第三章短路电流计算.pptx

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1、2023/2/171第一节 短路概述一、短路的种类 对称短路：三相短路k（3）不对称短路：单相接地短路k（1）两相接地短路k（1,1）两相短路k（2）第1页/共108页2023/2/172二、短路的原因（3）鸟、兽跨越在裸露导体上构成短路。（4）雷击或过电压击穿。（1）电力系统中电器设备及载流导体长期运行造成的绝缘损坏。绝缘损坏的主要原因有：绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。（2）误操作，工作人员未遵守安全操作规（如带负荷拉闸）而发生的误操作及误接线造成，这类故障占全部故障的70。在某热电厂高压配电室检修508号油开关过程中，电工曲某下蹲时，臀部无意中碰到了508号油开

2、关上面编号为5081的隔离刀闸的传力拐臂杆，导致5081隔离刀闸动、静触头接触，刀闸被误合，使该工厂电力系统502、500油开关由于“过流保护”装置动作而跳闸，6kV高压二段母线和部分380V母线均失电，2号、3号锅炉停止工作40多分钟，1号发电机停止工作1小时。某变电站接调度令，停某10KV线路。操作员按照规定写好拉2#隔离开关操作票，与监护员一起进行了演练，拿着2#隔离开关的钥匙去现场操作。当时正在严令处理电气误操作问题。如果出现误操作就会解除劳动合同。两人一边走一边议论，要小心一点，别把自己拉回家。说着错走到1#隔离开关前面唱票，用2#钥匙开1#锁，未开，回去换了1#钥匙，拉开1#隔离开

3、关，造成线路停电，两人受到处分。第2页/共108页2023/2/1735.最严重的短路将破坏电力系统运行的稳定性，使同步发电机失步而解列，破坏系统的稳定性。三、短路的危害短路时，短路电流可达几万安到几十万安。1.短路电流的热效应，导体温度急剧升高，将绝缘损坏，甚至烧毁设备。2.短路电流的力效应，短路产生巨大的电动力，使电气设备机械变形、扭曲甚至损坏。3.短路的压降效应，电流升高，电压骤降，严重影响电器设备的正常工作。4.不对称短路产生的不平衡磁场（磁效应），对通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰，影响其正常工作。第3页/共108页2023/2/174四、短路电流计算的目的-供电系统设计的基本运

4、算 1.正确选择和校验各种电气设备；2.计算和合理整定保护短路的继电保护和自动装置；3.选择限制短路电流的电气设备；4.作为选择和评价电气主接线方案的依据。1、三相短路电流：选择或校验电气设备、载流导体和整定供电系统的保护装置；2、不对称短路电流：校验保护装置的灵敏度。3、在校验电气设备或载流导体的力、热稳定性时，用到短路冲击电流、稳态短路电流和短路容量。4、对于瞬时动作的低压断路器，用冲击电流有效值来进行其动稳定校验。五、各种短路电流的作用 第4页/共108页2023/2/175一、无限大容量供电系统 指端电压保持恒定，没有内部阻抗以及容量无限大的系统。特征：US=常数，XS=0,SS=，可

5、认为是一个恒压源 第二节 无限大容量系统三相短路分析u在工程计算中，当供配电系统容量较电力系统容量小得多（50倍），电力系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5-10%以上或短路点离电源的电气距离足够远，发生短路时电力系统母线电压降低很小，可将电力系统看作无限大容量系统。说明：无限大容量系统是一个相对概念，真正的无限容量系统是不存在的。第5页/共108页2023/2/176二、无限大容量系统三相短路暂态过程无限大容量的三相对称电路 rk、xk为短路回路的电阻和电抗，r1、x1为负载的电阻和电抗。第6页/共108页2023/2/1771、正常运行阻抗角式中，电流幅值 正常运行电流为：1、正常运行设电源相

