第八章 简单电力系统短路电流计算优秀PPT.ppt
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1、第八章 简单电力系统短路电流计算第一页,本课件共有35页 电力系统运行有三种状态:正常运行状态、非正常运行状态电力系统运行有三种状态:正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。和短路故障。短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。一、短路的基础知识一、短路的基础知识短路短路:系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的:系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的短接。短接。第二页,本课件共有35页 1.1.短路故障产生的原因短路故障产生的原因(1 1)设备原因设备原因指电气设备、元件的损坏。如设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷,正常运行时被击
2、穿导致短路;设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。(2 2)自然原因自然原因由于气候恶劣,如大风、低温、导线覆冰等引起架空线倒杆断线;因遭受直击雷或雷电感应,导致设备过电压或绝缘被击穿等。(3 3)人为原因人为原因工作人员违反操作规程,带负荷拉闸造成相间弧光短路;违反电业安全工作规程,带接地刀闸合闸造成金属性短路;人为疏忽接错线造成短路;运行管理不善,造成小动物进入带电设备内形成短路事故等。第三页,本课件共有35页(1 1)短路电流的热效应短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体,短时间内产生很大热量,形成很高温度,极易造成设备过热而损坏。(2 2)短路电流的电动力效应短路电流的
3、电动力效应由于短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备电动力过大或设备结构强度不够,则可能引起电气设备机械变形甚至损坏,使事故进一步扩大。2 2 短路故障的危害短路故障的危害第四页,本课件共有35页(3 3)短路时系统电压下降短路时系统电压下降短路造成系统电压突然下降,给用户带来很大影响。例如,作为主要动力设备的异步电动机,其电磁转矩与端电压平方成正比。电压大幅下降将造成电动机转速降低甚至停止运转,给用户带来损失;同时,电压降低会造成照明负荷,如电灯突然变暗或一些气体放电灯的熄灭等,影响正常的工作、生活和学习。第五页,本课件共有35页(4 4)不对称短路的磁效应不对
4、称短路的磁效应当系统发生不对称短路时,不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势,这对于附近的通信线路、铁路信号系统及其他电子设备、电动控制系统可能产生强烈干扰。(5 5)短路时的停电事故短路时的停电事故短路时会造成停电事故,给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源,停电波及范围越大第六页,本课件共有35页(6 6)破坏系统稳定性,造成系统瓦解破坏系统稳定性,造成系统瓦解短路可能造成的最严重后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步,破坏系统稳定性,最终造成系统瓦解,形成地区性或区域性大面积停电。第七页,本课件共有35页3.3.短路种类短路种类短路形式:短路形式:两
5、相接地短路两相接地短路 短路短路 对称短路对称短路 不对称短路不对称短路 单相短路单相短路 两相短路两相短路 单相接地短路单相接地短路 单相接中性点短路单相接中性点短路 两相短路两相短路 两相短路接地两相短路接地 三相短路用三相短路用 表示,二相短路表示,二相短路 表示,单相短路表示,单相短路用用 表示,两相接地短路用表示,两相接地短路用 表示。只有三相短路,表示。只有三相短路,属对称短路。属对称短路。第八页,本课件共有35页在三相系统中,可能发生的短路类型有三相短路、两相短路、三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。两相接地短路和单相短路。三相短路三相短路是对称短路,用k(3)表示,如图
6、a所示。因为短路回路的三相阻抗相等,所以三相短路电流和电压仍然是对称的,只是电流比正常值增大,电压比额定值降低。三相短路发生的概率最小,只有5左右,但它却是危害最严重的短路形式。第九页,本课件共有35页两相短路是不对称短路,用k(2)表示,如图如图b b所示所示。两相短路的发生概率为1015。两相接地短路也是一种不对称短路,用k(1.1)表示,如图(如图(c c)、()、(d d)所示)所示。它是指中性点不接地系统中两个不同的相均发生单相接地而形成的两相短路,亦指两相短路后又接地的情况。两相接地短路发生的概率为1020。第十页,本课件共有35页 相短路用k(1)表示,如图(如图(e e)、)、
7、(f f)所示)所示,也是一种不对称短路。它的危害虽不如其他短路形式严重,但在中性点直接接地系统中发生的概率最高,占短路故障的6570。第十一页,本课件共有35页短短路路的的类类型型第十二页,本课件共有35页(1 1)电气主接线比选电气主接线比选短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较,并短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较,并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。4 4、短路电流计算的目的、短路电流计算的目的第十三页,本课件共有35页(2 2)选择导体和电器选择导体和电器如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器、如选择断路器、隔离开关、熔断器、
8、互感器、母线、绝缘子、电缆、架空线等。其中包括计算三母线、绝缘子、电缆、架空线等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备电动力稳定度,计算三相短路电流稳态有效值用以电动力稳定度,计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性,计算三相短校验电气设备及载流导体的热稳定性,计算三相短路容量以校验断路器的遮断能力等。路容量以校验断路器的遮断能力等。第十四页,本课件共有35页(3 3)确定中性点接地方式确定中性点接地方式 对于对于35 kV35 kV、10 kV10 kV供配电系统,根据单相短路电供配电系统,根据单相短路电
9、流可确定中性点接地方式。流可确定中性点接地方式。(4 4)验算接地装置的跨步电压和接触电压。验算接地装置的跨步电压和接触电压。第十五页,本课件共有35页(5 5)选择继电保护装置和整定计算选择继电保护装置和整定计算 在考虑正确、合理地装设保护装置和校验保护装置灵敏度时,不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值,还需知道其他支路短路电流分布情况;不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值,还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值;不仅要计算三相短路电流,而且也要计算两相短路电流,或根据需要计算单相接地电流等。第十六页,本课件共有35页(1 1)短路点的选取短路点为各级电压母线、各
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