注电考试最新版教材-第65讲 第三十四章:短路电流计算与分析
短路电流计算
I k'' 2 0.866 I k'' 3
②两相稳态短路电流值 Ik 3(kA)
I k 2 0.866 I k 3
(4) 单相接地电容电流计算: 电网中的单相接地电容电流由电力线路和变电所中的电气设备两部分的电容 电流组成 。 电缆线路的单相接地电容电流(A): 电缆线路的单相接地电容电流
②三相稳态短路电流:
I k 1 I k'' 1 3.08kA
③三相短路电流峰值及全电流最大有效值: ③三相短路电流峰值及全电流最大有效值
i p 3 2.55I k'' 1 2.55 3.08 7.85kA I p 3 1.51I k'' 1 1.51 3.08 4.65kA k
高低压系统短路电流计算示例 已知电力系统电源的短路容量为500MVA,架空线路长度为5kM,忽略其电阻,其 Pk 7.5kW ukr % 4.5 , 单位电抗值为 x0 0 .35 / km ,变压器额定容量为800kVA, ,低压线路长度为40m 低 线路长度为 ,其单位电阻值为 其单位电 值为ro 0.240m / m ,单位电抗值为 单位电抗值为 xo 0.076m / m 。试求变电所10kV母线上k-1点短路和低压380V线路上K-2点短路 的三相短路电流和短路容量。 架空线路长度为5kM K-1 S11-800 380V 低压线路长度为40kM K-2
G
10kV 计算过程: 1.求K-1点的三相短路电流和短路容量( Un1 10kV ) (1)确定基准值。取基准容量:Sd 100MVA ,基准电压: Ud 1.05Un1 10.5kV。 (2)计算短路电路中各元件的电抗和总电抗。 ①电力系统的电抗:
电力设备的短路电流计算与分析
电力设备的短路电流计算与分析电力设备的短路电流计算与分析是电力系统中一个重要的工程问题,对保障电力设备的安全运行和系统的稳定性具有重要意义。
本文将就短路电流的定义、计算方法以及短路电流对电力设备的影响等方面展开论述,以期对读者有所启发。
一、短路电流的定义短路电流是指在电力系统中,当系统中某一点出现故障时,由于电流的自动产生,电流从高压侧短路至低压侧的现象。
短路电流的大小与电力系统的电压、电容、电阻等因素有关,它是计算电力设备的过载能力和抗短路能力的重要参考依据。
二、短路电流的计算方法1. 对称短路电流计算:对称短路电流是指三相电流都相等的短路电流。
根据对称短路电流的计算方法,可以通过使用电路图、节点分析法、KVL和KCL等方法进行计算。
2. 不对称短路电流计算:不对称短路电流是指三相电流不相等的短路电流。
对于不对称短路电流的计算,需要考虑电力系统的各种参数,例如电抗器、变压器、电容器等。
常用的计算方法有改进的对称分量法、有限元法、直流等效法等。
三、短路电流对电力设备的影响1. 短路电流对发电机的影响:短路电流会导致发电机产生巨大的电机力矩,对机组设备和轴承产生较大的力矩影响,从而影响机组的可靠性和运行稳定性。
2. 短路电流对变压器的影响:短路电流会导致变压器的电磁力瞬时增大,使变压器的线圈、磁心受力加剧,从而影响变压器的可靠性和安全运行。
3. 短路电流对开关设备的影响:短路电流通过开关设备时,会产生较大的电流和电弧,对开关设备的触头、隔离机构和弹簧等引起较大的机械应力,增加开关设备损坏的风险。
4. 短路电流对电缆的影响:短路电流通过电缆时,由于电流的瞬时增大,会导致电缆的电介质击穿,引发短路故障。
四、短路电流分析在电力设备设计中的应用1. 电力设备选型:通过对短路电流的计算和分析,可以了解电力设备的额定电流和额定短时电流冲击能力,从而选择合适的电力设备以满足系统的要求。
2. 电网规划与改造:短路电流分析可以为电网的规划和改造提供依据,以满足电力系统对电力设备的容错能力和抗干扰能力需求。
短路电流的计算及步骤
短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤:1、首先绘出计算电路图2、接着,按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法:1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。
电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。
可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量(U=10.5KV)(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗:由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗:由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图,如图1-2(a)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 短路等效电路图(欧姆法)(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量(U=0.4KV)1)电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗:由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图,如图5-2(b)所示,图上标出各元件的序号(分子)和电抗值(分母),并计算其总电抗为:= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(2)计算三相短路电流和短路容量1)三相短路电流周期分量有效值===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表,如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。
