3短路电流计算PPT学习教案

1、会计学1 3短路电流计算短路电流计算PPT课件课件 第1页/共92页 第2页/共92页 n影响电力系统运行的稳定性，可 使并列运行的发电机组失去同步， 造成系统解列 n单相短路和两相短路电流会产 生较强的不平衡交变磁场，产生 电磁干扰，影响周围通信线路和 电子设备的正常工作 第3页/共92页 第4页/共92页 A BC k（3） Ik（3） A BC k（2） Ik（2） C A B k（1）Ik（1） A BC k（1）Ik（1） 三相短路单相接地短路 两相短路 单相短路 无中性线系统有中性线系统 第5页/共92页 两相接地短路 A BC k（1.1） Ik（1.1） 在电力系统中，发生单相

2、短路故障的几率最大，发生三相短路的可能性最小，但三相短路电流最大，造成的危害最严重。因此，为了使电力系统的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，在选择和校验电气设备用的短路计算中，常以三相短路计算为主。 第6页/共92页 第7页/共92页 力系统变电所馈电母线上的电 压能基本维持不变。 n等效条件 n电源总阻抗 510短路 电路总阻抗（无阻抗） n电力系统容量 50用户供电 系统用电容量（大容量） 第8页/共92页 tUu mA sin 120sin tUu mB kl R 120sin tUu mC kl L kl R kl L kl R kl L a i b i c i 3 k R

3、L R L R L kl R kl L k i 3 k R L tUu mA sin 单相等效电路 第9页/共92页 正常工作时： tIitUu mm sin;sin 三相短路时： dt di LiRtUu k klkklm sin 解线性非齐次微分方程得： fifi T t klzm T t kl kl m k cetIcet Z U i sinsin 2 2 klklkl LRZ 电路中每相短路阻抗 kl kl fi R L T 短路后回路的时间常数 kl 短路电流与相电压之间的相角 zm I 三相短路电流周期分量的幅值 第10页/共92页 当t0，发生三相短路的瞬间，电流不能突变，则有：

4、 0 0 sinsin sinsin fiklzmm mklzmk iIIc IcIi 因此，三相短路电流全电流瞬时值 为： fiz T t fiz T t klzmmklzmk iieii eIItIi fi fi 0 sinsinsin z i 短路电流的周期分量 fi i 短路电流的非周期分量 0fi i 短路电流非周期分量初始值 第11页/共92页 三相短路时电压、电流波形 第12页/共92页 短路全电流最大瞬时值分析短路冲击电流 fi T t klzmmklzmk eIItIi sinsinsin 短路前为空载，则： 0 m I 电路的感抗X比电阻R大得多，则： 90 kl 短路发生

5、于某相电压瞬时值过零时，则： 0 fi fi T t zmzmk T t zmzmk eItIi eItIi 90sin 90sin090sin 当 t=0.01s时，电路电流出现瞬时最大值： fi T zmsh eIi 01. 0 1 第13页/共92页 短路冲击电流：短路全电流中的最大瞬时值 zshzmsh T zmsh IkIkeIi fi 21 01. 0 klkl fi XR T sh eek 01. 0 01. 0 11 冲击系数 短路阻抗为纯电感时： 2 sh k 短路阻抗为纯电阻时： 1 sh k 因此，取： 21 sh k 高压系统： zzshshshfi IIkiksT55

6、. 22, 8 . 1,045. 0 低压系统： zzshshshfi IIkiksT84. 12, 3 . 1,008. 0 第14页/共92页 短路电流有效值：某一瞬时 t 的短路全电流有效值 Ikt 是以时间 t 为中点的一个周期内 iz 的有效值 Iz 和 ifi 在t时刻瞬时值 ifit的方均根值。 22 tfiztkfizk iIIiii 短路冲击电流有效值：当 t0.01s 时短路全电流的有效值 zmshzmzmtfizm T zmzmsh IkIIiIeIIi fi 1 01. 0 01. 0 2 2 01. 0 2 121 shztfizsh kIiII 高压系统： 686.