6、电压为：第7页/共108页2023/2/1782、三相短路分析电路分析：设在K点发生三相短路，电路则被分为两个独立回路，短路点左侧是一个与电源相连的短路回路，短路点右侧是一个无电源的短路回路。定性分析：三相短路时，阻抗突变，发生暂态过渡过程：k点右侧无电源，电流衰减到零；k点左侧有电源，回路阻抗急剧减小，故I急剧。由于电路有电感作用，电流I不能突变，出现非周期电流分量，该分量不断衰减，电流最终达到稳态短路电流。第8页/共108页2023/2/179无限大容量供电系统发生三相短路时前后电流、电压的变化曲线暂态过程：非周期分量电流存在的那段时间。周期分量：因短路后电路阻抗突然减小很多，而按欧姆定律

7、应突然增大很多倍的电流；非周期分量：因短路电路含有感抗，电路电流不可能突变，而按楞次定律感应的、用以维持短路初瞬间电流不致突变的一个反向衰减性电流。此电流衰减完毕后，短路电流达到稳定状态。第9页/共108页2023/2/1710其解为：其中短路电流周期分量幅值：定量分析：短路前后，短路回路应满足微分方程-短路回路阻抗角；-短路回路积分时间常数；-短路电流非周期分量初值。第10页/共108页2023/2/1711假设t=0时发生短路，短路前后电流应相等，即 由上式求出inp0，可得短路全电流公式：故：三相短路电流由周期分量ip和非周期分量inp组成。周期分量：由电压和短路回路阻抗决定。在无限大容

8、量系统条件下，幅值不变，又称为稳态分量。非周期分量：按指数规律衰减，35个周期后衰减到0，又称自由分量。因此：稳态时，只包含短路电流的周期分量。第11页/共108页2023/2/1712三相短路时的相量图短路后阻抗角短路前阻抗角电源电压相位角t第12页/共108页2023/2/1713由短路全电流公式知，应该使暂态量最大，则：（1）短路时电压过零 。（2），则Im=0，即短路前空载，或cos=1。将Im=0,代入上式，得：（3）短路回路纯电感 IP为短路电流周期分量有效值。3.最严重三相短路的短路电流第13页/共108页2023/2/1714最严重三相短路时的电流波形图第14页/共108页20

9、23/2/1715四、三相短路的有关物理量四、三相短路的有关物理量1.短路电流周期分量有效值IP Uav=1.05UN（kV）,线路平均额定电压；()，短路回路总阻抗。2.次暂态短路电流有效值 短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值,用 I表示。在无限大容量系统中，短路电流周期分量不衰减，即I=IP第15页/共108页2023/2/17163.短路全电流有效值 由于短路电流含有非周期性分量，短路全电流不是正弦波，短路过程中短路全电流的有效值Ik(t)，是指以该时间t为中心的一个周期内短路全电流瞬时值的均方根值：ik为短路全电流瞬时值,T为短路全电流周期 第16页/共108页2023/2/1

10、717 为简化计算，假设非周期分量inp在所取周期内恒定不变，即其值等于在该周期中心的瞬时值inp(t)；周期分量ip的幅值也为常数，其有效值为Ip(t)。在该周期内非周期分量的有效值即为该时间t时的瞬时值inp(t)；周期分量有效值为Ip（t）那么短路全电流有效值：第17页/共108页2023/2/17184.短路冲击电流和冲击电流有效值（1）短路冲击电流ish-用于校验电气和母线的动稳定 最严重短路情况下，短路全电流的最大瞬时值，出现在短路后半个周期，即t=0.01秒时，得为短路电流冲击系数。意味着短路电流非周期分量不衰减当电阻R=0时，当电抗=0时，意味着不产生非周期分量1Ksh 2因此

11、：第18页/共108页2023/2/1719（2）短路冲击电流有效值Ish 短路后第一个周期的短路全电流有效值。用于校验电气和母线的热稳定性。高压系统发生三相短路，可取Ksh=1.8，因此低压系统发生三相短路，可取Ksh=1.3，因此第19页/共108页2023/2/17205.短路电流稳态有效值I 短路电流非周期分量衰减完后的短路电流有效值，用I表示。在无限大容量系统中，IIp。6.短路容量SK 三相短路容量是选择断路器时，校验其断路能力或断流容量的依据：式中：Uav：短路点所在级的线路平均额定电压（kV）-切记；Ik：短路电流（kA）。第20页/共108页2023/2/1721第三节 无限

