《ch短路电流计算》PPT课件

同理在低压供电系统中X<<R，若X<R/3，可忽略X，用R代替Z，在这样的简化 条件下求出的短路电流值，误差不超过5%，在工程计算及选择设备中是完全 允许的。
因此对高压供电系统，上式可写成
I (3) k
U av 3X
2、求短路电流的基本方法
• 标么值法
将实际值与所选定的基准值的比值来运算。其特点是在多电 压等级系统中计算比较方便。
✓ 前者用以计算可能出现的最大短路电流，作为选择电气设备 的依据；后者用以计算可能出现的最小短路电流，作为校验 继电保护装置动作性能的依据。
✓ 最大运行方式实际是将供电系统中的双回路电力线路和并联 的变压器均按并列运行处理，从而得到由短路点至系统电源 的总阻抗最小，短路电流最大。
✓ 同理，最小运行方式按实际可能的单列系统供电，阻抗最大， 短路电流最小。
二、短路过程分析
1、基本假设
忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的元件参数 恒定
忽略元件的电阻R，只考虑元件的电抗X 当R=X/3时，忽略电阻，误差仅增大5%。
假设R X / 3
不忽略电阻时三相短路电流I
U
U 9 0.95 U
3 R2 X 2 3X 10
3X
忽略电阻时三相短路电流I U 1.05I 3X
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能 突变，则短路前瞬间的电流应该等于短路发 生后瞬间）的电流，
C I m sin( ) Izm sin( kl ) i fi0
因此，短路的全电流为
3、短路电流波形
黄色曲线为短 路电流波形，
单调下降曲线 为非周期分量。
4、产生最大短路电流的条件
因为
• 有名值法
短路计算中的各物理量均采用有名值(因各阻抗的单位都用 欧姆，又有人称之为欧姆法)。
• 对称分量法 • 兆伏安法 • 图表法 • 计算曲线法
标么值法
标么值法是工程上计算短路电流的一种常用方法，各元件阻抗值的标么值是 用标么值法计算短路电流的基础。
标么值 是以某一量值大小为基准的一个相对值， 即：
低压供电系统中如容量为以下车间变电所的出口处发生短
路，常取ksh =1.3； ish 1.84IZ
(4)短路冲击电流有效值（全电流有效值）
短路冲击电流有效值指的是短路后的第一个周期内短路全电流的有效值。
为了简化计算，可假定非周期分量在短路后第一个周期内恒定不变，取该中心时 刻t=0.01s的电流值计算。
第3章 短路电流计算
内容提要： ➢无限大容量电源系统供电时短路过程的分析 ➢无限大容量电源条件下短路电流的计算方法 ➢低压配电网中短路电流的计算 ➢感应电动机对短路电流的影响 ➢供电系统中电气设备的选择与校验
第3章
第一节 概述
短路电流的计算
第二节 无限大容量电源系统供电时短路过程的分析
第三节 无限大容量电源条件下短路电流的计算方法
B
k
C
k(1,1)
电源 负荷 0
e) 两相接地短路
A
B
C
I (1) k
N
负荷
k(1)
d) 单相短路
A
B
I (1,1) k
C
k(1,1)
负荷
f) 两相接地短路
3、短路类型
4、短路危害
短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备过热损坏 ； 短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形或严重损坏 ； 短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作 ； 短路可能使电力系统的运行失去稳定 ； 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，
满足以上条件的情况为： （1）短路前电路处于空载状态，即
i fi0 I zm sin( kl )
（2）短路回路为纯感性回路，即回路的感抗比电阻大得多，
可以近似认为阻抗角
；
（3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相角
。
i fi0 I zm
t
ik Izm cost i fi0e Tfi
5、三相短路的有关物理量
第四节 低压配电网中短路电流的计算
第六节 感应电动机对短路电流的影响
第七节 供电系统中电气设备的选择与校验
第一节 概述
1、短路的定义
短路的定义
所谓短路是指电力系统中带电部分与大地(包括 设备的外壳、变压器的铁芯、低压线路的中线等) 之间，以及不同相之间的短接。(相与相或相与 地短接)
这种短接可能是通过小阻抗的回路，或者是电弧的形式形成。 在中性点非有效接地系统中，短路故障主要是各种相间短路，而单相接地不会
影响其正常工作 。
5、短路的预防和限制措施
