最新第四章-短路电流计算PPT课件

——短路后回路的阻抗角，
k
arctgX R
T fi
XL
——短路回路时间常数， Tfi R R
C ——积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周期
分量的初始值。
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
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 si n ) I z ( s mi n k ) li ( f0 i
• 增大短路回路的阻抗，如在电路中装设限流电抗器 等。
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。
无限大容量电源
• 特点 ➢内阻为零 ➢输出电压不随负载变化
• 工程中，当供电的电力系统容量远大于企 业负荷容量，系统阻抗小于短路回路总阻 抗的10%时，可以看作无限大容量供电系 统。
短路过程分析
• 基本过程 正常运行
-->正常电流（负荷电流） -->发生短路 -->电流突然增大(周期分量加非周期 分量) -->稳定新值(稳态短路电流)。
因此，短路的全电流为
t
ik Izmsin(tk)ifi0e Tfi
iz ifi
Tfi与衰减时间 的关系？
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。
产生最大短路电流的条件
满足以上条件的情况为：
（1）短路前电路处于空载状态，即
Im 0
if0 i Izm sin(k)l
三相短路的有关物理量
5.短路功率 短路功率又称为短路容量，它等于短路电流 有效值同短路处的正常工作电压（一般用平 均额定电压）的乘积。 在短路的实用计算中，常只用次暂态短路电 流来计算短路功率，称为次暂态功率，即
S 3UavIz
Iz、ish、Ish和I∞的意义
• 短路电流次暂态值Iz ，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。
忽略短路点的过渡电阻
按对称分析
无限大电源容量的暂态过程
• 电路对称，可以只取 一相讨论
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路前电路中的电流为：
iI si n t () m
式中：I m －短路前电流的幅值 ImU m/ (RR)2(XX)2
－短路前回路的阻抗角 ar (X cX t)/g R ( R )
第四章-短路电流计算
短路电流
短路电流的基本概念 短路电流暂态过程 理想供电系统三相短路电流计算 短路电流的电动力效应及热效应
第一节 概述
短路电流基本概念—短路危害
短路的危害 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，影响其正常工作 。
－电源电压的初始相角，亦称合闸角；
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路后电路中的电流应满足：
Rik
Ldik dt
u
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
短路的全电流可以用下式表示
t
ikIzm sin t ( k)lce Tfi
式中： I zm ——短路电流周期分量的幅值， IzmUm/ R2X2
kl
短路过程分析
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R 设 X/3
不忽略电阻 电 时 I流 三相 U短路 U 90.95U
3 R2X2 3X 10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3X
忽略电阻时 流 I三 相 U 短 1.0I5 路电 3X
（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 k 90 ；
（3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相
角 0。
ifi0 Izm
三相短路的有关物理量
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。
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。
Ish
Iz2
i2 fit 0.01
I z 1 2(ksh 1)2
计算公式如下计算公式如下
• 在高压系统（ksh=1.8）
ish = 2.55Iz = 2.55I’’ Ish = 1.51Iz = 1.51I’’
三相短路的有关物理量
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
Iz I
三相短路的有关物理量
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。
is hik (t 0 .0 s )1 Iz( m 1 e t/T f) i2 k sI h z
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； 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。
三相短路的有关物理量
4.短路冲击电流有效值
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。 使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。