短路电流计算教学课件
计算步骤
逐步演示短路电流的计算 过程,包括各个参数的计 算和最终的短路电流计算 。
计算结果分析
结果展示
展示计算得到的短路电流值,并对比 其他相关标准或规范的要求。
结果解读
分析计算结果的含义和解释,说明短 路电流的大小对电力系统的影响和可 能产生的后果。
实例总结与启示
实例总结
回顾整个实例的计算过程和分析结果,强调短路电流计算的 重要性和应用。
03
短路电流的的影响因素及 降低措施
影响短路电流的因素
系统阻抗
包括电源内阻、线路阻抗、变 压器阻抗等,系统阻抗越大, 短路电流越小。
接地方式
不同的接地方式会影响故障点 的阻抗,从而影响短路电流的 大小。
系统电压
系统电压的高低直接影响短路 电流的大小,电压越高,短路 电流越大。
运行方式
不同的系统运行方式,如并列 运行、分列运行等,会对短路 电流产生影响。
短路电流的防护措施
学习如何选择合适的电气设备、导线截面以及保护装置,以预防和 控制短路电流的危害。
学习方法建议
1 2 3
理论学习与实践操作相结合
在学习短路电流计算的理论知识的同时,结合实 际案例进行操作练习,加深对知识点的理解和掌 握。
多渠道获取学习资源
除了教材和教学课件,学生还可以通过网络、图 书馆等途径获取相关的学习资料和辅导书籍,拓 宽学习视野。
短路电流计算的基本原理
欧姆定律应用
在已知电路阻抗和电压条件下 ,通过欧姆定律可计算短路电
流。
等效电路法
将复杂的电路简化为等效电路 ,便于计算分析。
对称分量法
对于不对称故障,通过对称分 量法将电流分解为正序、负序 和零序分量,分别计算后再合 成。
注电考试最新版教材-第64讲 第三十三章及第三十四章
33.2.2 利用电容器进行电压调整33.2.2.1 选择静电电容器作为并联补偿设备改变电力网无功分布的具体做法:在输电线路末端靠近负荷处装设并联电容器或调相机。
例:令:补偿前后G U 不变。
分析:未装无功补偿设备时:''A GAGA A G U QX PR U U ++= , 'A U -折算至高压侧的低压电压 装无功补偿设备后:'')(Ac GA C GA AC G U X Q Q PR U U -++= 则:''A GA GA A U QX PR U ++'')(Ac GA C GA AC U X Q Q PR U -++= 故:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-='''''()(A GA GA AC GA GA A AC GA AC c U QX PR U QX PR U U X U Q 近似的:)('''A AC GA AC C U U X U Q -=补偿后低压侧实际电压为AC U ,则:2')(K K U U X U Q A AC GA AC C ⋅-=由上式可见,若要确定C Q ,则应先确定变压器变比K ,而K 的确定与补偿设备的类型有关 用静电电容器,最小负荷时电容器全部退出,最大负荷时全部投入。
用调相机时,最小负荷时吸收CN Q 21或(50%∽60%)CN Q ,最大负荷时发出CN Q 。
则:1) 用静电电容器:最小负荷确定K : AN AC AC t U U U U min .'min .min .=AN t U U K min.=最大负荷确定C Q :2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC C -=2) 用调相机:)('max .'max .'max .A AC GA AC CnU U X U Q -= 5.0(-~)U U (X U Q )6.0'min .A 'min .AC GA 'min .AC CN -=则:5.0(-~)U K U (U )U K U (U )U U (U )U U (U )6.0'max .A max .AC max .AC 'min .A min .AC min .AC 'max .A 'max .AC 'max .AC 'min .A 'min .AC 'min .AC -⋅-⋅=--= 用上式求出K ,然后选择合适的分接头,用下式求CN Q2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC CN ⋅-=实际计算步骤:① 计算出'max .A U ,'min .A U② 选择无功补偿装置类型③ 确定K (先确定变压器高压侧分接头)④ 计算C Q⑤ 验算电压偏移33.2.2 在线路中串联电容器进行调压第34 章 短路电流计算与分析34.1 电力系统短路分析的基本知识34.1.1 短路类型短路:是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况 三相短路:对称短路,危害最严重的短路。