认真执行运行规程，不断学习以提高电业人员的素质。严 格遵守操作计数规程和安全规程，避免误操作；在短路发 生时，采取有效的措施将短路的影响限制在最小的范围内。
作好设备的维护、巡视、检查，作好事故的预想和预防。 采用快速动作的继电保护和断路器，迅速隔离故障。使系
U / 3 式中：
(3)
av
I Uav－短路点所在线k路的平均电压，V2
2
R X R，X－短路回路的总电阻和总电抗， 。
均已折算到短路点所在处的电压等级。 也即如果短路回路中有变压器，就必须 进行折算。
在工程设计中，高压供电系统的R<<X
为简化计算，若R<X/3，可忽略R，用X代替Z
Iz I
(3) 短路电流冲击值
短路电流冲击值（shock value），即在发生最 大短路电流的条件下，短路发生后约半个周 期出现短路电流最大可能的瞬时值。
ish ik(t0.01s) Izm (1 e0.01/Tfi ) 2kshIz
式中ksh称为冲击系数，1≤ ksh ≤2。
在高压供电系统中通常取ksh =1.8； ish 2.55IZ
标么制属于相对单位制的一种，在用标么制计算时，各电 气元 件的参数都用标么值表示，标么值又称相对值。
标么值法
采用标么制的原因 由于工程上常会遇到各种电气参量，这些参量在量值上可能差异很大， 因此对其进行对比分析就比较困难，计算上也甚为不便。 标么制就是工程方法中对“量”进行处理的一个典型体系。
在电源电压及短路地点不变的情况下，最大短路电流
和Im、α、φkl有关。
产生最大短路电流的条件
dik diz difi 0 d Im d Im d Im
Im ＝0
dik diz difi 0
dkl dkl dkl
kl＝900
dik diz difi 0 00 d d d
4、产生最大短路电流的条件
标幺值
实际值（又称有名值， 任意单位） 基值（又称基准值，与 实际值同单位）
标么值法
标么制及其基值
标么制 标么制是用标么值表示系统或元件参数，并用 标么值进行分析计算的一套工程方法体系。
标么制的由来：如果把电气量的额定值选为基准值，而该 量又处于额定状态下，其标么值为1，标么值的名称即由 此而来。
I (3) k.C
k(3)
负荷
a) 三相短路
I (3) k.A
I (3) k.C
I (3) k.B
电源 0
A
I (2) k.A
k(2)
B
I (2) k.B
C
b) 两相短路
负荷
I (2) k.B
I (2) k.A
电源 0
电源 0
A
B
C
I (1) k
电源 负荷 0
k(1)
c) 单相(接地)短路
A
I (1,1)
(1) 短路电流次暂态值
短路电流次暂态值是指短路以后幅值最大的一个周期（即 第一个周期）的短路电流周期分量的有效值。在无限大容 量系统中，短路电流周期分量幅值保持不变。
(2) 短路电流稳态值 短路电流稳态值（steady－state value）是指短路进入稳态后 短路电流的有效值。
无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路电流周期分量的 幅值恒定不变，则
✓ 主要在继电保护中用到。
1、求短路电流的基本原理
通过对短路电流暂态过程的分析可知，在无限大容量电 源供电系统中发生三相短路时，短路电流的周期分量是 不变的，因此它的有效值也是不变的。
如下图: (三相对称化归一相计算)
在K点发生三相短路时，如短路回路的阻抗R，X以表示，则三相短路电流的 有效值为
➢ 短路电流次暂态值I’’ ，它是指短路瞬时，短路电流周期分量 电流为最大幅值时所对应的有效值。此值通常用来作继电保 护的整定近似和校验断路器的额定断流量。
➢ 短路电流冲击值ish，它是指在发生最大短路条件下，短路后 0.01s时，短路电流所出现的最大瞬时值。此值通常用来校 验电气设备的动稳定性。
➢ 短路电流冲击有效值Ish，是指发生短路后的第一个周期内， 全短路电流的有效值。此值通常用来校验电气设备的动稳定 性。
统电压在较短的时间内恢复到正常值。 增大短路回路的阻抗，如在电路中装设限流电抗器等。
6、短路电流研究目的
选择：导体和设备 校验：短路时能承受瞬时冲击及热效应 整定和保护：出现短路时能迅速和准确地切
除故障 确定限流措施：是否串联电抗器 确定合理的主接线方式：分列运行和并列运
行
第二节 无限大容量电源系统供电时 短路过程的分析
➢ 短路电流稳态值I∞，它是指短路进入稳定状态后，短路电流 的稳态有效值。对于无限大容量电源系统的三相短路， I∞=I’’= Iz=Ik。此值通常用来校验电器和线路中载流部分的热 稳定性。
短路的类型
注意对称/不对称；中性点运行方式
无限大容量电源系统
暂态过程分析
周期分量与非周期分量的叠加
周期分量由电源维持恒定，非周期分量衰减
忽略短路点的过渡电阻
பைடு நூலகம்