7、 1,51. 1, 8 . 1 shshzshsh IiIIk 低压系统： 692. 1,09. 1, 3 . 1 shshzshsh IiIIk 第15页/共92页 稳态短路电流：t 时，非周期分量衰减完毕，短路全电流就是短路电流周期分量，称之为稳态短路电流，以 I 表示其有效值，则有 I = Ikt 短路次暂态电流：短路后第一个 周期性短路电流分量的有效值。 如果电源电压维持恒定，则短路后任何时刻的短路电流周期分量始终不变 Izt=0 = Izt = I = Iz 习惯上把这 短路电流 周期分量有效值写作 Ik 第16页/共92页 第17页/共92页 22 )3( 3 klkl av k

8、XR U I 电源至短路点间的电阻和电抗，且归算至短路点所在段的平均额定电压等级下。 klkl XR , 短路点所在网路段的平均额定电压（短路计算电压），一般取1.05UN（按最严重短路情况考虑）。 av U 第18页/共92页 高压系统： klklklklklkl XZXRXR ,3 低压系统： klklklklklkl RZRXRX ,3 此时，计算误差不超过15，在工程计算中及设备选取时完全允许。 阻抗及短路电流的计算方法 欧姆法（有名单位制法，有名值法）：短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名，一般用于低压电网的计算。 标幺值法（相对单位制法）：短路计算中的有关物理量是采用标幺值

9、即相对单位而得名，一般用于高压电路短路计算。 第19页/共92页 （一）标幺值法 值同单位）值同单位）该量的基准值（与实际该量的基准值（与实际 位）位）该量的实际值（任意单该量的实际值（任意单 某物理量的标幺值某物理量的标幺值 基准值为： jjjj ZIUS, * ;ZIUIUS 各标幺值的关系可以表示为： * ;jXRZjQPS 复数量的标幺值可以表示为： avj j UU MVAS 均额定电压均额定电压短路点所在网路段的平短路点所在网路段的平 100 一般取： j j jj j j j j S U US U I U Z 2 3 第20页/共92页 （二）供电系统中各元件电抗标幺值的计算 供

10、电系统中的主要元件包括：电源、输电线路、变压器、电抗器 和用户线路；低压电网中的低压母线、低压电流互感器一次线圈、低压断路器过电流脱扣线圈 及开关触头 等的阻抗计算。 1、输电线路 已知输电线路长度L，每公里电阻值为 r0，电抗值为 x0，短路所在区段的平均电压为 Uav，线路阻抗与短路点同一电压等级，则： 2 0 2 0 * 2 0 2 0 * 100 ; 100 avj j avj j U MVA lx U S lxX U MVA lr U S lrR 在短路计算中，下列物理量在工程上一般常采用以下单位： 电流（kA），电压（kV），短路容量（MVA）， 设备容量（kVA），阻抗（） 第2

11、1页/共92页 证明：多级电压供电系统，阻抗的标幺值不需要进行归算 Uav1 L1 Uav2Uav3Uav4 L2L3L4 T1T2T3 uk1uk2uk3 k（3） 取基准容量为 Sj，基准电压为 Uj =Uav4，第一区段的 XL1 归算至短路点的电抗值XL1及其标幺值为： * 1 2 1 1 2 4 1 1 * 1 2 3 4 2 2 3 2 1 2 11 L av j L av j L j L L av av av av av av LL X U S X U S X Z X X U U U U U U XX 选取了短路段平均电压为基准电压后，元件电抗标幺值就只与元件所在段 的平均电压有

12、关，而与短路点发生在哪一段无关。 第22页/共92页 2、变压器 变压器电抗标幺值： TN j k j j TN TNk j T T TN TTN TN TTN k S S u U S S Uu Z X X U XS U XI u 100 % 100 % 100100 3 % 2 2 * 2 变压器电阻标幺值： 22 2 * 2 2 2 3 33 TN j k j j TN TN k j T T T TN TN T TN TN TTNk S S P U S S U P Z R R R U S R U S RIP 第23页/共92页 3、电抗器限制短路电流的电感线圈 电抗器标幺值： 铭牌数据 ：

13、额定电抗百分数XLR，额定电压UNL（kV），额定电流INL（kA） LRNLRN j LR j j LRNLRN LRNLR j LR LR LRN LRLRNLRN LRN LRLRN LR IU S X U S IU UX X X X U XIU U XI X 3100 % 3100 % 100 3 100 3 % 2 2 * 2 第24页/共92页 k j av j k av j S S S S U S S U Z X X 2 2 * 4、电源电力系统 电力系统的电阻相对于电抗来说很小，因此一般不计电阻，只计电抗： k av S S U X 2 高压馈电线的短路计算电压，短路点额定平均

14、电压 av U 系统出口断路器的断流容量，可查阅断路器手册，若只有开断电流 Ik 数据，按 Sk= 31/2 Ik UN计算 k S 已知电力系统变电站出口断路器处的短路容量为 Sk（MVA），基准容量为 Sj ，则系统电抗的标幺值是： 第25页/共92页 （三）电源至短路点的总电抗 画出由电源至短路点的等效电路图： Uav1 L1 Uav2Uav3Uav4 L2L3L4 T1T2T3 uk1uk2uk3 k（3） )3( k * 1 1 L X * 1 2 T X * 2 4 T X * 3 5 L X * 3 6 T X * 4 7 L X * 2 3 L X 根据元件间的串、并联关系求解