12、大容量系统三相短路电流计算u在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示，也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用有名值，高压系统中宜采用标幺值。u在高压电网中，通常总电抗远大于总电阻，所以可以只计各主要元件的电抗而忽略其电阻。一、标幺制的概念（相对单位制）用相对值表示元件的物理量，称为标幺制。某一物理量的标幺值*，等于它的实际值A与所选定的基准值Ad的比值，即第21页/共108页2023/2/1722 假设基准容量Sd、基准电压Ud、基准电流Id和基准阻抗Zd，则容量、电压、电流和电抗的标么值为：u电力系统基准值与标幺值之间关系第22页/共108页2023/2/1723常

13、取基准容量Sd=100MVA，基准电压用各级线路的平均额定电压，即。基准值Sd、Ud、Id和Zd遵循功率方程和电压方程。四个基准值中只有二个基准值是独立的，通常选定基准容量和基准电压，按下式求出基准电流和基准阻抗。u基准值的选取-任意的线路的额定电压与平均额定电压额定电压额定电压UN/kV0.220.3836103560110220330平均额定电压平均额定电压Uav/kV0.230.43.156.310.53763115230345线路首端与末端额定电压的平均值，一般为线路额定电压的1.05倍。第23页/共108页2023/2/1724不同基准标幺值之间的换算 电力系统中各电气设备如发电机、

14、变压器、电抗器等所给出的标幺值都是额定标幺值，进行短路电流计算时必须将它们换算成统一基准值的标幺值。换算方法是：先将以额定值为基准的电抗标幺值还原为有名值，即选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：若取，则第24页/共108页2023/2/1725不同电压等级电抗标幺值的关系设k点发生短路，取，则线路WL1的电抗X1折算到短路点的电抗为：则X1折算到第三段的标幺值为：此式说明：不论在哪一电压级发生短路，各段元件参数的标幺值只需用元件所在级的平均电压作为基准电压来计算，而无需再进行电压折算。即任何一个用标幺值表示的量，经变压器变换后数值不变。具有三个电压等级的电力网第25页/共108页202

15、3/2/1726二、电力系统各元件的标幺值阻抗1、线路的电抗标幺值L为线路长度（km），R0和X0为线路单位长度的电阻电抗（/km），可查表获知。Sd：基准容量（MVA），Ud：线路所在电压等级的基准电压（kV）。式中：第26页/共108页2023/2/17272、变压器的电抗标幺值 式中：SN为额定容量（MVA）和为UK%阻抗电压。由变压器的铭牌参数可知其短路电压百分数 第27页/共108页2023/2/17283、电抗器的电抗标幺值UL.N：电抗器的额定电压、IL.N为电抗器的额定电流、电抗器的电抗百分数XL%。电抗器是用来限制短路电流用的电感线圈，其铭牌上给出额定电抗百分数、额定电压和额

16、定电流。电抗器的额定容量：第28页/共108页2023/2/17294、电力系统的电抗标幺值无限大容量系统 XS=0已知系统电抗有名值XS已知系统的短路容量SK已知电力系统变电所出口断路器的短路容量SOC第29页/共108页2023/2/1730 由于各元件电抗都采用相对值，与短路点的电压无关，因此无需进行换算，这也是标么制法较之欧姆法的优越之处。5短路回路总阻抗短路电路中所有元件的电抗标么值求出后，利用其等效电路进行化简，即可计算总的电抗标么值。注意：求电源到短路点的总电抗时，必须是电源与短路点直接相连的电抗，中间不经过公共电抗。当网络比较复杂时，需要对网络进行化简，求出电源至短路点直接相连

