供配电技术(第3版)[唐志平]第3章.ppt

第三章短路电流计算，内容：短路计算基础，无限大容量系统三相短路分析，无限大容量系统三相短路电流计算，短路电流的效果。困难：熟悉无限大容量系统的三相短路分析和短路电流的效果，使用标准或制造方法计算无限大容量系统的三相短路电流。第三章短路电流计算，3.1短路概述3.2无限大容量系统三相短路分析3.3无限大容量系统三相短路电流计算3.4短路电流效果摘要测试问题和练习，第三章短路电流及其效果计算，短路概念：不通过相位或相位和地面之间的负荷直接连接的错误。一、段落类型、第一段落电路类型和发生的原因和危险、3.1段落电路的原因、结果和形式、图3-1段落(虚线表示段落电流路径)K(3)- 3相段落K(2)- 2相段落K(1)-2相段落绝缘自然老化、操作过电压、雷电过电压、机械损伤等。(2)相关人员的故障。记得卸下带电、开关、维护后的接地闭路。(3)鸟兽跨越不同阶段的裸导体。3.1短路类型及发生原因和危险，3，短路危险短路系统电流增加：比一般电流增加10倍或数万倍；电压越低，离短路点越近，短路点电压在三相短路的情况下也可能下降到0。(1)部件加热、导体温升、绝缘损坏；(2)电路电流引起更大的电力动力，电气设备被机械破坏；(3)短路时电压低，影响电气设备的正常运行。(4)破坏系统的稳定性：并行运行的同步发电机可能无法同步，也可能导致整个系统的热和崩溃。3.1短路类型及发生原因和危险，(5)单相接地故障导致不平衡磁场，对附近通信线路和剩余电气设备造成严重电磁干扰，影响正常运行；短路故障导致停电，给国民经济造成了损失，给人民生活带来了不便。这表明，短路的结果非常严重，必须在供配电系统的设计和运行中采取有效措施，排除因素，确保安全可靠的运行。此外，为了减轻结果并防止误差扩大，必须正确选择和验证电气设备，计算设置保护短路的继电保护装置，选择限制短路电流的电气装置(反应器)等计算短路电流。三相短路是最严重的短路故障，三相短路的分析计算是其他短路分析的基础。本章重点讨论了三相短路故障分析方法。3.2无限容量供电系统三相短路分析，I .无限容量系统(无限容量系统)的三个特点：端电压保持不变；没有内部阻抗；无限容量对应于理想的电压源。在供电系统中：供配电系统的容量比电源系统小，供电系统的电源方面可以认为容量是无限的。如果电源系统阻抗小于短路总阻抗的5%-10%，或者短路点距离电源较远，则发生短路时电源系统总线电压降低很少。电源系统可以认为是无限大容量电源系统，无论电源对短路法的影响如何，均可简化分析。3.2无限大容量供电系统三相短路分析，三相短路是对称的，单相等效电路分析，三相短路系统图和电路图，单相等效电路图。其中是短路的电阻和电抗、负载的电阻和电抗。，2 .武汉大容量供电系统的三相短路暂态现象，3.2武汉大容量供电系统的三相短路分析，1 .正常运行时电源侧a相电压设置：电流：其中有效值关系为功率因数角度，阻抗角度；相应阶段的初始相角，闭角；3.2无限大容量电源系统三相短路分析，2 .三相短路分析k是三相短路点，此时电路分为两部分。右：手动短路 0输入响应，纯衰减过程，最终数字衰减0；电感的磁场都可以用电阻消耗，这并不深入讨论。左图：连接电源的短路分析整体响应；短路的阻抗变小，电流增加，但由于电感存在，电流不变，产生了非周期元件电流，非周期元件电流继续衰减，电流最终到达稳态电路电流。(电路的换向规则。)，3.2无限大容量供电系统三相短路分析，图3-3无限大容量系统三相短路的电压、电流波动曲线，3.2无限大容量供电系统三相短路分析，三相短路的物理体积1。短路周期组件的有效值：其中：线路第一端的平均额定线路电压；短路的总阻抗；3.2无限大容量电源系统三相短路分析，2 .二次瞬态短路电流部分瞬态短路电流：短路电流周期组件短路后第一周期有效值；在无限系统中：3.2无限大容量电源系统的三相短路分析，3 .