短路电流分析与计算ppt课件
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–短路所引起的后果：
短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的 短路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时 间较长时，可能使设备过热而损坏；
很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很大 的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固， 则可能遭到损坏；
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6
短路时，系统电压大幅下降，对用户工作影响很 大。系统中最主要的负荷异步电动机可能停转， 造成产品报废及设备损害；
–运行人员带负荷拉倒闸 –线路检修后未拆除地线就加上电压等误操作 –鸟兽跨接在裸露的载流部分 –风、雪、雹等自然现象
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3
短路的种类
–三相短路 –两相短路 –两相接地短路 –单相接地短路
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4
各种短路的示意图和代表符号如下：
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5
短路的现象及后果
–伴随短路所发生的基本现象 ：电流剧烈增加， 系统中的电压将急剧下降。
它的解为
t
id Idzmsin(td)AeTa
idzidf
Idzm
Um
R2 (L)2
d
arctanL
R
精品课件
11
短路前 iImsi nt ()
t
短路后 idIdzsmi nt (d)AT ea
因为电感电流不能突变，必有 i(t0_ )i(t0 )
即 Im si n ) ( Ids zm i n d ) (A从而得到 t
Xj
XN
Sj S jN
常用的电抗标幺值计算公式见表4－3
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18
3. 具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立 用表4－3的公式计算出各元件的电抗标幺值后，无需再考 虑用变压器的变比进行归算，直接将其连成等值电路即可。
4. 短路回路总电抗标幺值的计算 (1) 绘制计算电路图 (2)短路计算点和系统运行方式确定 (3) 绘制等值电路图 (4)等值电路的归并与简化
Ich Id2z m 2 Idzem 2T Ta 2Idz12K ch12
当Kch＝1.8，Ich＝1.52Idz 短路全电流有效值常用来检验电气设备的断流能力或动稳定性。
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15
可见，对于无限大电源供电系统，若要求Kch和ich，只要求 出周期分量有效值Idz即可。
I dz
UB 3 Z d
式中 UB为电源额定电压； ZdΣ为由电源至短路点的总阻抗， 也称为短路回路总阻抗。
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第三节 短路回路总阻抗的求取
1．计算短路电流基本假设
（1）以网络平均电压取代元件的额定电压 假定处在同一电压级中的各元件的额定电压都相等，即在 数值上取其额定电压的平均值，并把它称为网络平均电压。
Upj1.1UB 2UB1.0U 5B
（2）高压电网计及电抗
因此
I dz
U pj 3X d
பைடு நூலகம்精品课件
17
2.各元件统一基准值电抗标幺值的计算
Xj
XN
ZjN Zj
XNU U2jN 2j //SSjjN
这是精确算法。
在短路计算中采用近似算法，即认为在同一标称电压 电网中的各元件，其额定电压都等于网络平均电压，基准 电压也取网络的平均电压。在此条件下，上式可简化为
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例题 图中在d点发生三相短路，请 计算短路回路的总电抗 标幺值。
解：选Sj＝100MVA，Uj＝Upj X1X20.121 5 10500.83 X3X417.50017.5001 X50.415 1 30 7 2 00.44
第四章 短路电流分析与计算
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1
第一节 概 述
短路的概念:所谓短路，是指电力系统除 正常情况以外的一切相与相之间或相与 地之间的“短接”。
短路的产生原因
–电气设备载流部分的绝缘损坏
各种形式的过电压（如雷击）
绝缘材料的自然老化、脏污、直接机械损伤等 没有及时发现和消除设备中的缺陷
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2
设计、安装和运行不良所致
当短路发生在高压电网时，Kch＝1.8，ich＝2.55Idz
短路冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定性。
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14
5．短路全电流最大有效值 它出现在过渡过程的第一个周期。其值为
1 T
2
