3章短路電流計算什么叫短路?短路的類型有哪些?造成短路的緣由是什么?短路有什么危害?.短路種類有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路.損傷等.短路的危害：短路產生很大的熱量，導體溫度身高，將絕緣損壞。短路產生巨大的電動力，使電器設備受到機械損壞。短路使系統電壓嚴峻減低，電器設備正常工作受到破壞。短路造成停電，給國家經濟帶來損失，給人民生活帶累不便。嚴峻的短路將影響電力系統運行的穩定性，使并聯運行的同步發電機失去同步，嚴峻的可能造成系統解列，甚至崩潰。正常工作。什么叫無限大容量系統?它有什么特征?容量系統?.它的特征有：系統的容量無限大.系統阻抗為零和系統的端電壓在短路過程中維持不變.實際上，任何電力.當供配電系統容量較電力系統容量小得多，電力系統阻抗不超過短路回路總阻抗的5%~10%短路時電力系統母線降低很小，此時可將電力系統看做無限大容量。無限大容量三相短路時，短路電流如何變化？答：三相短路后，無源回路中的電流由原來的數值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小，非周期重量是按指數規律衰減，最終為零，又稱自由重量。產生最嚴峻三相短路電流的條件是什么？〕短路前電路空載或；短路瞬間電壓過零，t=0a=0180度；短路回路純電感，即Φk=90度。什么是次暫態短路電流?什么是沖擊短路電流?什么是穩態短路電流?它們與短路電流周期重量有效值有什么關系?答：次暫態短路電流是短路電流周期重量在短路后第一個周期的有效值.沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時值.Ksh1.8,ish2.55I””,Ish1.51I””，Ksh1.3,ish1.84I””,Ish1.09I””穩態短路電流是短路電流非周期重量衰減完后的短路電流.無限大容量系統IIPI壓系統i 2.55I””,I 1.51I””，低壓系統i 1.84I””,I 1.09I””sh sh sh sh什么叫標幺值？如何選取基準值？為標幺值，標幺值沒有單位。基準值的選取是任意的，但為了計算便利，通常取100MVA為基準容量，取線路平均額定電壓為基準電壓，即U U 1.05U 。d av N如何計算三相短路電路？元件，并標出各元件的參數和短路點。出短路點，同時標出元件的序號和阻抗值，一般分子標序號，分母標阻抗值。③選取基準容量和基準電壓，計算各元件的阻抗標幺值④等效電路化簡，求出短路回路總阻抗的標幺值，簡化時電路的各種簡化方法都可以使用，如串聯、并聯、Δ-YY-Δ變換、等電位法等。⑤按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值沖擊短路電流和三相短路容量。電動機對短路電流有什么影響？很快衰減。在無限大容量系統中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關系？答：㈠在三相短路電流計算中記線路平均額定電壓為U ，av短路回路阻抗用Z表示。k則有：三相短路電流I U /1.732Z ①p av k沖擊電流i⑶sh

1.414k Ish p

……………②其中ksh1e0.01/為短路電路沖擊系數㈡在兩相短路電流計算中記Uav為短路點的平均額定電壓，Zk為短路回路的一相總阻抗。則有：兩相短路電流I

Uav ③k 2Zk沖擊電流i⑵sh

Ishk

……………④其中k 1e0.01/為短路電路沖擊系數sh將①與②、③與④比照可得：I 0.866Ik

i⑵0.866i⑶sh sh由以上分析可得：在無限大容量系統中，兩相短路電流較三相短路電流小。什么是短路電流的電動力效應？如何計算？短路電流通過導體或電氣設備，會產生很大的電動力和產生很高的溫度，稱為短路的電動力效應和熱效應。短路電流的電動力效應是當電路短路時，短路沖擊電流流過導體瞬間，導線間相互電磁作用產生的力。兩平行載流導體間的電動力f

iil/12

alKf

為外形系數，圓形，管形導體K=1。fFF3KI2l/a107Nf m式中IKm f短路電流的電動力三相短路產生的最大電動力為F(3) 3Kf

i(3)2l/a107(N)sh兩相短路產生的最大電動力為F(2)(2kf

i(2)2l/a)107(N)sh兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為i(2)(sh

/2)i(3)3sh3兩相短路和三相短路產生的最大電動力的關系為33

/2)〕備注：Kf為外形系數，圓形，管形導體Kf=1；矩形導體依據(a-b)/(b+h)和m=(b/h)查表可得。什么是短路電流的熱效應？如何計算？答：供配電系統發生短路時，短路電流格外大。短路電流通過導體或電氣設備，會產生很高的溫度，稱為熱效應。的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下：.241I2RdtKcm2Kt2LR(1/scc(1ml代入上式，得0 0 s10.24t2I2()/sdt]Kc1

(1)lsd整理上式后

t kt 0 0L1 t c 1

c

K2I2dt 0 K

d 0

ln(1)