短路电流计算
短路电流计算第一节概述一、电力系统或电气设备的短路故障原因(1)自然方面的原因。
如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等,造成单相接地短路和相间短路。
(2)人为原因。
如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误,导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。
(3)设备本身原因。
如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。
二、短路种类1.单相接地短路电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。
对大电流接地系统,继电保护应尽快切断单相接地短路。
对中性点经小电阻或中阻接地系统,继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。
对中性点不接地系统,当单相接地电流超过允许值时,继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。
对中性点经消弧线圈接地或不接地系统,单相接地电流不超过允许值时,允许短时间单相接地运行,但要求尽快消除单相接地短路点。
2.两相接地短路两相接地短路一般不超过全部短路的10%。
大电流接地系统中,两相接地短路大部分发生于同一地点,少数在不同地点发生两相接地短路。
中性点非直接接地的系统中,常见是发生一点接地,而后其他两相对地电压升高,在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地,此两点多数不在同一点,但也有时在同一点,继电保护应尽快切断两相接地短路。
3.两相及三相短路两相及三相短路不超过全部短路的10%。
这种短路更为严重,继电保护应迅速切断两相及三相短路。
4.断相或断相接地线路断相一般伴随相接地。
而发电厂的断相,大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行,或电机绕组一相开焊的断相,或三相熔断器熔断一相的两相运行,两相运行一般不允许长期存在,应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。
5.绕组匝间短路这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中,虽然占全部短路的概率很少,但对某一电机来说却不一定。
例如,变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大,这种短路能严重损坏设备,要求继电保护迅速切除这种短路。
短路电流的公式推导及计算
二、短路的后果
短路时系统电流急剧增加,比正常电流大很多 ,电压大幅度下降,三相短路时短路点电压甚至 降到零。 1. 短路电流的热效应 2. 短路电流的力效应 3. 影响电气设备的正常运行 4. 破坏系统的稳定性 5. 造成电磁干扰
三、短路的种类
短路的类型 a)三相短路 b)两相短路 c)单相接地短路
d)两相接地短路
对称性短路:三相短路K(3):最严重短路故障
单相短路K(1):最常见短路故障 不对称性短路: 两相短路K(2)
两相接地短路K(1,1)
短路计算目的: ➢为采取限制短路电流的措施提供依据; ➢为正确选择和校验各种电气设备、载流导体和继电 保护装置提供依据,以防止故障的扩大,保证电力系 统的安全运行。
3.最严重三相短路 当非周期分量电流的初始值最大时,短路全电流
的瞬时值为最大,短路情况最严重。
➢非周期分量初值并不是固定的, 与短路时刻的初相位、短路前工 作电流等因素有关系。 ➢非周期分量的幅值 ,等于 相量 和 在纵轴上投影之差 。
通过分析可知,最严重三相短路条件为:
➢短路前空载(Im=0)或
则X1折算到第三段的标么值为:
➢结论:无论在哪一电压级发生短路,各段元件的标么值只 需用元件所在电压等级的平均额定电压作为基准电压来计 算,而无需再进行电压折算。
任何一个用标么值表示的量,经变压器变换后,数值不 变。 ➢不同电压等级的电力系统标幺值统一基准选择原则: ✓整个系统选择统一的容量基准
✓不同的电压等级选择不同的电压基准
当电阻R=0时
意味着短路电流非周期分量不衰减
当电抗X=0时
意味着不产生非周期分量 因此: 1<Ksh <2
✓在发电机端部短路时,取Ksh=1.9 ✓在高压电网中短路时,取Ksh=1.8 ✓在低压电网中短路时,取Ksh=1.3
短路电流的计算课件
计算短路电流的直流分量
总结词
短路电流的直流分量是指短路发生后,持续存在的直流电流分量。它对断路器的分断能 力和设备保护有影响。
详细描述
计算短路电流的直流分量需要考虑电源容量和短路点的位置等因素。通常使用电路分析 的方法来计算直流分量的大小,并考虑其对系统的影响。
PART 04
短路电流计算的实际应用
特点
短路电流通常很大,可以达到正常工 作电流的几十倍甚至几百倍,会对电 路和设备造成严重损坏。
短路电流的产生
01
02
03