Ich T 0 idzidf dt
为了简化计算，假设非周期分量的数值在第一个周期内是恒 定不变的，等于它在t＝T/2时的瞬时值。则
这是一个相对的概念。当电源容量足够大时，其等值内阻 抗就很小，短路回路中线路、变压器等的等值阻抗比电源内阻 抗大得多，电源母线电压变化甚微，这种电源就称为无限大容 量电源。
无限大电源用 Z （ 0X 或 0 ） U 、 常S 数 表 、
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8
三相短路暂态过程分析
三相电路对称，可只讨论一相（如A相）。
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13
将以上条件代入全电流公式，得
t
id
Id
zcmost)(Id
eTa
zm
可见，短路后经过半个周期即出现短路全电流的最大瞬时值。
4．短路冲击电流和冲击系数 短路冲击电流是指短路电流的最大可能瞬时值。
0.01
冲击电流 ichIdz mIdzemTa 2Kch Idz
式中 Kch为短路电流冲击系数； Idz为短路电流周期分量有效值。
i d I ds zm i t n ( d ) [ I m si n ) I ( ds zm i n d )e ( T ] a
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t
i d I ds zm i t n ( d ) [ I m si n ) I ( ds zm i n d )e ( T ] a
3.产生最大短路全电流条件 (1) Im＝0，即短路前电路为空载； (2)Φd＝π/2，即短路回路近似为纯感性电路； (3)α＝0，即发生短路瞬间，电压瞬时值恰好为0。
有可能使并列的发电厂失去同步，破坏系统稳定， 引起大片地区停电；
不对称短路引起的不平衡电流所产生的不平衡磁 通，会在邻近的平行线路内（如通信线路或铁道 信号系统）感应很大的电动势。这将造成通信的 干扰并危及设备和人身的安全。
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第二节 无限大容量电源供电系统 三相短路过渡过程分析
无限大容量电源
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9
（1）短路前的稳态
uUms in(t )
i Imsin(t)
Im
Um
RR' 22(LL')2
arcta(nLL')
RR'
式中Um为电源电压幅值，它恒定不变； Im为短路前电流幅值； φ短路前回路的阻抗角； α短路前瞬间电源电压的初相角。
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（2）短路后的过渡过程
RdiLd d tiUmsi nt()
短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的 短路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时 间较长时，可能使设备过热而损坏；
很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很大 的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固， 则可能遭到损坏；
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短路时，系统电压大幅下降，对用户工作影响很 大。系统中最主要的负荷异步电动机可能停转， 造成产品报废及设备损害；
–运行人员带负荷拉倒闸 –线路检修后未拆除地线就加上电压等误操作 –鸟兽跨接在裸露的载流部分 –风、雪、雹等自然现象
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短路的种类
–三相短路 –两相短路 –两相接地短路 –单相接地短路
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各种短路的示意图和代表符号如下：
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5
短路的现象及后果
–伴随短路所发生的基本现象 ：电流剧烈增加， 系统中的电压将急剧下降。
它的解为
t
id Idzmsin(td)AeTa
idzidf
Idzm
Um
R2 (L)2
d
arctanL
R
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短路前 iImsi nt ()
t
短路后 idIdzsmi nt (d)AT ea
因为电感电流不能突变，必有 i(t0_ )i(t0 )
即 Im si n ) ( Ids zm i n d ) (A从而得到 t
Xj
XN
Sj S jN
常用的电抗标幺值计算公式见表4－3
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3. 具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立 用表4－3的公式计算出各元件的电抗标幺值后，无需再考 虑用变压器的变比进行归算，直接将其连成等值电路即可。
4. 短路回路总电抗标幺值的计算 (1) 绘制计算电路图 (2)短路计算点和系统运行方式确定 (3) 绘制等值电路图 (4)等值电路的归并与简化
Ich Id2z m 2 Idzem 2T Ta 2Idz12K ch12
