工廠供電 第五章 短路電流

短路故障的原因 運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或者相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。概念：原因：系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞，而引起這種破壞的原因有過電壓、雷擊、絕緣材料的老化以及運(yùn)行人員的誤操作和施工機(jī)械的破壞、鳥害、鼠害等 短路故障的種類短路名稱表示符號示 圖短路性質(zhì)特點(diǎn)單相短路(1)k不對稱短路短路電流僅在故障相中流過，故障相電壓下降，非故障相電壓會升高兩相短路)2(k不對稱短路短路回路中流過很大的短路電流，電壓和電流的對稱性被破壞兩相短路接地) 1 , 1 (k不對稱短路 短路回路中流過很大的短路電流，故障相電壓為零三相短路) 3(k對稱短路三相電路中都流過很大的短路電流，短路時(shí)電壓和電流保持對稱，短路點(diǎn)電壓為零 短路參數(shù)短路計(jì)算的目的：為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保證供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動作。無限大容量電力系統(tǒng)，指其容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本保持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5%10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。最嚴(yán)重情況時(shí)短路全電流的波形曲線圖短路計(jì)算的短路參數(shù)) 3(I 短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量的有效值，稱為次暫態(tài)短路電流有效值。) 3(shi短路后經(jīng)過半個(gè)周期（即0.01s）時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過程中的最大瞬時(shí)電流。這一最大的瞬時(shí)短路電流稱為短路沖擊電流。(3)shI三相短路沖擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。) 3(kI) 3(KS 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值次暫態(tài)三相短路容量短路計(jì)算的公式對于高壓電路的短路 ) 3() 3(sh55. 2Ii ) 3() 3(sh51. 1II 對于低壓電路的短路 ) 3() 3(sh84. 1Ii ) 3() 3(sh09. 1II 短路的形式(虛線表示短路電流路徑)第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析5.2.1 5.2.1 無限大容量電源系統(tǒng)的定義無限大容量電源系統(tǒng)的定義1.電源容量為無限大時(shí),外電路發(fā)生短路所引起的功率改變對于電源來說是微不足道的,電源的電壓和頻率恒定.2.無限大容量電源系統(tǒng)可看作是由無限個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成,因而內(nèi)阻為零,電源電壓保持恒定. 實(shí)際:系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10% 電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍5.2.2 5.2.2 無限大容量電源系統(tǒng)三相短路的物理過程無限大容量電源系統(tǒng)三相短路的物理過程第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析 a)三相電路圖 b)等效單相電路圖無限大容量電力系統(tǒng)中發(fā)生三相短路 第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析突然短路時(shí)電路的方程式:求解方程可得短路電流瞬時(shí)值為:)sin(tUmdtdiLRikketkkpmkIpmtIi)sin()sin(Im)sin(短路電流 由兩部分組成：1）短路電流的穩(wěn)態(tài)分量 周期分量2）短路電流的暫態(tài)分量 非周期分量或自由分量kinppkiii第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析產(chǎn)生非周期分量的原因：電路中有電感存在。當(dāng)非周期分量衰減完，短路電流的暫態(tài)過程結(jié)束而進(jìn)入短路的穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)態(tài)短路電流。)()sin(Im)0(ktnpIpmi無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電壓、電流變動曲線 電路中存在電感，發(fā)生短路后，電流不能突變，有一個(gè)過渡過程即短路暫態(tài)過程。第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析5.2.3 5.2.3 短路計(jì)算的有關(guān)參數(shù)短路計(jì)算的有關(guān)參數(shù)次暫態(tài)短路電流- ,是指短路瞬時(shí),短路電流周期分量為最大幅值時(shí)所對應(yīng)的有效值 I短路沖擊電流- 短路全電流的最大瞬時(shí)值shishshKiIe 01. 02Im)1 (shK為短路電流沖擊系數(shù):高壓供電系統(tǒng) Ishi 55. 2在1000KVA及以下電力變壓器二次側(cè)及低壓電路中8 . 1shK3 . 1shKIshi 84. 1第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析短路沖擊電流有效值- 指短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值.Ish高壓供電系統(tǒng)中, 時(shí),8 . 1shkIshI 51. 1低壓供電系統(tǒng)中,3 . 1shkIshI 09. 1短路穩(wěn)態(tài)電流-I指短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流的有效值II 短路穩(wěn)態(tài)電流KIII （無限大容量系統(tǒng)） 短路電流的表示： 三相短路 、兩相短路 、兩相接地短路 、單相短路)3(I)2(I) 1 . 1 (I)1(I第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析無限大容量電電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析