A AS t Kt2 1

0.240

1 0.24L0L

K LL式中，ρ0℃時的電阻率(mm2

/km；α為ρ0

的溫度系數；c0

0℃時的比熱容；β為0的溫度系數；γS為導體的截面積mm；l為導體的長度k；Kt(AAK和AL為短路和正常的發熱系數，對某導體材料，A值僅是溫度的函數，即A=f(θ).短路電流產生的熱量的計算式：tKI2 dtI2t短路發熱假想時間可按下式計算：

0 Kt

imat t

I20.05 ima K

I式中，tK為短路持續時間，它等于繼電保護動作時間top和短路器短路時間toc之和，即Tima

t top oc在無限大容量系統中發生短路，由于I″=I，所以上式變為∞導體短路發熱系數AK

tima

t 0.05KI2A A K L S2

timaS為導體的截面積

為穩態短路電流Aima為短路發熱假想時間.短路熱穩定最小截面Smin

∞S min

I(3)A A AtimaKL1 3-18KK1 d d av 解：取基準容量S=100MVA，基準電壓U=U ，兩個電壓基準電壓分別是U =37kVd d av 。U =6.3kV。d2各元件標幺值為：線路1WL X*Xl

S 100d 0.418 0.5261 01U2d

372變壓器T

U%S k

6.5100 2.62 100 SN

1002.51〔1〕K1

點三相短路時X* X*K1 1S

0.52633373UI d 3Udd

kA1.56kAI*

1 1 1.901K1 X*K1

0.526I II*K1 dK1

1.561.901kA2.966kAish.K1

2.55IK1

2.552.966kA7.563kAdS Sd

100 MVA190.11MVAK1 X*K1

0.5262〔2〕K2

點三相短路時X* X*K2 K1

2

0.5262.63.126ddI ddd

10036.3 36.3I*

1 1 0.32K2 X*K2

3.126I II*K2 dK2

9.1640.32kA2.932kAish.K2

1.842.932kA5.394kAdS Sd

100 MVA31.88MVAK2 X*K2

3.1263-133-19K1K2點分別發生三相短路時的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？d d av 解：取基準容量S=100MVA，基準電壓U=U，兩個電壓基準電壓分別是U =10.5kVd d av 。U =0.4kV。d2各元件標幺值為：100系統S X*1

200

0.5線路WL 2

Xl01

S 0.352.5100dU2 102dd

0.875變壓器1T,2T

U%S

4.51004.53K1點三相短路

4 100 SN

100 1X* 12K112

1.375310.53UdI 310.53Uddd

100

kA5.5kAI* 1 1 0.727K1 X*K1

1.375I II*K1 dK1

5.50.727kA4kAish.K1

2.55IK1

2.554kA10.2kAdS S 100MVA72.72MVAdK1 X*K1

1.375(2)K2點三相短路X* X*

3.625K2 K13UdI S 3Uddd

3100

430.4kA30.4I* 1 1 0.276K2 X*K2

3.625I II*K2 dK2

144.340.276kA39.818kAish.K2

1.84IK2

1.8439.818kA73.265kAdS S 100 MVA27.586MVAdK2 X*K2

3.6253-14 試求圖3—20所示無限大容量系統中K點發生三相短路電流，沖擊短路電流和短路2T一次流過的短路電流.各元件參數如下：變壓器1T：SN=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV；2T，3T：SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV；線路1WL，2WL：L=100km，X0=0.4Ω/km電抗器L：UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。解：(1)由圖所示的短路電流計算系統圖畫出短路電流計算等校電路圖，如下圖.由斷路器斷流容量估算系統電抗，用X表示.(2)取基準容量Sd=100MVAUD=UAVUd1=121kV，Ud2=6.6kV，Ud3=6.6kV，則各元件電抗標幺值為1TX1

k

%/100Sd

/S10.5/100100/31.50.333n線路W1，W2X2

X X3

LS0 1d

/U2d

變壓器2T3T：X X U%S/100Sn0.74 5 k d電抗器；X

X%U

d 0.424S6 1001.732IU2Sln dK點發生三相短路時：— 短路回路總阻抗標幺值X XX X X/X X0.33391.8270.70.424/91.8270.70.355k 1 2 4 6 3 5二 K點所在電壓基準電流I Sd d

/1.732Ud

8.748三 K短路電流各值為I”1/X”1/0.3552.817k kI I”I”8.7482.81724.64kAk dkI”I

1.8424.6445.34kAshkS Sk d

/X”1002.817281.7MVAk(2)2T一次流過的短路電流為：Ik2IdIk28.7482.81724.64kA3.15 3-21K.X.=0.4Ω/km，其余參數見圖所示.Sd=100MVAUd2=Ud7=121kV，Ud3=115.5kV，QF的斷路Sos=1000MVA。X*U%Sk

/100SN

10.5100/10031.50.333X*XSLd

/U2d

600.4100/1212

0.164同理：X*0.410100/115.523

0.0299X*0.1754X*S/S5 d oc

100/10000.1X*0.5256X*0.420100/12127

X*

/X*

0.5726k 1 2 6 7 3 4 5計算K點所在電壓的基準電流：I S/1.732U d d dKI*k

1/X*k

I Ik d

I*10