17、的电抗（即转移电抗）。第30页/共108页2023/2/1731若 时，可略去电阻。短路回路的总阻抗标幺值由短路回路总电阻标幺值和总电抗标幺值决定。（1）高压系统的短路计算中,由于总电抗远大于总电阻，可只计电抗。（2）低压系统短路时需计及电阻。第31页/共108页2023/2/1732 无限大容量系统发生三相短路时，短路电流的周期分量的幅值和有效值保持不变，而短路电流的有关物理量I、Ish、ish、I和Sk都与短路电流周期分量有关。因此，只要算出短路电流周期分量的有效值，短路其它各量按前述公式很容易求得，以标幺值计算短路电流。三、三相短路电流计算1短路电流 第32页/共108页2023/2/1

18、7332、短路冲击电流短路冲击电流和短路冲击电流有效值为高压系统：ish=2.55IK Ish=1.52IK 低压系统：ish=1.84IK Ish=1.09IK3、短路容量：或第33页/共108页2023/2/17345 5、短路电流的计算步骤、短路电流的计算步骤 选基准容量和基准电压，画出短路计算系统图，包含与短路计算所有元件的单线系统，标出元件的参数，短路点。计算元件的标幺值电抗。画出等值电路图，一个元件用一个电抗表示，电源用一个小圆表示，并标出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。简化等值电路图，求出短路总阻抗标幺值。各种简化方法都可使用，如串联、并联、-Y

19、或Y-变换、等电位法等。计算短路电流标幺值，短路电流有名值和短路其它各量。即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。第34页/共108页2023/2/1735例 试求图中供电系统总降变电所10kV母线上K1点和车间变电所380V母线上K2点发生三相短路时的短路电流和短路容量，以及K2点三相短路流经变压器T3一次绕组的短路电流。第35页/共108页2023/2/1736解：1由短路电流计算系统图绘制等效电路图,如前图所示。由断路器断流容量估算系统电抗，用X1表示,则 X1=100/1000=0.12取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，三个基准电压分别为:计算各元件电抗标幺值:第36

20、页/共108页2023/2/1737线路L1变压器T1和T2线路L2变压器T3 电力系统S第37页/共108页2023/2/1738（1）计算短路回路总阻抗标幺值,为：（2）计算短路电流各值3、K1点三相短路时的短路电流第38页/共108页2023/2/17394计算K2点三相短路时的短路电流（1）计算短路回路总阻抗标幺值：（2）计算K2点三相短路时短路各量第39页/共108页2023/2/17405计算K2点三相短路流经变压器3T一次绕组的短路电流IK2（1）方法1由短路计算等效电路图中可看出:K2点短路时，流经3T一次绕组的三相短路电流标幺值与短路点K2的短路电流标幺值相同，用变压器3T一

21、次绕组所在电压级的基准电流便可求出流经变压器3T一次绕组的短路电流。（2）方法2 将K2点三相短路电流变换到变压器3T的一次侧，此时变比应采用平均额定电压，即基准电压变比。第40页/共108页2023/2/1741四、电动机对三相短路电流的影响四、电动机对三相短路电流的影响 短路时，距短路点越近，电压就越低。如果某处的电网电压低于电动机反电势，则电动机像发电机一样将能量送到到短路点。电动机提供的冲击短路电流可按下式计算：注意：由于该反馈电流使电动机将迅速受到制动，其值也迅速减小，所以电动机的反馈电流一般只影响短路电流的冲击值。第41页/共108页2023/2/1742电动机的短路电流冲击系数。

22、低压电动机取1.0，高压电机取1.4-1.6（3-6KV）；为电动机的次暂态电势标幺值，一般为0.9（异步），同步（1.1）；INMKsh.M电动机额定电流。电动机的次暂态电抗标幺值，同步和异步均取0.2；第42页/共108页2023/2/1743（3）计算短路后 的短路电流或在考虑冲击电流的影响时才计入电动机的反馈电流。（时间）（1）高压电动机单机或总容量大于1000kW，低压电动机单机或总容量大于100kW；（容量）（2）在靠近电动机引出端附近发生三相短路时，才考虑电动机对冲击短路电流的影响。（距离）考虑电动机影响，短路点的冲击短路电流为：考虑场合：第43页/共108页2023/2/174