短路全电流的有效值短路电流包含非周期元件，短路全电流不再是正弦波，因此：假设短路电流的非周期分量在选定时间段内是恒定的，则该值等于该周期中心的瞬时值。生命周期组件的有效值为：3.2无限容量电源系统三相短路分析，4 .短路冲击电流和冲击电流的有效值短路冲击电流是短路整体电流的最大瞬时值，图分析表明，短路整体电流的最大瞬时值在短路一半周期后立即可用，可由短路整体电流表达式使用。格式：短路电流冲击系数；对3.2纯电阻电路进行了无限大容量供电系统三相短路分析；纯电感电路；短路冲击电流的有效值是短路后第一周期的短路电流总电流有效值。获取短路电流冲击系数：3.2无限大容量电源系统三相短路分析，高压系统，通常获取的，自下而上低压系统，短路冲击电流的有效值为：3.2无限大容量电源系统三相短路分析，5。稳态短路电流有效值短路稳态电流：短路非周期组件衰退后短路电流，显示如下：在无限供电系统中，短路稳态电流是短路电流的周期组件，用于表示稳态短路电流的有效值，即短路电流。例如，3.2无限容量电源系统的三相短路分析，6 .三相短路容量三相短路容量：三相短路容量用于选择和验证断路器的断路容量(断路能力)。摘要在无限大容量系统中发生三相短路的情况下，通过求出短路电流的周期分量的有效值，可以计算与短路相关的所有物理量。3.3无限大容量电源系统的三相短路电流计算，供配电系统通常有多个电压水平，可以使用现有著名值计算短路电流，并可以计算所有组件的阻抗到相同的电压水平。在电力系统分析中，经常使用标准或值计算方法进行计算。3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，1，标准容量和基准电压通常通过三相短路的标准或除法计算，其实际值与选定标准容量和基准电压的基准值之比。基准容量，在工程设计中通常采用基准电压。也就是说，如果选择了基准容量和基准电压，基准电流的计算方法如下：基准电抗按基准电压计算。、3.3在无限大容量电力系统中计算短路电流。电源系统中每个主要组件的电抗或值的计算(获取)1。电源系统电抗或值2。电源变压器电抗或值，3。在电源电路的电抗或值短路计算中，计算每个主要元件的电抗或值后，可以使用等效电路图简单地计算整个电抗或值。每个组件使用相对值，因此不需要电压转换。3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，无限大容量系统的三相短路电流周期组件有效值的标准或值如下计算。这里可获得的三相短路电流周期组件的有效值三相短路容量为、3.3无限大容量电力系统的短路电流计算(示例1工厂供电系统如图3-4所示)。已知的电力系统出口断路器是SN10-10型。在工厂变电站中，找到高压10kV总线的k-1点短路和低压380V总线的k-2点短路的三相短路电流和短路容量。解决方案：(1)基准值确定，3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，图3-4示例3-1短路，3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，1)。电力系统电抗或值2。电源变压器电抗或值3)。架空线路的电抗或值，3.3无限大容量电力系统的短路电流计算，(2)短路电路各主要组件的电抗或短路等效电路图计算图3-6，图3-6示例3-1短路等效电路图(标记或制造方法)，3.3无限大容量电力系统中短路电流的计算， (3) k-1点短路的总电抗标准值和三相短路电流和短路容量1)总电抗标准或值2)三相短路电流周期组件的有效值3)其他三相短路电流4)三相短路容量，3.3无限大容量电力系统中短路电流的计算； (4)总电抗标准或值和三相短路电流和值和短路容量1)总电抗标准或值2)三相短路电流周期组件有效值3)其他三相短路电流4)三相短路容量，示例2:在图中所示的电源系统中，总降压变电站10KV总线的K1点和工厂变电站380V总线的K2 、解决方案：绘制(1)短路电流以计算等效电路图。