短路电流课件

1、短路电流计算绝缘损坏、过电压、外力损伤、违反操作规程、动物造成等(二)、短路的后果产生很大的电动力、很高温度、元器件损坏；电压骤停、影响电气设备正常运行；停电、电力系统运行的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、电磁干扰等出现。(三)、短路的形式三相短路两相短路 单相短路两相接地短路(一)、短路的原因一、概述一、概述一、概述三相短路为对称性短路,其他形式短路为不对称性短路电力系统中发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小，但造成的危害最严重。因此作为选择和校验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。计算短路电流目的：1.选择和校验断路器等分断保护设备。2.选择和校验母排、电

2、缆等配电设备。一、概述从电源至短路点的阻抗：从短路点至负荷阻抗当系统发生三相短路时系统正常运行时：电路的负荷电流一、概述远端短路 预期短路电流对称交流分量的值在短路过程中基本保持不变的短路。近端短路 至少有一台同步电机供给短路点的预期对称短路电流初始值超过这台发电机额定电流两倍的短路；或同步和异步电动机反馈到短路点的电流超过不接电动机时该点的对称短路电流初始值I”K的5%的短路。一、概述一、概述次暂态过程 磁路的磁阻变得很大，由于路径的磁阻变大，定子绕组的电抗比稳态短路时的同步电抗小，致使短路电流很大。同步发电机此时状态称为次暂态状态，定子电抗称为直轴次暂态同步电抗xd”，短路电流称为次暂态短

3、路电流 次暂态短路电流分量与发电机阻尼绕组中所感应的电流有关，按指数规律衰减，其时间常数 一般为0.030.1秒。 暂态过程 当阻尼绕组中电流衰减完毕后，电枢反应磁通就能够穿过阻尼绕组(或相当于发电机无阻尼绕组状态)，仍需经过励磁绕组的漏磁路径。 此时发电机状态称为暂态状态，定子电抗称为暂态同步电抗xd ，短路电流称为暂态短路电流 暂态短路电流分量与发电机励磁绕组中所感应的电流有关，按指数规律衰减，其时间常数 一般为0.53秒。一、概述稳态过程 同步发电机稳态短路时，电枢反应为纯去磁作用，电枢反应磁通和漏磁通路径如图。 电枢反应磁通直接穿过阻尼绕组和励磁绕组，路径的磁阻很小，短路电流遇到的电抗

4、为数值很大的直轴同步电抗xd，稳态短路电流有效值。 次暂态与暂态短路电流衰减结束后，便进入稳定的短路状态。一、概述某一物理的标幺值,为该物理量的实际值A与所选定的基准值比值，即 按标幺制法进行短路计算时，一般先选定基准容量和基准电压基准容量，工程设计中通常取基准电压，通常取元件所在的短路计算电压，取选定了基准容量和基准电压以后，可按下式计算基准电流：按下式计算基准电抗： 二、短路计算（一）电力系统的阻抗：（二）电力变压器的阻抗1.变压器的电阻:2.变压器的电抗:三、远端短路计算过程（三）线缆阻抗：1.线路的电阻:2.线路的电抗：在计算短路电路的阻抗时，假如电路内含有电力变压器，则电路各元件的阻

5、抗都应统一换算到短路点的短路计算电压。三、远端短路计算过程（四）电机阻抗：如果电机数量不多，可以每台电机单独计算阻抗值。如果电机过多，可以将其拟合为一台电机。1.电机的电阻:2.电机的电抗：三、远端短路计算过程例：MCC在运行有54个电机，电机总额定功率1014 kW，将其等效为1014/54=18.8kW的电机。查18.8kW电机的参数：功率因数0.8四、近端短路计算过程远端短路无需考虑时间常数，其周期短路电流恒定。近端短路区别于远端短路，其短路电流会迅速衰减。计算柴油发电机支路短路电流，需要得到次暂态、暂态的阻抗值及次暂态、暂态、非周期的时间常数。四、近端短路计算过程计算电机支路短路电流，

6、需要得到暂态阻抗值及周期、非周期的时间常数。（一）电力变压器的阻抗1.变压器的电阻:2.变压器的电抗:四、近端短路计算过程（二）线缆阻抗：1.线路的电阻:2.线路的电抗：换算到短路点的短路计算电压电缆与变压器阻抗值不变化。四、近端短路计算过程（三）发电机常数厂家提供所有时刻的阻抗参数、时间常数。（四）电机阻抗：将多台电机拟合为一台电机，根据对应功率的电机能得到：四、近端短路计算过程电源拟合从电源到汇流点还可能有电缆、变压器等设备，需要将这些器件拟合为一个电源。发电机拟合电机拟合将阻抗参数换为四、近端短路计算过程当短路点在电源汇流点时，代数相加即得到总短路电流。但短路点与汇流点之间还有阻抗时，还

7、需要将所有电源在汇流点拟合为一台等效发电机。四、近端短路计算过程发电机部分短路电流电机部分短路电流等效发电机短路电流，是一个时间t的函数四、近端短路计算过程四、近端短路计算过程等效发电机次暂态电流、暂态电流如下当时间t= 时，短路电流如下得到电流值，根据曲线图，查找同理，计算非周期短路电流周期时间常数非周期时间常数当时间t= 时，短路电流如下得到电流值，根据曲线图，查找五、两相短路计算在短路时，两相短路与三相短路电流比值都是0.866，只是在短路稳定以后与所处位置相关。我们不会使用稳定短路工况，因此不需要对两相短路进行计算。次暂态短路电流稳态短路电流六、单相短路计算六、单相短路计算六、单相短路

8、计算600V系统没有N线，因此零序电流无法流通，视作零序阻抗=0。正序分量即三相短路时的值。发电机：负序阻抗厂家提供。变压器：正负序阻抗相同；D,yn11变压器零序阻抗与正序相同；Y,yn0变压器零序阻抗比正序大很多，数值由厂家提供。电动机：正负序阻抗基本一致，零序考虑为0。六、单相短路计算电缆：电阻值正序=负序=零序，因此相保电阻可看做相线与保护线电阻之和；电抗值受铺设方式等影响很大，但为简化计算，此处也默认为相线与保护线电抗之和。七、断路器选择极限分断能力Ics断路器相应电压的极限分断能力Ics需大于对应短路点周期短路电流。塑壳断路器的限流能力塑壳断路器具有限流能力，即断路器会限制通过它的冲击电流。七、断路器选择如400V母排预期短路电流有效值27kA，在C点母排上安装一个NSX400断路器。查曲线，NSX断路器后端冲击电流只有23kA，短路电流有效值则更低。八、动热稳定度校验发生短路后产生危害效应：电动效应 动稳定性：短路时铜排、线缆之间产生很大电动力，如果超过允许范围则会损伤器件。热效应热稳定性：短路持续一定时间，短路电流流经导体，如果超过导体允许范围会发热燃