23、4第四节 两相和单相短路电流计算 一、对称分量法 对称分量法的基本原理是：任何一个不对称三相系统的相量、都可分解成三个对称的三相系统分量，即正序、负序和零序分量。可以是电动势、电流、电压等。u正序分量（、）：与正常对称运行下的相序相同；u负序分量（、）：与正常对称运行下的相序相反；u零序分量（、）：三相同相位。第44页/共108页2023/2/1745三相相量与其对称分量之间的关系可表示为：式中，且有则也可表示为 可见：三相对称系统中不存在零序分量。在三角形接法或没有中线的星形接法中，线电流中不存在零序分量；在有中性线的星形接法中，通过中线的电流等于一相零序电流的3倍。或 第45页/共108页

24、2023/2/1746二、对称分量法在不对称短路计算中的应用不对称短路时的正序、负序、零序网络图如图所示。各序网的基本方程为：序网络图a）正序网络b）负序网络c）零序网络第46页/共108页2023/2/1747三、电力系统中各主要元件的序电抗1发电机的序电抗正序电抗：包括稳态时的同步电抗Xd、Xq，暂态过程中的、和、。负序电抗：与故障类型有关。零序电抗：与电机结构有关。发电机的各序电抗平均值见可查阅规范得知。2变压器的序电抗变压器的负序电抗与正序电抗相等，而零序电抗与变压器的铁心结构及三相绕组的接线方式等因素有关。第47页/共108页2023/2/1748u变压器零序电抗与铁心结构的关系 F

25、对于由三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式或壳式变压器，零序主磁通以铁心为回路，因磁导大，零序励磁电流很小，所以可认为。F对于三相三柱式变压器，零序主磁通通过充油空间及油箱壁形成闭合回路，因磁导小，励磁电流很大，所以零序励磁电抗应视为有限值，通常取。第48页/共108页2023/2/1749各类变压器的零序等效电路，如图所示。u变压器零序电抗与三相绕组接线方式的关系 F在星形连接的绕组中，零序电流无法流通，从等效电路的角度来看，相当于变压器绕组开路；F在中性点接地的星形连接的绕组中，零序电流可以畅通，所以从等效电路的角度来看，相当于变压器绕组短路；F在三角形连接的绕组中，零序电流只能在绕组

26、内部环流，不能流到外电路，因此从外部看进去，相当于变压器绕组开路。第49页/共108页2023/2/1750a）YN，d接线b）YN，y接线c）YN，yn接线d）YN，d，y接线e）YN，d，yn接线f）YN，d，d接线各类变压器的零序等效电路第50页/共108页2023/2/17513线路的序电抗线路的负序电抗等于正序电抗，零序电抗与下列因素有关：当线路通过零序电流时，因三相电流的大小和相位完全相同，各相间的互感磁通是互相加强的，因此，零序电抗要大于正序电抗。零序电流是通过大地形成回路的，因此，线路的零序电抗与土壤的导电性能有关。当线路装有架空地线时，零序电流的一部分通过架空地线和大地形成回

27、路，由于架空地线中的零序电流与输电线路上的零序电流方向相反，其互感磁通是相互抵消的，将导致零序电抗的减小。线路的零序电抗的平均值也可查表得知。第51页/共108页2023/2/1752四、简单不对称短路的分析计算1单相接地短路u边界条件u复合序网：如下图所示。单相接地短路右图表示a相接地短路。是指根据边界条件所确定的短路点各序量之间的关系，由各序网络互相连接起来所构成的网络第52页/共108页2023/2/1753F短路点的各序分量电流为：u求解 单相接地短路的复合序网F短路点的各序分量电压为：第53页/共108页2023/2/1754F短路点的故障相电流为：F单相接地短路电流为:F短路点的非

28、故障相对地电压为:第54页/共108页2023/2/1755单相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图b）电流相量图说明：图中示出的电压相量关系对应的是的情况，此时120u相量图-电压和电流相量图第55页/共108页2023/2/17562两相短路（b、c两相短路）u边界条件u复合序网：如图所示。两相短路u求解：F短路点的各序分量电流为：第56页/共108页2023/2/1757两相短路的复合序网F短路点的各序分量电压：F短路点的故障相电流为：第57页/共108页2023/2/1758F短路点各相对地电压为：在远离发电机的地方发生两相短路时，可认为，则两相短路电流为：F两相短路电流:上