15、总阻抗标幺值： * 4 * 3 * 3 * 2 * 2 * 1 * 1 * LTLTLTL XXXXXXXX 第26页/共92页 （四）短路参数的计算（Ik、Sk、Ish、ish） 由： 取基准电压 Uj=Uav，则 X U I av k 3 )3( 得： j j av j k k X U X U I I I 33 )3( *)3( * *)3( 1 XX X I j k * *)3( * )3( * )3( 1 3 3 X S X S S X IU IU k j k jav kav * *)3()3( X I III j jkk )3( k S 三相短路容量（断开容量或遮断容量），用来校验所

16、选断路器的断流能力，或是否满足可靠工作的要求。 第27页/共92页 状态也分列运行，总的短路阻 抗变大，短路电流也相应减小。 n在工厂供电系统中，用最小 运行方式求Iz，供继电保护 校验灵敏度使用。 第28页/共92页 1、根据电路系统图画出系统示意图，将电路元件进行抽象； 2、选取电路的基准容量 Sj 和各个短路点的基准电压 Uj，计算出基准电流 Ij ； 3、计算最大运行系统 和最小运行系统 中电源、输电线路、变压器、电抗器的电抗标幺值，记入示意图中； 4、求解对应短路点的总电抗标幺值（包括最大运行系统和最小运行系统）； 5、求解对应短路点的三相短路电流标幺值； 6、求解其它短路参数：Ik

17、、ish、Ish、Sk 第29页/共92页 例：设供电系统图如图所示，数据均标在图上，试求 1 和 2 点处的三相短路电流。 k2(3) GS 37kV6.3kV 0.4kV T1 0.4/km0.08/km L2=1kmL1=5km T2 SL-3150/35 uk%=7 37/6.3kV SL-1000/5 uk%=5.5 6.3/0.4kV k1(3) Skmax(3)=200MVA Skmin(3)=166.7MVA 第30页/共92页 在发电机出口处发生短路时： 在远距离点短路时； )3()2( 5 . 1 kk II )3()2( 866. 0 kk II 第31页/共92页 第3

18、2页/共92页 X R sh ek 1 第33页/共92页 图38 冲击系数ksh与XR比值的关系曲线 第34页/共92页 三相短路电流的计算 (3) 22 3 () av z U I RX 400 av UV 电源至短路点的总阻抗包括变压器高压侧系统、 变压器、低压母线及配电线路等元件的阻抗及开 关电器、导线等的接触电阻和电弧电阻。 第35页/共92页 （一）低压电网中应计及的电阻、电抗（单位均为m） 1、变压器 变压器绕组的电阻折合到变压器二次侧的电阻 )( 3 3 2 2 2 2 2 .2 2 m S UP I P RRIP TN TNTNCu TN TNCu TTTNTNCu TNCu

19、 P 变压器额定负荷下的短路损耗（kW） 2TN U 变压器二次侧的额定电压（V） TN S 变压器额定容量（kVA） 第36页/共92页 变压器阻抗 )( 100 % 33 100 % 2 2 2 2 2 2 2 22 1 11 m S Uu Z U ZS U ZI U ZIu TN TNk T TN TTN TN TTN TN TTNk 变压器电抗 22 TTT RZX 2、刀开关及低压断路器触头的接触电阻，查表4-1 3、开关过电流线圈及多匝式互感器线圈电阻及电抗，查表4-2 电流互感器一次线圈阻抗（二次侧开路），查表4-3 4、长度在1015m以上的母线及电缆，查相关的附表数据 第37

20、页/共92页 （二）三相阻抗相同的低压配电系统短路电流计算 22 )3( 3 XR U I av z av U 低压侧平均电压，取400V XR , 电源至短路点的总电阻及总电抗（m） 3 z I 三相短路电流周期分量有效值（kA） 三相短路冲击电流及其有效值的计算： )3()3( 84. 12 zzshsh IIki )3( 2 )3( 09. 1121 zshzsh IkII 第38页/共92页 （三）三相不接地系统中只在其中一相或两相装设电流互感 器 )3( k A TA X A C TA TA R TA X R BC Q B相短路电流为： 22 )3( 3 XR U I av Bz 用

21、来校验低压断路器的最大短路容量。 AB相间或BC相间短路电流为： 2 2 )3()3( 22 TATA av BCzABz XXRR U II 用来校验电流互感器的稳定度 或相间短路保护的灵敏度。 第39页/共92页 1、根据电路系统图求解从电源端变压器到短路点的各个电气设备的阻抗值，包括：变压器、母线、电缆或架空线、各种开关的接触电阻、串接在电路中的线圈（断路器过电流线圈、电流互感器一次绕组侧线圈） 2、求解最严重情况下（不考虑两相或一相电流互感器线圈时）对应短路点的三相短路电流值 Ik 。 3、求解考虑两相或一相电流互感器线圈 时对应短路点的三相短路电流值 Ik 。 4、根据短路的电阻 R

