电力系统的三相短路

关于电力系统的三相短路1第1页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五24-1无穷大电源的三相短路电流1）无穷大电源系统的概念2）无穷大电源三相短路电流计算3）无穷大电源三相短路电流计算步骤4）课后作业第2页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五3恒定电势源：

不论电力系统中发生什么扰动，电源的电压幅值和频率均保持恒定的电源。

容量无限大内阻抗为零

1）无穷大电源系统的概念第3页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五4~电源的容量为无限大，内阻抗为0S=∞1）无穷大电源系统的概念第4页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五52）无穷大电源三相短路电流计算

第5页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五61正常运行时，以a相为例：

2311-----电源电势的初始相位角，即

t=0时的相位角，又称合闸角。2-----3-----2）无穷大电源三相短路电流计算

第6页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五72当f点发生三相短路时与电源相连接的有源电路

无源电路

（1）在t=0时刻发生短路，列写出a相的微分方程式为

2）无穷大电源三相短路电流计算

第7页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五8短路电流的周期分量ip

短路电流的非周期分量iap

i方程的特解对应的齐次方程的通解2）无穷大电源三相短路电流计算

第8页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五9Ⅰ周期分量ip

的求解:ip

-----交流分量或周期分量。iap

-----直流分量或非周期分量。2）无穷大电源三相短路电流计算

第9页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五10短路电流有最大值的条件：（1）短路前电路为空载运行状态，即；（2）阻抗角（R＝0）（3）合闸角

（初始相位角）。2）无穷大电源三相短路电流计算

第10页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五11Ⅰ周期分量ip

的求解:2）无穷大电源三相短路电流计算

第11页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五12Ⅱ非周期分量iap

的求解按指数衰减的一个直流量。由于电感中的电流不能突变，短路前瞬间的电流和短路发生后瞬间的电流应相等。2）无穷大电源三相短路电流计算

第12页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五13Ⅱ非周期分量iap

的求解2）无穷大电源三相短路电流计算

第13页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五142）无穷大电源三相短路电流计算

第14页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五151短路冲击电流iM（1）定义:短路电流最大可能的瞬时值。

由波形图可见，短路电流的最大值约在短路后的T/2时刻出现。

（2）iim的计算2）无穷大电源三相短路电流计算

第15页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五16ω=2πf11-----短路电流的冲击系数第16页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五17③在其他地点短路时，

kim=1.8。

②在发电厂高压侧母线上发生短路

kim=1.85；①在发电机端部发生短路时，

kim=1.9；（3）电力系统实用计算中KM的取值2）无穷大电源三相短路电流计算

第17页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五18~f1

：Km=1.9f1f2

：Km=1.85f2f3f3

：Km=1.82）无穷大电源三相短路电流计算

第18页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五19KM=1.8时，iM=2.55Ip

KM=1.9时，iM=2.69IpKM=1.85时，iM=2.62Ip2）无穷大电源三相短路电流计算

第19页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五20冲击电流的作用：冲击电流主要用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定度。2）无穷大电源三相短路电流计算

第20页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五212短路全电流最大有效值

It

是指以任一时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。

（1）短路电流有效值It如何计算2）无穷大电源三相短路电流计算

第21页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五22iap在一个周期内可认为是恒定不变的，等于它在t=T/2时的瞬时值，即⑵短路电流最大有效值：2）无穷大电源三相短路电流计算

第22页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五23KM=1.8时，IM=1.52Ip

KM=1.9时，IM=1.62Ip⑵短路电流最大有效值：KM=1.85时，IM=1.56Ip

2）无穷大电源三相短路电流计算

第23页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五24主要用于校验某些电器的断流能力。⑶IM的作用2）无穷大电源三相短路电流计算

第24页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五25有些情况下需要用到短路功率(亦称短路容量)的概念。短路容量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，即3短路容量

2）无穷大电源三相短路电流计算

第25页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五26用标幺值表示：

短路容量主要用来校验开关的切断能力。3短路容量

2）无穷大电源三相短路电流计算

第26页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五273）无穷大电源三相短路电流计算步骤（1）选取基准容量SB，基准电压UB=Uav，计算各元件参数。（2）画出等值电路并标注各元件的参数。（3）化简网络，求出电源到短路点间的等值电抗。（4）计算短路电流周期分量。（5）根据公式计算短路冲击电流，最大有效值电流及短路容量。第27页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五28

例1

无限大输电系统如图所示，有两个电压等级(10、110kV)，在图上分别用I、II段表示。当线路末端发生三相短路时，试计算故障点的稳态短路电流有效值，短路冲击电流和最大有效值电流。1有名值求解

3）无穷大电源三相短路电流计算步骤第28页，共31页，2022年，5月20日，11点33分，星期五29

例2

如图所示无限大输电系统，有三个电压等级(10、110、6kV)。当线路末端发生三相短路时，试计算故障点的稳态短路电流有效值，短路冲击电流和最大有效值电流。2标么值求解

3）无穷大