(2)基准容量Sd=100MVA，三个基准电压分别为Uc1=37kV，Uc2=10.5kV，Uc3=0.4kV。查找每个元件的电抗标准或值。系统s:线路WL1:、变压器1T和2T线路2变压器3(3) K1点三相短路电流和短路容量计算短路的总阻抗标准值，、两相和单相短路电流用于验证继电保护的灵敏度。下面介绍了无限大容量系统两相和单相短路电流的实际计算方法。首先，二相短路电流的计算如图所示，在无限大容量系统中发生二相短路的情况下，在四节二相和单相短路电流的计算，在无限大容量系统中发生二相短路的情况下，短路电流如下图所示。四节两相和单相短路电流的计算，其中：短路的单相总阻抗；此关系也适用于冲击电流：2，单相短路电流计算大型接地电流系统或低压三相四线制系统中出现单相短路时，单相短路电流为：其中单相短路相位线与地球或中心线之间的阻抗。，第4节二相和单相短路电流计算，通过导体或电气设备的短路电流产生大功率和高温度，称为短路电效应和热效应。主要用于测试设备的动态和热稳定性。第五节短路电流的效应，第一，短路电流的电动力效应电动力：导体通过电流时相互电磁作用所产生的力。正常运行期间电流不大，电力功率小。短路时，特别是短路冲击电流瞬间流动，产生最大的电力动力。通过“电气技术原理”过程可以看出，第5段中短路电流的效果是：(a)当空气中的两个平行导体分别传递电流时，两个导体之间的电磁相互作用力成为电动势(n单位)，在表达式中，a成为两个导体的轴线之间的距离。l是导线的相邻支持点之间的距离，即文件距离(范围)。对于真空和空气传导性，常识适用于实心或实心圆形截面导体，适用于与导体的净空距离大于导线截面周长的矩形截面导体。第5节短路电流的效果，在三相电路中发生两相短路时，两相短路冲击电流通过导体时产生的最大功率，在三相电路中发生三相短路时，三相短路冲击电流在中间相位中产生的功率最大，因此其值。因此，在交战国和载流量部分中，短路的动态稳定性通常需要使用三相短路冲击电流和短路后第一个周期的三相短路电流有效值。第5节短路电流效果，第5节短路电流效果，第二节短路电流的热效应1。导体热特性(1)正常，导体产生的热与介质损失的热相同，导体温度恒定；(2)短路时短路热是导体短路时导体的温度变化曲线如图所示的绝热过程。如果需要短路，电气设备和导体的加热温度不超过短路的最大允许温度。即满足短路热稳定性要求。2 .由于短路引起的热短路整个电流的振幅和有效值也随时间而变化，因此热平衡方程的计算非常复杂。一般来说，等效的稳态短路电流计算实际短路电流产生的热量，这是虚拟时间，因为稳态短路电流与短路整体电流不同。第5节短路电流的效果，意义：在此时间内由稳态短路电流产生的热量与实际短路期间产生的热量相同：短路热虚拟时间：其中：短路期间，继电保护动作时间，断路器开启时间；对于速度较慢的断路器，中速断路器是无限大容量系统中短路五段短路电流的效果，3 .原因如下：导体短路热稳定性验证用于计算短路时载流量导体的发热，电气设备和载流量导体通过短路电流时的最高温度超过材料的规定最高温度。(1)导体热稳定性验证(2)电气设备热稳定性验证，第5段短路电流效果，短路热稳定性验证条件k1，常规电气设备热稳定性验证条件，2，导体热稳定性验证：其中C是热稳定性系数。摘要，本章简要介绍了供配电系统短路的类型、原因和危害。分析了无限大容量系统三相短路的瞬态过程。侧重于标准或系统、短路元件的标准或值阻抗以及三相短路电流的计算。简述了电动机对冲击短路电流的影响、两相短路和单相短路电流的计算。讨论了短路电流的电动力效应和热效应。要求：(1)熟悉短路类型、原因、无限大容量系统的特点、无限大容量系统的三相短路特性、最严重的三相短路电流的条件、两相短路电流与三相短路电流的关系。(2)掌握短路元件的标准或值阻抗和三相短路电流、冲击短路电流和短路容量计算。第一章，第二章，第三章，第四章，第五