29、式表明，两相短路电流为同一地点三相短路电流的倍。第58页/共108页2023/2/1759u相量图：两相短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图b）电流相量图第59页/共108页2023/2/17603两相接地短路-b、c两相接地短路u边界条件u复合序网：如图所示。u求解：两相接地短路F短路点的各序分量电流为：第60页/共108页2023/2/1761两相接地短路的复合序网第61页/共108页2023/2/1762F短路点的各序电压为：F短路点故障相的电流为：F两相接地短路电流为：第62页/共108页2023/2/1763F流入地中的电流为：F短路点非故障相电压为：u相量图：说明：图中示出的

30、电流相量关系对应的是的情况，此时120下图为两相接地短路时短路点的电压和电流相量图。第63页/共108页2023/2/1764两相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图b）电流相量图第64页/共108页2023/2/17654正序等效定则u故障相正序电流绝对值可以表示为：u各种不对称故障时短路电流的绝对值为：该式表明，发生不对称短路时，短路电流的正序分量，与在短路点每一相中接入附加电抗而发生三相短路的电流相等。因此又称为正序等效定则。短路类型短路类型 三相短路三相短路两相短路两相短路单相接地短路单相接地短路两相接地短路两相接地短路各种短路时的和值 第65页/共108页2023/2/17

31、66目的：用于继电保护灵敏度的校验。一、两相短路电流的计算无限大容量系统两相短路示意图两相和单相短路电流计算-简易计算第66页/共108页2023/2/1767Uav为短路点的平均额定电压，Zk为短路回路一相总阻抗。两相短路电流与三相短路电流的关系 因此：无限大容量系统短路时，两相短路电流较三相短路电流小。第67页/共108页2023/2/1768二、单相短路电流的计算单相短路电流可用下式进行计算：av为短路点的平均额定电压;ZP-0为单相短路回路相线与大地或中线的阻抗，可按下式计算：RT、XT为变压器的单相等效电阻和电抗；RP-0、XP-0为相线与大地或中线回路的电阻和电抗。因此：在无限大容

32、量系统中或远离发电机处短路时，单相短路电流较三相短路电流小，主要用于单相短路保护的整定。第68页/共108页2023/2/1769低压电网短路电流计算-有名值计算 一、低压电网短路电流计算的特点配电变压器容量远远小于电力系统的容量，因此变压器一次侧可以作为无穷大容量电源系统来考虑；低压回路中各元件的电阻与电抗相比已不能忽略，所以计算时需用阻抗值；低压网中电压一般只有一级，且元件的电阻多以m计，采用有名值计算比较方便。第69页/共108页2023/2/1770二、低压电网中各主要元件的阻抗1电力系统的电抗：式中，Soc和UN的单位分别为MVA和V。（m）2变压器的阻抗（m）变压器低压侧电压第70

33、页/共108页2023/2/17713.母线的阻抗 u电阻：（m）u电抗：（m）式中，为母线材料的电导率m/（mm2）；A为母线截面积（mm2）；l为母线长度（m）；b为母线宽度（mm）；sav 为母线的相间几何均距（mm）。在工程实用计算中，可采用以下简化公式计算：母线截面积在500mm2以下时，母线截面积在500mm2以上时，第71页/共108页2023/2/17724其它元件阻抗：低压断路器过流线圈的阻抗、低压断路器及刀开关触头的接触电阻、电流互感器一次线圈的阻抗及电缆的阻抗等可从有关手册查得。三、低压电网三相短路电流计算1三相短路电流有效值：式中，和为短路回路的总电阻和总电抗（m）；U

