第一章电力系统基础知识

短路类型
三相 短路
示意图
代表符号
k(3)
两相 短路
k(2)
单相 短路
两相 接地 短路
k(1) k(1,1)
❖ 运行经验和统计数据表明。电力系统中各种 短路故障发生的几率是不同的，其中发生三相 短路的几率最少，发生单相接地短路的几率最 大。
❖ 二、三相对称短路
❖ 在电力系统的各种短路故障中，虽然三相 短路发生的几率最小，但其对电力系统的影 响和危害最大。无穷大系统发生三相短路示 意图如图1-9所示。
ABC IkAABC
ES,XS
IkB
N
=I I(3) k kA
=I I(3) k kB
(3)
A
B
IKC
RΣ,XΣ
k(3)
(a)
=I I(3) k kC C
(b)
图1-9 无穷大供电发生三相短路示意图
(a)一次系统；（b)短路电流路径
❖ 三相短路时，三相仍然对称，三相的短路回
路完全相同，短路电流相等，相位互差1200， 因此只计算一相即可。根据电路计算原理， 采用有名值计算三相短路电流周期分量如下：
配电线路、电力用户组成的整体。
二、电力系统中性点运行
❖ 1. 中性点直接接地方式
❖ 中性点直接接地是指电力系统中至少有一 个中性点直接与接地设施相连接，如图1-2中 的N点接地，通常应用于500KV、330KV、 220KV、110KV电网。
❖
N
B
C IK
图 1-2 中 性 点 直 接 接 地 系 统 单 相 接 地 故 障
A
N
B
R
C
IK
图1-5 中性点经电阻接地系统单相接地故障
5. 低压配电网接地方式
❖ 低压配电网指220/380V网络,采用中性点直 接接地方式,并且引出中性线(代号N)、保护线 (代号PE)或保护中性线(代号PEN)。其中保 护线是保障人身安全，防止发生触电事故用 的中性线；保护中性线则兼有中性线和保护 线的功能，通常称为“零线”或“地线”。
❖ 一、短路的一般概念 ❖ “短路”是指电力系统中相与相之间或相
与地之间，通过电弧或其他较小阻抗的一种 非正常连接。 ❖ 电力系统短路的基本类型有：三相短路、 两相短路、单相接地短路、两相接地短路等。 各种故障示意图和代表符号如表1-1所示。其 中三相短路为对称短路，其余为不对称短路。
❖ 表1-1 各种短路故障示意图和代表符号
❖
ES
❖ 式中 --I--(k-3-) -- 三X相短3 路电流周期(1分-1量) 有效值；
❖
I
(3 )
k --------
等值电源线线电动势，实际计
算时可以采用平均额定电压；
❖ E s ------- 短路回路总电抗，通常计算时
不考虑回路的电阻。
X
例1-1某电力系统如图1-10所示，在母线B和母线C分 别发生三相短路，试求断路点的短路电流周期分 量。（等值电源电抗为=0.22Ω，线路单位电抗为 =0.38Ω/km, 变 压 器 T1 ， T2 的 额 定 容 量 为 1000KVA,短路电压为Uk%=4.5）
❖ 规程规定：35KV电网中接地电流大于10A、 6～10KV电网中接地电流大于30A、发电机 直配网络中接地电流大于5A时，中性点经消 弧线圈接地。
A
N
B
IL
C
IL
IC CC CB
图1-4 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障
4. 中性点经电阻接地方式
❖ 6～35KV的配电网中使用，结构复杂，架空 线路与电缆线路并存，且电缆线路较长，当 发生单相接地故障时，系统对地的电容电流 较大，可采用中性点经低值电阻（小电阻） 接地方式，如图1-5所示。
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第一章 电力系统基础知识
❖ 第一节 电力系统基本概念 ❖ 一、电力系统构成 ❖ 电力系统由发电厂、变电站（所）、送电线路、
2. 中性点不接地方式
❖ 中性点不接地方式系统指电力系统中性点 不接地。
❖ 中性点不接地方式具有跳闸次数少的优点， 因此普遍应用于接地电容电流不大的系统， 例如66KV、35KV电网。
A
N
B
U0
C
CC CB CA
图 1-3 中 性 点 不 接 地 系 统 单 相 接 地 故 障
3. 中性点经消弧线圈接地方式
❖
A
B T1 C
k1
k2
10.5kV
T2 0.4kV
图1-10 电力系统接线示意图
❖ 解:(1)母线B三相短路。
❖
XxL 0 .3 8 5 1 .9 Ω A B l A B
❖ 其中，整个系统的中性线N与保护线PE全 部分开，称为TN-S系统；整个系统的中性线 N与保护线PE合一为保护中性线PEN，称为 TN-C系统；系统的部分中性线N与保护线PE 合一，称为TN-C-S系统。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ TT系统如图1-7所示，所有设备外露可导电 部分均各自经保护线PE单独接地。
电 源 A B C N
用 电 设 备
用 电 设 备
图 1 - 7 T T 系 统
❖ IT系统如图1-8所示，所有设备的外露可导部 分也各自经保护线PE单独接地，与TT系统不同 的是电源中性点不接地或经电抗接地，且通常 不引出中性线。
电 源 A
B
C
用 电 设 备
用 电 设 备
图 1 - 8 I T 系 统
第二节 电力系统短路故障
❖ 按照保护接地形式，低压配电网分为TN系 统、TT系统和IT系统。
电源 A B C N
PE
用电 设备
用电 设备
(a)
A B C PEN
电源 A B C PEN
用电 设备
用电 设备
(b)
PE N
用 电 设 备
用 电 设 备
用 电 设 备
(c)
图 1-6 TN系 统
❖ TN系统如图1-6所示，所有的外露可导部分 均接公共保护线，或接公共保护中性线PEN。
学习本课程的方法及考试注意事项：
❖ 1. 上课听讲，用笔在书上勾画重要句段。 ❖ 2. 上课认真听复习题讲解，能用笔记下复习题。 ❖ 3. 下课能对照复习题有针对地看书、记重点（主要是习题中涉及的东
西 ）。 ❖ 4. 能较轻松地做完模拟练习题。 ❖ 5. 认真分配时间，做到强化学习而不影响身体。 ❖ 6. 从开始学习时就要有紧迫感，要树立辛苦几天，受益一辈子的观点。 ❖ 7. 学习就是工作，就是打仗！要树立我一定要学好，一定好考过的观念！