设备故障
设备故障是短路电流产生 的主要原因之一,如电线 老化、绝缘层破损、设备 内部故障等。
误操作
操作人员误操作也可能导 致短路电流的产生,如错 误地连接线路、错误地操 作开关等。
系统稳定性受影响
短路电流的产生可能会对电力系统的 稳定性造成影响,如导致电压波动、 电流波动等,严重时可能导致整个系 统崩溃。
PART 02
短路电流计算的基本原理
REPORTING
欧姆定律的应用
欧姆定律是计算短路电流的基本原理之一,它指出在电路中 ,电流、电压和电阻之间的关系。在短路情况下,欧姆定律 可以帮助我们计算出短路电流的大小。
短路电流的计算课件
REPORTING
• 短路电流概述 • 短路电流计算的基本原理 • 短路电流计算的步骤和方法 • 短路电流计算的实际应用 • 短路电流计算的注意事项 • 短路电流计算案例分析
目录
PART 01
短路电流概述
REPORTING
定义与特点
定义
短路电流是指电力系统在正常运行时 ,由于某种原因导致电路中出现不正 常的通路,使得电流不经过负载而直 接流过这个通路的现象。
短路电流计算方法
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
二。
计算条件1。
假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变。
即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大。
只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。
2。
在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3。
短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。
因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。
能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
三。
简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表。
省去了计算的麻烦。
用起来比较方便。
但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式"的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1。
主要参数Sd三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA)简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA)简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键。
2。
标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz)。
将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算)。
短路电流的计算供电技术课件
t T fi
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短路过程的电压、电流相量图及电流波形图 如图3-3所示。
图3-3 短路时电压、电流相量图及电流波形图
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在电源电压及短路地点不变的情况下,讨论短路全电 流达到最大值的条件:
ik(3A)
Izm
sint
kl
[Im
sin(
)
I zm sin(
kl
)]e
取 Uav 1.05UN ;
Rkl 、X kl —— 归算至短路点所在段的电源至短路点间的
总电阻和总电抗。
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短路参数计算中的平均电压Uav
标准电压等级的平均电压 (kV) 标准电压 0.127 0.22 0.38 3 6 10 35 110 平均电压 0.133 0.23 0.4 3.15 6.3 10.5 37 115
就是短路电流周期分量,称之为稳态短路电流(6) ,
以Iz表示其有效值。
I 。I k如t果电源电压维
持恒定,则短路后任何时刻的短路电流周期分量始终不
变。所以有
Izt0 Izt I Iz
习惯上把这一短路电流周期分量有效值写作 I K ,即:
Iz
Ik
I
(3) k
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(7)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
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图3-1 短路类型及其表示符号
第4页/共166页
二、短路的类型
A
I (3) k.A
电源 0
B
I (3) k.B
C
I (3) k.C
k(3)
负荷
a) 三相短路