34、av为低压侧平均线电压，取400V。注意：如果只在一相或两相装设电流互感器，应选择没有电流互感器的那一相的短路回路总阻抗进行计算。第72页/共108页2023/2/17732短路冲击电流：Ksh与的关系式中，Ksh为短路电流冲击系数，可根据短路回路中的比值从图中查得。第73页/共108页2023/2/17743冲击电流有效值的计算当Ksh1.3时，当Ksh1.3时，式中，为短路回路的时间常数。四、低压电网不对称短路电流的计算两相短路：单相接地短路：或注：ZT为变压器的单相阻抗；为“相零”回路阻抗。第74页/共108页2023/2/1775例2 某供电系统如图所示。已知电力系统出口断路器的断流容

35、量为500MVA。试求工厂配电所10kV母线上k1点短路和车间变电所低压380V母线上k2点短路的三相短路电流和短路容量。解：1、求k1点的三相短路电流和短路容量(1)等效电路图和各元件电抗的计算第75页/共108页2023/2/1776a.电力系统的电抗b.架空线路的电抗(2).计算其总电抗(3).三相短路电流和短路容量a.三相短路电流周期分量有效值：第76页/共108页2023/2/1777b、三相短路冲击电流c、三相短路容量2.求k2点的三相短路电流和短路容量(1)等效电路图和各元件电抗的计算第77页/共108页2023/2/1778a.电力系统的电抗b.架空线路的电抗c.电缆线路的电抗

36、d.电力变压器的电抗(2)其总电抗第78页/共108页2023/2/1779b、三相短路冲击电流和第一周期短路全电流有效c、三相短路容量在工程计算中，往往只列短路计算表(3)三相短路电流和短路容量a.三相短路电流周期分量有效值：第79页/共108页2023/2/1780第五节 短路电流的效应 短路时，短路电流非常大。短路电流通过导体或电气设备，会产生很大的电动力和产生很高的温度，分别称为短路的电动力效应和热效应。为了正确选择电气设备，保证在短路情况下可靠工作，必须用短路电流的电动力效应和热效应对电气设备进行校验。第80页/共108页2023/2/1781 载流导体周围存在电磁场，两平行导体通过

37、电流时相互间由电磁作用产生的力，称为电动力。正常工作时电流不大，电动力较小。短路时，特别是短路冲击电流流过瞬间，产生的电动力特别大，可能使电器和载流部分遭受严重的破坏。一、短路电流的电动力效应1.两平行载流导体间的电动力第81页/共108页2023/2/1782 两导体间由电磁作用产生的电动力的方向由左手定则决定，大小相等，由下式决定:（1）l为导体的两相邻支持点间的距离（cm）；（2）a为两导体轴线间距离（cm）；（3）Kf为形状系数，圆形、管形导体Kf=1，矩形导体根据 和 查图3-12曲线可得。式中：第82页/共108页2023/2/1783形状系数Kf在0-1.4之间。当矩形导体平放时

38、，m1,Kf1；矩形导体竖放时，m1,Kf238.7mm2热稳定满足（3）动稳定校验 10KV母线三相短路时冲击电流为ish=2.55*14KA=35.7KA 1）确定母线截面形状系数：故：Kf12）母线所受的最大电动力：第104页/共108页2023/2/171053）母线的弯曲力矩：4）母线的截面系数：5）母线的计算应力：铝母线的最大允许应力69MPa，大于计算应力。故：动稳定满足要求第105页/共108页2023/2/171061、供配电系统短路的种类、原因及危害。2、分析三相短路的暂态过程及相关物理量。3、标幺制、短路回路元件的标幺值阻抗和三相短路电流计算。4、电动机对冲击短路电流的影响；5、两相短路和单相短路电流的计算。6、短路电流的电动力效应和热效应及相关校验。小 结 第106页/共108页2023/2/17107作 业3-1什么叫短路？短路的类型有哪些？造成故障的原因是什么？短路有什么危害？3-2什么叫无限大容量系统？有什么特征？为什么工厂供配电系统短路时可将电源看作无限大容量系统？3-13试求图所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路电流和短路容量？第107页/共108页2023/2/17第三章 短路电流计算108感谢您的观看！第108页/共108页