第四章短路电流计算课件

1、第四章短路电流的计算答案4-1供配电系统中常见的短路种类有那些？短路的主要危害是什么？答：供配电系统中常见的短路类型有：（1）中性点接地系统：三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路（2）中性点不接地系统：三相短路、两相短路危害：（1）短路电流远大于正常工作电流，其带来的力效应和热效应足以使设备受到破坏。（2）短路点附近的母线电压严重下降，使接于母线其他回路电压严重低于正常工作电压，影响设备的正常工作。（3）短路点处可能产生电弧。（4）不对称短路会在系统中产生复杂的电磁过程。（5）不对称短路会使磁场不平衡。4-2低压配电系统有哪两种分类方式？答：（1）带电导体系统型式（带电导体是指相线和中性

2、线）（2）系统接地型式（配电系统中的保护线PE与系统中某一部分相连接的方式）4-3无限大容量电源系统有什么特征？如何确定一个系统是否可以等效为无限大容量的电源系统？答：无限大容量电源系统的特征是电力系统某局部无论发生了什么扰动，电源的电压幅值和频率均保持恒定。对于一个系统来说，若能找到一点，当供配电系统发生短路时，该点的电压可以小到忽略不计时，则这一点就可以看成是一个无限大容量电源系统。4-4短路冲击电流瞬时值ih和第一周期短路冲击电流有效值Ih各有什么不同？各有什么用shsh途？答：ih是第一周期内全电流峰值，即瞬时最大短路电流值。它可用来校验母线及绝缘子的动sh稳定性。而Ih为三相短路时第

3、一周期内的全电流有效值。它用于校验开关设备的动稳定性。h4-5短路容量的物理意义是什么？工程上有什么用途？答：工程上，短路容量主要有以下两方面的应用：1）作为电业部门提供的重要的系统技术参数之一，供用户使用。2）作为设备选择和保护整定的依据之一。4-6短路电流计算的标幺值法和有名值法各有什么优缺点？各自分别适用于什么情况？答：有名值法是指我们在计算阻抗时，用阻抗的实际值进行的计算。而标幺值是指以某一量值大小为基准的一个相对值。在工程上常用来计算短路电流。它有以下优点：（1）易于从量值上比较各种元件的特性参数。（2）便于从量值的角度判断电气设备和系统参数的好坏。（3）在有多个电压等级的电网中，能

4、极大地方便短路电流的计算。4-7异步电动机对短路电流的大小有什么影响？答：如图4-19所示，当线路上a点发生短路时，大幅下降至接近于零。这时，接在母线正上的异步电动机定子和转子中的交流磁链都会发生突变，根据磁链守恒定律，异步电动机的定子和转子内部会产生自由电流分量来抵消这个突变；同时，由于机械惯性的作用，转子的转速不可能突变，所以转子和定子之间还维持相对运动，因而转子电流产生的磁场会在走子绕组中感应电势并形成电流，因此，这时异步电动机也会象一台发电机一样向短路点提供短路电流。由于异步电动机本身没有励磁电流，所以转子绕组和定子绕组中的电流很快会衰减到零。，shs，shs*a)b)图4-19异步电

5、动机对短路电流的影响a）结线图b）等效电路4-8不对称短路计算为什么不直接采用电路分析中的回路法、接点法等方法？答：当发生三相不对称短路时，会遇到以下问题：（1）变压器的参数阻抗未知。（2）由于是不对称短路，所以在计算电抗时要分别计算自感和互感，使计算过程复杂。所以当遇到不对称短路的情况，不能采用电路分析中的回路法、节点法等方法计算。4-9采用正序等效定则计算不对称短路时，需要知道哪些参数？答：需要知道电源相电压正序分量、与短路类型相关的附加阻抗、相关的短路计算系数等参数。4-10试解释变压器的短路穿越电流的含义。答：在供配电系统中，变压器二次侧短路时，短路电流实际是从电源通过变压器一次侧后才

6、流到短路点的，对于三相对称短路来说，一次侧短路电流与二次侧短路电流只是相差一个变比的倍数，但对于不对称短路来说，短路电流在一次侧的分布很可能与二次侧不相同，这与短路类型和变压器联结组别等有关。将变压器远离电源一侧短路时，靠近电源一侧流过的短路电流称为短路穿越电流。4-11用标幺值法计算如图所示系统中k、k1、k2点发生短路故障时，短路点处三相和两相稳态短路电流的大小；计算k1点三相短路时，流过变压器高压侧的稳态短路电流大小，并与k点短路情况进行比较；若考虑电动机的影响，试计算k点三相短路时短路冲击电流瞬时值的大小。12用标幺值解：(1)选取基值：S=100MVABU=35kV，B1U=10.5

7、kV。B22）作出短路阻抗图：系统电抗U2X二一/1*SK-maxG.iur+T/SK-max(1.1x35/400二0.302535kV架空线LGJ-95的阻抗(U2=0.36X10/(352、X二xL/B12*0L1S100B二0.2939(U2(352R二rL/B1二0.33x10/2*0L1S100B沁0.2694变压器T的的电抗X3*u%U2kX/100Sr-Tu%Sx100Sr-T7x100x1064二u2.22220100x3150x10310kV电缆线路YJVlOkV(3X95)的阻抗X4*二x0lU2SB0.096x2.7/10.52100u0.2351R4*(U2二0.22

8、9x2.7/10.52、B21S"J100丿二r0lBu0.5608X二X+X*E1*2*4)计算k点短路电流二0.3025+0.2939二0.5964R二R+R二0+0.2694二0.2694*工1*2*Z=*S、；R2+X2=、0.59642+0.26942沁0.6544v*S*SI=1/Z=1/0.65441.5281k*SS100I二I二1.5281x沁2.52kAkk*-V'3Uv'3x35B1两相稳态短路电流I=Ix2.52沁2.18kAk2k2(5)计算k1点短路电流X二X+X+X二0.3025+0.2939+2.2222二2.8186*£1*

