短路电流的计算方法PPT课件

.1，第5章短路电流计算，5.1概述，5.2短路过渡过程和短路电流计算，5.3短路回路的标准模量和等效阻抗，5.4高压电网短路电流计算，5.5低压电网短路电流计算，5.6短路容量及其讨论。2，5.1概述，短路定义了电源系统的某一相或某一相与地之间的直接“短路”。因为1。电气设备和部件的绝缘损坏。自然原因3。人为事故造成的误操作。3。短路的危害1。短路电流的热效应导致设备快速发热，可能导致设备过热损坏；2.短路电流产生电能，可能导致设备永久变形或严重损坏；3.发生短路时，系统电压大幅下降，严重影响用户的正常工作；4.短路可能使电力系统运行不稳定；5.不对称短路产生的不平衡磁场会对附近的通信系统和弱电设备造成电磁干扰，影响其正常运行。4，短路类型，1。三相短路(a)2。两相短路(b)3。单相接地(c，d)4。两相接地(e，f)，1。三相短路(a)，2。两相短路(B)，5，3。单相接地(c，d)，4。两相接地(东、西)，6。短路电流计算的目的1。各种电气设备的选择和验证；2.合理配置继电保护和自动装置；3.作为选择和评估主要电气接线方案的基础。简化假设1。负载用恒定电抗表示或省略。2.高压电网中的所有元件都用纯电抗表示。3.除了不对称故障的局部不对称外，系统是三相对称的。7，5.2短路过渡过程和短路电流计算，1。无限大容量系统，用途：简化短路计算，无限大容量系统：指电源内部阻抗为零，且电源容量相对于用户负载容量大得多的电力系统。无论用户的负载如何变化，甚至发生短路，电源内部都不会出现电压降，电源总线上的输出电压保持不变。在工程计算中，当供电系统的阻抗不超过短路总阻抗的5% 10%或供电系统的容量超过用户容量的50倍时，可视为无限大容量供电系统。8，2，3相无限容量系统短路过渡过程，1，正常运行，短路前电路中的电流为：其中：短路前电流的幅值短路前电路的阻抗角电源电压的初始相角，也称为合闸角；短路电流应满足以下要求：短路的全电流可用以下公式表示：短路电流周期分量的幅值、短路电路的阻抗角、短路电路的时间常数和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。在短路情况下，使用以下表达式：嘿。10.由于电路中有电感，电感中的电流不能突然改变，短路前的电流i0(用下标0表示)应该等于短路后的电流i0(用下标0表示), t=0可以分别代入短路前和短路后的电流表达式。因此，短路的全电流为。3.发生三相短路时，无限大容量系统的电压和电流曲线如下：嘿。12，1。短路电流冲击值，短路电流冲击值，即在最大短路电流条件下发生短路后约半个周期内短路电流的最大可能瞬时值。其中Ksh称为冲击系数，取决于r，l，1Ksh2。Ksh=1.8。通常用于高压供电系统；在低压供电系统中，如果下一个车间变电站的出口短路，通常采用Ksh=1.3。三相短路全电流的特征值，(使用其物理含义是由无限大容量电源提供给短路点的视在功率。14，5.3标准值和短路回路的等效阻抗，标准系统：是一种相对单位系统，其中所有物理量都用相对值表示。注意：单位值是一个没有单位的相对值，通常用*来表示差异。在供配电系统的短路计算中，电压、电流、视在功率和阻抗通常包含在四个基本参数中。在每个量的参考值之间必须遵守欧姆定律和电路的功率方程。换句话说，在三相电路中，电压、电流、功率和阻抗的参考值Uj、Ij、Sj和Zj应满足以下关系：2。参考值的选择，一般应选择电容和电压的参考值Sj和Uj；参考容量：工程设计中常用，参考电流：参考电压：一般情况下，元件所在电压电平的平均额定电压应作为参考电压，即参考阻抗：嘿。16、3标准体系的优势；1.简化计算过程中的数字位数；2.可以停止参数转换；阻抗缩放值与参考功率和元件所在网络的平均额定电压有关。3。一些参数具有相同的标准值。17、4、标准值转换，当采用标准值计算时，要进行参考电容和参考电压的转换。以变压器为例，说明了额定值的换算关系。变压器铭牌参数给出的标称值参数为Z*TN和R*TN。额定值参数基于变压器的额定容量SN和额定电压UN。当采用标准值计算时，参考电容为Sj，参考电压为Uj，转换关系为：当额定电压和额定平均电压之差被忽略时，可以简化为：18，5。