂 和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定 限制短路电流的措施。
第七章 电力系统三相短路的分析计算
➢ 短路的一般概念 ➢ 恒定电势源电路的三相短路 ➢ 同步电机的三相短路的暂态过程 ➢ 同步电机三相短路电流计算 ➢ 电力系统三相短路的实用计算
7.1 短路的一般概念
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或 相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路 的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间 或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其 绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生 了短路故障。
it2 dt
1 T
tT / 2
2
tT / 2 (i pt iapt ) dt
假定在t为中心的一个周期内非周期分量恒定 不变，周期分量幅值不变并用有效值表示
Iapt iapt
I pt I pmt 2
It
I
2 pt
I
2 apt
短路电流的最大有效值
第一个周期的中心点为 t=0.01，在最不利的的 情况下发生短路时，iap0=Ipm 。
7.1.5 短路计算方法：
➢ 三相短路时系统三相参数仍然是对称的，可以采用对 称电路的分析计算方法。
➢ 不对称短路时，系统在短路发生处三相参数不再对称， 所以要采用对称分量法将这种不对称转化为对称以后， 再归结为对称短路的计算。
7.2 恒定电势源电路的三相短路
7.2.1三相短路的暂态过程
短路前电路处于稳态，每相 （a相）的电阻和电感分别为：
短路发生的时刻有关；
何时非周期分量初值最大？
7.2.2 短路冲击电流:
短路电流最大可能的瞬时值
用来校验电气设备的电动力稳定度
当电路的参数已知时，短路电流周期分量的幅值 是一定的，而短路电流的非周期分量则按指数规律 单调衰减，因此，非周期电流的初值越大，暂态过 程中短路全电流的最大瞬时值就越大。
非周期电流有最大初值的条件: 相量差 Im 有IP最m 大可能值，且
在t=0时与时间轴平行：
短路前一瞬间电路为空载，
Im由=于0 90（wL>>R)，
则短路瞬间电势源过零值(=0)
非周期电流的最大初值
iaP0 I Pm
将非周期电流最大值条件： Im=0， =0，90 带入短路全电流公式（6－7）
i I Pm sin( t ) [I m sin( ) I Pm sin( )]et /Ta
i
I
Pm
cost
I
et
Pm
/ Ta
短路电流的最大瞬时值在短路发生后何时出现？
冲击电流
i
ip
iap
ipm
kim 1 e 0.01/ Ta
t
短路电流的最大瞬时值在短路
发t=生0.后0i1约秒半时I个p。m周c期os时出t 现I，pme即t /Ta
kim____冲击系数
kim
Ta=0 1 kim 2
2
X/R
14
20
30
Ta
0.045 0.064 0.096
kim
1.799 1.855
1.9
实际计算时：
1
短路点
kim
30
X/R
发电机母线
1.9
发电厂高压侧母线 1.85
其它地点
1.8
7.2.3ห้องสมุดไป่ตู้短路电流的有效值:
以时刻t为中心的一个周期 内瞬时电流的均方根值
It
1 T
tT / 2 t T / 2
i iP iaP I Pm sin( t ) Cet /Ta
周期分量 (强制分量）：与外加电源电势有相同的
iP I Pm sin( t变化 规律) ：
其中 I Pm
Em
R 2 (L)2
自由分量（非周期分量）：外加电源无关，按指 数t 规律衰减的直流
iaP Ce pt Ce Ta C：非周期分量电流的初始值 iaP0