9、2*3*R二R+R+R+R二0+0.2694+0二0.2694*工1*2*3*4*Z=Jr2+X2*0.26942+2.81862沁2.8314*工v*工*工I=1/Z=1/2.8314沁0.3532k1*ES100I（3）=I（3）=0.3532x沁1.94kAk1k1*<3Uv'3x10.5对应变压器高压侧的三相稳态短路电流")=%105K11KTB1=1.94x-3亍=0.582KA（而此处k点短路电流为2.52kA）两相稳态短路电流I（2）=31（3）=1!x1.94沁1.68kAk12k12若考虑电动机的影响，计算k点二相短路时短路冲击电流瞬时值:XX2.81

10、86由才=迄=沁10.46，查Page95图4-8得k=1.7RR0.2694sh工*EshK109253=y2xx1.5x=130.14A沁0.13kA1羽x10.54.9i=42kIG）=、辽x1.7x1.94沁4.66kAsh-k1Ei=、2-hm*KIttsh-Mxsh'MrMM*i=i+i=4.66+0.13=4.79kAsh-Ssh-K1sh-M6)计算k2点短路电流2*3*4*X二X+X+X+X二0.3025+0.2939+2.2222+0.2351二3.0537*E1*二R+R+R+R二0+0.2694+0+0.5608二0.83021*2*3*4*Z=-R2+X2二*

11、'0.83022+3.05372沁3.1645*工*工*工I二1/Z二1/3.1645沁0.3160k2*ES100I(3)二I(3)k2二0.3160xu1.74kAk2*V;3U<3x10.5B1两相稳态短路电流I(2)k2二I(3)2k2丄x1.741.51kA2用有名值解：1)K2点短路系统电抗：U2aN1x-SK2K.maxY(35x1.1(10.52x400沁0.33350架空线路L的阻抗：1X二XL二0.36x10x2OLK2T(10.52二0.32401R二rL二0.33x10x2OLK2T(10.52二0.2970变压器电抗：U%U27x10.52x106Kxr

12、2T二U2.450100S100x3150x103rT电缆线路L的阻抗：X二x-1二0.096x2.7二0.259204olR二r-1二0.229x2.7二0.618304ol所以：R二R+R二0.297+0.6183二0.91530工24X二X+X+X+X二0.3335+0.324+2.45+0.2592二3.36670工1234Z=.'R2+X2=、0.91532+3.36672二3.48890%U10.5故.I(3)=aN-K2=K2J3zEu1.74kAv'3x3.4889两相稳态短路电流I(2)=k2I=2x1.74沁1.51kA2(2)K点短路=R=0.29702=

13、X+X+X=0.3335+0.324+2.45=3.10750123'R2+X2=v'0.2972+3.10752沁3.12170；EET,)U10.5IG)=aN-K1=u1.94kAK1紐Z<3x3.1217E对应变压器高压侧的三相稳态短路电流IG)=W=1.94x105=0.582kAK1-1/K353,.'3两相稳态短路电流Ik2=于Ik3=亍1.94-1.68kA若考虑电动机的影响，计算k1点三相短路时短路冲击电流瞬时值：X3.1075由RE0.297u10.46，查Page95图4-8得k=1.7shish-k1=2kIG)=41x1.7x1.94沁4

14、.66kAshK1ish-M,.2EK=、2m*Kx“M*sh-MrM0.9253xx1.5x=130.14AU0.13kA1v'3x10.54.93)K点短路系统电抗：Xi=ish-Esh-K1=4.66+0.13=4.79kAsh-MU2aNSK.max"5x1.1)2u3.70560400 架空线路L的阻抗X=XL=0.36x10=3.602OLR二rL二0.33x10二3.302OL所以：X二X+X二3.7056+3.6二7.30560工12R二R二3.30工2Z=：R2+X2=P3.32+7.30562二8.01630U35IG）=aNK二u2.52kAk<3

15、Z<3x8.0163工而k1点短路对应此处（即变压器高压侧）的短路电流为0.582kA。两相稳态短路电流I=31=3x2.52u2.18kAk2k24-12试计算图4-27所示系统中k1、k2点发生三相短路时短路电流的大小。（10kV侧可看成无限大容量电源系统，忽略母线阻抗，部分参数可查阅正文和附录）解：（1）元件阻抗的计算变压器的阻抗由SC-800/10变压器（D,Yn11）查P293附录10得：AP二1550W,AP二7500W,U%二6,I%二1.20KK0所以R二ApK.U；2t二7500x0.42二0.0018750二1.875m01S28002r-TZ二UK%xUJU二二0.

16、42x106二0.0000120x1000二0.0120二12m01100S100800x103r-TXZ2+R2=0.01220.0018752u0.011850二11.85m01y11 隔离开关HD11(600A)的接触电阻：R2=0.15mQ(查表4-1) 断路器ME-630/3(In=400A)的接触电阻：R3=0.4mQ(查表4-1) 断路器ME-630/3(In=400A)的过电流线圈的电抗：X4=0.10mQ(查表4-2)断路器ME-630/3(In=400A)的过电流线圈的电阻：R4=0.15mQ(查表4-2) 电缆线路l=180m的阻抗YJV0.6/1KV(4X185+95)查Pgae306、307附录40得：r二0.095mQ/mX二0.076mQ/moLoL所以X二x/二0.076x180x10-3二0.013680二13.68m05olR二rl=0.095x