短路电路中元件阻抗的标准值计算。1.三个假设在计算元件阻抗时，为了简单起见，通常会做一些不影响精度的假设：忽略磁路饱和和恒定磁滞阻抗；认为所有短路都是金属短路，不计算过渡电阻的影响。忽略高压供电系统中电阻的影响。19，2，供电系统各部件的电抗标准值，1)发电机(电动机)的电抗标准值，2)电力线的电抗标准值，其中L为线路长度，R0，x0为线路单位长度的电阻和电抗，参考手册。20，3)电力变压器的电抗归一化值，因为，因此。21，4)电力系统高压馈线出口(电源)的电抗归一化值，Sk为电力系统变电站高压馈线出口的短路容量。5)电抗器的电抗标准值，其中UH %是电抗器绕组的电抗百分比。在获得短路中主要元件的电抗标准化值之后，可以使用等效电路图来简化电路以获得总电抗标准化值。22，5.4高压电网中短路电流的计算。无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标称值计算如下：从中可以得到三相短路周期分量的有效值：其它短路电流：(高压系统)，(低压系统)，单相和三相短路电流的计算。23，三相短路容量：计算单相和三相短路电流，如果短路点附近有大容量交流电机，则：电机反馈电流，24，示例1:工厂中的10/0.4千伏车间变电站配备有S9-800变压器(uk%=5)，由距离工厂10kV高压配电站0.5公里的10kV电缆(x0=0.08/km)供电。据了解，高压配电站10kV母线k-1的三相短路容量为52MVA。尝试计算本车间变电所380伏母线k-2发生三相短路时的短路电流。解决方案：1 .确定参考值，2。计算短路中各主要元件的电抗标准值，(x0=0.35/km)，( uk%=5)。27，2。计算短路中主要部件的电抗标准值，1)电力系统的电抗标准值，2)电力线的电抗标准值，3)电力变压器的电抗标准值。28，3。计算k-1点短路的总阻抗标准值以及三相短路电流和短路容量，1)总电抗标准值，2)三相短路电流周期分量的有效值，3)其他三相短路电流的有效值，4)三相短路容量。29，4。当两台变压器并联运行时，求三相短路电流短路容量k-2点短路总电抗的标称值，1)总电抗的标称值，2)三相短路电流周期分量的有效值，3)其它三相短路电流，4)三相短路容量。30，并且当两个变压器分别运行时，1)总电抗的标称值，2)三相短路电流的周期分量的有效值，3)其他三相短路电流，4)三相短路容量的估计。31、两相和两相短路电流。因此，当无限大容量系统短路时，两相短路电流小于三相短路电流。低压电网短路电流的计算和低压电网短路计算的特点如下：1 .配电变压器的一次侧可视为无限大容量电源的电源；2.电阻值相对较大，不能忽略。3.低压系统元件的电阻大多以毫欧为单位测量，因此使用著名的数值法很方便。4、单相短路电流计算应考虑N线和PE线阻抗的影响。对于单相和三相短路电流的计算，从电源到短路点的总阻抗包括变压器高压侧系统、变压器、低压母线和配电线路等元件的阻抗。开关电器和电线的接触电阻可以忽略不计。33，1。高压侧系统阻抗，2。要考虑的变压器阻抗、电阻和电抗(单位均为单位)。低压侧考虑的高压系统阻抗可按下式计算：低压侧考虑的变压器阻抗可按下式计算：低压配电网母线短路阻抗，4。低压配电网线路短路阻抗的计算原理与母线相似。在工程应用中，潜在长度值通常在计算手册中参考。根据对称分量法，单相短路电流为，工程计算公式为，变压器单相短路时，高压系统的相零电阻、变压器的相零电阻、线路的相零电阻、正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗以及低压侧单相短路电流的大小与相零阻抗密切相关。单相短路电流的计算，1。高压侧的相阻抗，变压器通常不在一次侧接地，所以零序阻抗为零。通常是可取的。37、2、单相短路电流的计算，2、变压器相阻抗、零序阻抗一般由试验确定，通常由产品说明书提供。如果手册中没有提供，零序阻抗被认为等于正序阻抗。(D，yn11连接组)。38，2，单相短路电流的计算，3，低压配电网线路的相阻抗，N线或PE线的正负序电流为零，流经线路的零序电流为三个零序电流分量之和，所以线路的零序阻抗为：相阻抗为：39，某用户10/0.38kV变电站变压器为SCB10-1000/10型