当Kch＝1.8，Ich＝1.52Idz 短路全电流有效值常用来检验电气设备的断流能力或动稳定性。
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可见，对于无限大电源供电系统，若要求Kch和ich，只要求 出周期分量有效值Idz即可。
I dz
UB 3 Z d
式中 UB为电源额定电压； ZdΣ为由电源至短路点的总阻抗， 也称为短路回路总阻抗。
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第三节 短路回路总阻抗的求取
1．计算短路电流基本假设
（1）以网络平均电压取代元件的额定电压 假定处在同一电压级中的各元件的额定电压都相等，即在 数值上取其额定电压的平均值，并把它称为网络平均电压。
Upj1.1UB 2UB1.0U 5B
（2）高压电网计及电抗
因此
I dz
U pj 3X d
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2.各元件统一基准值电抗标幺值的计算
Xj
XN
ZjN Zj
XNU U2jN 2j //SSjjN
这是精确算法。
在短路计算中采用近似算法，即认为在同一标称电压 电网中的各元件，其额定电压都等于网络平均电压，基准 电压也取网络的平均电压。在此条件下，上式可简化为
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19
例题 图中在d点发生三相短路，请 计算短路回路的总电抗 标幺值。
解：选Sj＝100MVA，Uj＝Upj X1X20.121 5 10500.83 X3X417.50017.5001 X50.415 1 30 7 2 00.44
第四章 短路电流分析与计算
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1
第一节 概 述
短路的概念:所谓短路，是指电力系统除 正常情况以外的一切相与相之间或相与 地之间的“短接”。
短路的产生原因
–电气设备载流部分的绝缘损坏
各种形式的过电压（如雷击）
绝缘材料的自然老化、脏污、直接机械损伤等 没有及时发现和消除设备中的缺陷
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设计、安装和运行不良所致
当短路发生在高压电网时，Kch＝1.8，ich＝2.55Idz
短路冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定性。
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5．短路全电流最大有效值 它出现在过渡过程的第一个周期。其值为
1 T
2
Ich T 0 idzidf dt
为了简化计算，假设非周期分量的数值在第一个周期内是恒 定不变的，等于它在t＝T/2时的瞬时值。则
这是一个相对的概念。当电源容量足够大时，其等值内阻 抗就很小，短路回路中线路、变压器等的等值阻抗比电源内阻 抗大得多，电源母线电压变化甚微，这种电源就称为无限大容 量电源。
无限大电源用 Z （ 0X 或 0 ） U 、 常S 数 表 、
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三相短路暂态过程分析
三相电路对称，可只讨论一相（如A相）。
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将以上条件代入全电流公式，得
t
id
Id
zcmost)(Id
eTa
zm
可见，短路后经过半个周期即出现短路全电流的最大瞬时值。
4．短路冲击电流和冲击系数 短路冲击电流是指短路电流的最大可能瞬时值。
0.01
冲击电流 ichIdz mIdzemTa 2Kch Idz
式中 Kch为短路电流冲击系数； Idz为短路电流周期分量有效值。
i d I ds zm i t n ( d ) [ I m si n ) I ( ds zm i n d )e ( T ] a
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i d I ds zm i t n ( d ) [ I m si n ) I ( ds zm i n d )e ( T ] a
3.产生最大短路全电流条件 (1) Im＝0，即短路前电路为空载； (2)Φd＝π/2，即短路回路近似为纯感性电路； (3)α＝0，即发生短路瞬间，电压瞬时值恰好为0。
有可能使并列的发电厂失去同步，破坏系统稳定， 引起大片地区停电；
不对称短路引起的不平衡电流所产生的不平衡磁 通，会在邻近的平行线路内（如通信线路或铁道 信号系统）感应很大的电动势。这将造成通信的 干扰并危及设备和人身的安全。
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第二节 无限大容量电源供电系统 三相短路过渡过程分析
无限大容量电源
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（1）短路前的稳态
uUms in(t )
i Imsin(t)
Im
Um
RR' 22(LL')2
arcta(nLL')
RR'
式中Um为电源电压幅值，它恒定不变； Im为短路前电流幅值； φ短路前回路的阻抗角； α短路前瞬间电源电压的初相角。
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（2）短路后的过渡过程
RdiLd d tiUmsi nt()