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第4章 短路计算及电器的选择校验 供配电技术 教学课件

式中, 为绝缘子的最大允许载荷,可由有关手 册或产品样本查得;
(3)母线的动稳定度效验条件
式中
为母线的最大允许应力:
硬铜母线(TMY) 型,
硬铝母线(LMY型)
,
为母线最大计算应力,计算如下
(三)对短路计算点附近交流电动机反馈冲击电流 的考虑
当短路计算点附近所接交流电动机的额定电流 之和超过供配点系统短路电流的1%时,按GB500541995《低压配电设计规范》规定,应计入电动机反 馈电流的影响。由于短路时电动机端电压聚降致使 电动机因定子电动势反高于外施电压而向短路点反 馈电流,从而是短路计算点的短路冲击电流增大。
因此
三相短路电流主要用于选择电气设备。 两相短路电流主要用于相间短路保护的灵敏度效 验。 单相短路电流主要用于单相短路保护的整定及单 相短路热稳定度的效验。
第四节 短路电流的效应与效验
一、短路电流的电动效应与动稳定度效验 (一)短路电流的电动效验
处于空气中的两平行直导体间所产生的电磁 互作用力即电动力F(N)为:
如果不计电阻,则三相短路周期分量有效值为:
三相短路容量:
如只有开断电流数据,则其断流容量可按下式计算:
1、电力系统的阻抗
2、电力变压器的阻抗 (1)电力变压器的电阻可由变压器的短路损耗
近似地计算。
(2)电力变压器的电抗可由变压器的阻抗电压 (即短路电压)近似地计算。
3、电力线路的阻抗 (1)电力线路的电阻
1、为了正确的选择电气设备,使设备具有足 够的动稳定性和热稳定性,以保证在通过可能最 大的短路电流时也不致损坏,必须进行短路电流 计算。
2、为了选择切除短路故障的开关电器、整定 作为短路保护的继电保护装置和选择限制短路电 流的元件(如电抗器)等,也必须计算短路电 流。
短路电流计算步骤: 首先绘出计算电路图,确定短路计算点,如图1所示。
四、两相短路电流计算
在无限大容量系统中发生两相短路时,其两相短 路电流周期分量有效值(简称“两相短路电流”)为:
四、两相短路电流计算 在无限大容量系统中发生两相短路时,其两相短路
电流周期分量有效值(简称“两相短路电流”)为:
如果只计电抗,则两相短路电流为:
其他两相短路电流都可按前面三相短路的对应短路电 流的公式计算。
关于两相短路电流 与三相短路电流的关系, 可由

求得。

五、单相短路电流的计算 在大接地电流系统或三相四线制系统中发生单
相短路时,根据对称分量法可求得其单相短路电流为:
在工程设计中,可利用下式计算单相短路电流, 即
单相短路电流与三相短路电流的关系如下:
单相短路电流:
三相短路电流:
因此
由于远离发电机发生短路时,
不变,所以
(二)短路电流非周期分量 短路电流非周期分量是由于短路电路存在电感,
以维持短路初瞬间( t=0时)电流不致突变。短路 电流非周期分量按指数函数衰减,其表达式为:
式中,τ为短路电路的时间常数。
(三)短路全电流 任一瞬间的短路全电流为其周期分量与其非周期
分量之和,即
(四)短路冲击电流 由短路全电流曲线可以看出,短路后经过半个周
二、短路电流的热效应与热稳定度效验
(一) 短路电流的热效应
当线路发生短路时,短路电流将使导体温度迅速升 高。可近似地认为在短路时间内导体与周围介质是绝热 的,短路电流在导体中产生的热量,完全用来使导体温 度升高。
“短路发热假想时间”tima,假设在此时间内以恒定 的短路稳定电流 通过导体产生的热量,恰好与实际短 路电流IK或IK(t)在实际短路时间内通过导体所产生的热 量相等.
第四章 短路计算及电器的选择校验
第二节 无限大容量电力系统
发生三相短路时的物理过程和物理量
一、无限大容量电力系统及三相短路的物理过程
无限大容量电力系统,就是容量相对于用户内部供 配电系统容量大的电力系统,以致用户的负荷不论如何 变动甚至发生短路时,电力系统变电所馈电母线的电压 能基本维持不变。
期(即t=0.01s),短路电流瞬时值达到最大值。短 路过程中的最大短路电流瞬时值,称为“短路冲击电 流”,用表ish示。
短路冲击电流按下式计算:
高压电路发生三相短路时
低压电路和1000KVA及以下变压器二次侧发生 三相短路时,
五、短路稳态电流 无限大容量系统中:
第三节 无限大容量电力系统中的短路电流计算 一、短路电路计算概述
在实际的用户供电设计中,当电力系统总阻值不超 过短路电路总阻值的5%-10%,或者电力系统容量超过用 户(含企业)供配电系统容量的50倍时,可将电力系统 视为“无限大容量电源”。
对一般企业供配电系统来说,可将电力系统看作无 限大容容量系统中,由于系统母线电压维持
图1 计算电路图
绘出等效电路图,如图2所示。
图2 计算电路图
短路电流计算的常用方法: 1、欧姆法(又称有名单位制法) 2、标幺制法(又称相对单位制法)。
二、采用欧姆法进行三相路计算 无限大容量系统中,三相短路电流周期分量
有效值:
在高压电路的短路计算中,一般只计电抗,不计电 阻。
在低压电路的短路计算中,只有当短路电路的 R∑>X∑/3时才需计电阻。
如果三相线路中发生两相短路,则两相短路冲击电 流(A)过两相导线产生的电动力(N)为最大,其电 动力为:
如果三相电路中发生三相短路,则三相短路冲击电 流(A)在中间相所产生的电动力(N)最大,其电动 力为:
上式代入即得:
(二)短路动稳定度的效验 (1)一般电器的动稳定度效验条件
(2)绝缘子的动稳定度效验条件
基准值的确定: 基准容量Sd :工程取 基准电压Ud :通常取
基准电流计算:
基准电抗计算:
元件的电抗幺值的计算:
1)电力变压器的电抗标幺值 2)电力变压器的电抗幺值 3)电力线路的电抗标幺值
特点:由于各元件电抗均采用相对值,与短路 计算点电压无关,因此无需进行电压换算。
三相短路周期分量有效值的标幺值: 三相短路电流周期分量有效值: 利用前面的公式计算其他短路电流
(2)电力线路的电抗
必须注意:计算短路电路的阻抗时,假如电路内 含有电力变压器,则电路内各元件的阻抗都应统一换 算到短路点的短路计算电压去。阻抗等效换算的条件 是元件的功率损耗不变。
因此阻抗换算公式为:
三、采用标幺制法进行三相短路计算 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
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