I (3) k.A
注册电气工程师复习资料-短路电流计算
4.5 短路电流计算考试大纲5.1了解实用短路电流计算的近似条件5.2了解简单系统三相短路电流的使用计算方法5.3了解短路容量的概念5.4了解冲击电流、最大有效值电流的定义和关系5.5了解同步发电机、变压器、单回、双回输电线路的正、负、零序等值电路5.6掌握简单电网的正、负、零序序网的制定方法5.7了解不对称短路的故障边界条件和相应的复合序网5.8了解不对称短路的电流、电压计算5.9了解正、负、零序电流、电压经过Yn,d11 变压器后的相位变化(3)各元件的电阻略去不计。
如果 R > 3 X,即4.5.1实用短路电流计算的近似条件1.短路计算的基本假设条件(1)磁路的饱和、磁滞忽略不计。
系统中各元件 的参数便都是恒定的,可以运用叠加原理。
(2)系统中三相除不对称故障处以外都可当作是 对称的。
因而在应用对称分量法时,对于每一序的 网络可用单相等值电路进行分析。
1当短路是发生在电缆线路或截面较小的架空线上时, 特别在钢导线上时,电阻便不能忽略。
此外,在计 算暂态电流的衰减时间常数时,微小的电阻也必须 计及。
(4)短路为金属性短路。
S4.5.1实用短路电流计算的近似条件2.无限大功率电源所谓无限大功率电源,是指当电力系统的电源距短路 点的电气距离较远时,由短路而引起的电源输出功率 (电流及电压)的变化 (S = P + j Q ),远小于电源 所具有的功率 S ,即存在如下的关系 S >> S ,则称该 电源为无限大功率电源,记作 S = 。
无限大功率电源的特点是: (1)由于 P >> P ,所以可以认为在短路过程中无限 大功率电源的频率是恒定的。
(2)由于 Q >> Q ,所以可以认为在短路过程中无限 大功率电源的端电压也是恒定的。
(3)电压恒定的电源,内阻抗必然等于零。
因此可 以认为无限大功率电源的内电抗 X = 0 。
4.5.2 简单系统三相短路的实用计算方法标么值计算法计算短路电流的步骤如下:1.选择基准电压和基准容量基准电压U B可以选择短路点所在的电网额定电压。
短路电流计算讲义(精品)
定性分析:
三相短路,阻抗突变,发生暂态过渡过程,k点右侧,没
有电源,电流衰减到零,k点左侧有电源,L↓,I↑,但因为是
感性负荷,I不突变,出现了周期分量。
定量分析:
三相对称,取A相分析。 A相短路电流应满足微分方程:
Lkl
dik dt
Rklikl
Um sin(ωt α)
u Um sin(ωt α)
造成的影响,需要计算三相短路电流。
7
3.2 短路电流暂态过程分析
当短路突然发生时,系统原来的稳定工作状态 遭到破坏,需要经过一个暂态过程才能进入短路稳 定状态。
供电系统中的电流在短路发生时也要增大,经过 暂态过程达到新的稳定值。
什么是短路电流的暂态过程? 短路发生后,电流在短时间内突然增大,经过
一段时间,短路电流有所减少,系统又重新稳定 在一个稳定的状态。
实际上,真正的无限大容量电源系统是不存在的。 然而对于容量相对于用户供电系统容量大得多的电力 系统,当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时,电力 系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。 如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的 5%~10%,或当电力系统容量超过用户供电系统容量50倍 时,可将电力系统视为无限大容量系统。
1
3、短路产生的原因
①电气设备载流部分的绝缘材料老化、损坏。 ②雷击或过电压击穿、风灾引起断线等。 ③工作人员误操作,如带负荷拉刀闸、检修线
路或设备未拆除地线就合闸供电。 ④其他外来物体搭在裸线上。 ⑤挖沟损伤电缆。
2
3.1.2 短路的种类
短路的基本类型
得短路全电流有效值近似式子:
Ikt
I2 pt
I2 spt
30
短路电流最大有效值发生在短路后第一个周期内,称为短路 全电流的最大有效值,简称冲击电流的有效值。
电力系统短路电流计算与分析方法
电力系统短路电流计算与分析方法导言:电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,其稳定运行对于保障供电质量和社会安全至关重要。
然而,在电力系统中,短路故障是一种常见的异常情况,会导致电流突增,设备受损甚至系统瘫痪。
因此,短路电流的准确计算和分析是电力系统工程师必不可少的技能。
一、短路电流的定义和影响因素短路电流是指在电力系统中,当系统发生短路故障时,电流突然增大的现象。
而短路故障则是指两个或多个电源回路之间形成低阻抗路径,导致电流极度增加。
短路电流的大小直接影响系统设备和元件的额定电流,也会对电流保护装置的动作特性造成影响。
因此,准确计算和分析电力系统中的短路电流是确保系统运行安全稳定的关键。
短路电流的大小受到多个因素的影响,主要包括:1. 系统电压和频率:系统电压和频率越高,短路电流越大;2. 电力系统的容量和负载:系统容量越大,负载越重,短路电流越大;3. 电源能力:电源的短路能力越强,短路电流越大;4. 电源间接地电阻:电源的间接地电阻越小,短路电流越大;5. 短路位置:短路点的位置越接近电源,短路电流越大。
二、短路电流计算方法精确计算电力系统中的短路电流可以帮助工程师正确设计和选择设备,提高电力系统的安全性和可靠性。
目前,常用的短路电流计算方法主要包括:1. 对称分析法:对称分析法是一种快速计算简单短路的方法,适用于对称系统。
通过对称分析,可以计算出各个节点的短路电流,并确定最大短路电流所在位置。
2. 非对称分析法:非对称分析法适用于非对称系统,可以计算出各个节点的正序、负序和零序短路电流。
这种方法对于含有非对称负荷或非对称故障的系统有很大的优势。
3. 有限元分析法:有限元分析法是一种较为精确的短路电流计算方法,可以考虑系统的结构和材料的非线性特性。
但由于计算复杂度较高,适用性相对较低。
以上三种方法在实际应用中可以互相结合,根据系统的特点和需求选择合适的计算方法。
同时,还可以利用电力系统仿真软件进行辅助计算和分析,提高计算的精度和效率。
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34.3 简单不对称短路的计算与分析
简单不对称短路包括:
利用对称分量法可以求解简单不对称短路,但需要根据不对称短路的边界条件再列出三个方程。
网络的故障处,对称分量分解后,可用序电压方程表示为:
正序网: 负序网: 零序网:
)1(f I )2(f I )
0(f I )1(f U )2(f U )0(f U
)1(f I )2(f I )0(f I
0f U )1(f I )1(f U )0(f U
)1()1(0)1(∑-=z I U U f f f )2()2()2(∑-=z I U f f )0()0()0(∑-=z I U f f
故障处的序电流、序电压满足序电压方程。
一.单相接地短路f (1)
1. 故障处短路电流和电压的计算
即边界条件为:0=fa U ,0==fc
fb I I f (1) n (1) f (2) n (2) f (0)
n (0)
z Σ(1) n (1) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0)
n (0) f (0)
0)0()2()1(=++==f f f f fa U U U U U
0)0()2(2)1()0()2()1(2=++=++f f f f f f I I a I a I I a I a
)0()2()1(f f f I I I ==
边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网: )1(f I 0f U )
1(f U )
2(f I )2(f U
)0(f I )0(f U
由复合序网可得: )0()2()1(0)0()2()1(∑∑∑++=
==z z z U I I I f f f f )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f ;)2()2()2(∑-=z I U f f ;)0()0()0(∑-=z I U f f
根据对称分量的合成方法:
)0()2()1(0
)1()0()2()1(33∑∑∑++==++=z z z U I I I I I f f f f f fa
)0()2()1(2f f f fb U U a U a U ++=
)0()2(2)1(f f f fc U U a U a U ++=
计算方法小结:不对称短路计算步骤是 ① 作各序网络,②求各序网的z Σ,③按短路类型边界条件连接复合序网,④根据欧姆定律求解,⑤将序分量合成为相分量。
2.分析
取r = 0, x Σ(1)= x Σ(1)
z Σ(1)
n (1
) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0)
f (0)
非故障相电压
)()()()0()0()2()2()1()1(02∑∑∑-+-+-=jx I jx I a jx I U a U f f f f
fb )0()1()1()1(20
2)(∑∑-+-=jx I jx I a a U a f f f )0()1()1()1(20)(∑∑-+-=jx I jx I a a U f f fb )()
2()1()0()0()1(0
0∑∑∑∑-+-=x x j x x j U U fa fb )1()0()1()
0(0
021∑∑∑∑+--=x x x x U U fa fb )0(∑x :零序网络的入端阻抗,取决于故障点f 的位置和零序网络的结构
当0)0(=∑x , 0
021fa fb fb U U U += 当)1()0(∑∑=x x , 0
fb fb U U = 当∞=∑)0(x , 00fa fb fb U U U -=
非故障相电压因)0(∑x ,可有不同的值,对于中性点不接地系统(∞=∑)0(x ),非故障相电压升高为线电压。
二.两相短路f (2)
相分量边界条件:
0=fa I ; fa I fb I fc
I fc fb U U = fa U fb U fc
U fc
fb I I -= ⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-∙⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0)()(31011111312222)0()2()1(fb fb fb fb f f f I a a I a a I I a a
a a I I I。