22、 和电抗 X ，求解冲击系数 ksh 。 5、求解其它短路参数：ish、Ish、Sk 第40页/共92页 例：求下图中工厂车间变电所中k（3）点的短路电流，电流互感两相接。 M M M s S kWPuSL TNCuk 4 . 9, 5 . 5%,10/560 7 mlmmaTMYB mlmmaTMYB 1,250, 440 6,250, 650 22 11 ml5 . 02 2 m5 . 0 m5 . 0m5 . 0m5 . 0 5/150 1 LQC TA ml mma TMY 7 . 1 120 330 3 89. 0cos 91. 0 803 kW 其它负载 电缆 阻抗 忽略 第41页

23、/共92页 在发电机出口处发生短路时： 在远距离点短路时； )3()2( 5 . 1 kk II )3()2( 866. 0 kk II 两相短路 单相短路 单相接地故障电流 相线与中性线之间短路的单相短路电流 Z Ik 220 )1( 第42页/共92页 第43页/共92页 对称分量法指出，如果某组三相不对称的相量 , 可将每相的量分解为正序、负序和零序三个分量之和：即 , ABC FFF 120 120 120 AAAA BBBB CCCC FFFF FFFF FFFF 2 1 2 2 0 1 () 3 1 () 3 1 () 3 AABC AABC AABC FFaFa F FFa Fa

24、F FFFF 式中， 0 120 13 22 j ae 一 、对称分量法 第44页/共92页 A0 A2 A1 2 2 C B A 1 1 111 F F F F F F A120ABC FTF ABC 1 A120 FTF 111 1 1 3 1 2 2 1 T 第45页/共92页 二、利用对称分量法分析供电系统中不对称短路 图310 用对称分量法分析供电系统的不对称短路 a）供电系统不对称短路的计算图 b)正序网络 c) 负序网络 d)零序网络 第46页/共92页 k0 k2 k1 0 2 1 k0 k2 k1 .0.0 0.0 0.0. I I I jX jX jX U U U 三序网络

25、的方程为 k0 k2 k1 0 2 1 k0 k2 k1 .0.0 0.0 0.0. 0 0 I I I jX jX jX U U U E 第47页/共92页 三、供电系统元件的各序阻抗 (1)正序阻抗 正序阻抗即各个元件在三相对称工作时的基波 阻抗值，也就是在计算三相对称短路时所采用的阻抗值。 (2)负序阻抗 因交流电路中同一静止元件相与相之间的互感抗与 相序无关，故各元件的负序阻抗与正序阻抗相等，即X2=X1，如架 空线、电缆、变压器和电抗器等。至于作为负荷的主要成分的感 应电动机，其负序电抗可近似地认为等于它的短路电抗对其额定 容量的标幺值，此值在0.20.5之间。 （3）零序阻抗 供电

26、系统各类元件各序电抗值如表3-1所示。 表3-1各类元件的平均电抗值（见教材74页） 第48页/共92页 图311 双绕组变压器计算零序电抗时不同接法示意图 变压器的零序电抗决定于其绕组接法和结构 第49页/共92页 图312 不同接线方式 情况下变压器 的零序等效电 路 第50页/共92页 四、不对称短路的计算方法 A120ABC UTU A120ABC ITI A0 A2 A1 0 2 1 A0 A2 A1 0 0 I I I jX jX jXE U U U 由以上公式加上供电系统发生不对称短路时的初始条件 ，即可求出在供电系统中发生不对称短路时的短路参数。 第51页/共92页 五、正序等

27、效定则 正序等效定则： 不对称短路下最大一相短路电流用正序短路电流分量来表示的方法。 a1 (n) k1 XX E I a1 )( )( k1 )(n) Z XX Em ImI n nn 供电系统不对称短路电流计算步骤： 1)求出短路点至供电电源的序阻抗，作出各序等效网络图， 忽略电阻，可得X1、X2、X0。 2)根据短路类型从表查出Xa和m(n)的算式，进行计算。 3)求出短路参数 等。 (n) Z I 第52页/共92页 第53页/共92页 * X M G S 3 k )3( sh i Msh i A * M E * M X MNMsh MNMsh M M Msh IkC Ik X E i

28、 * * 2 * M E 电动机的次暂态电动势标幺值，一般为0.9 * M X 电动机的次暂态电抗标幺值， 2 . 01 * MstM IX * Mst I 电动机起动电流对额定电流的标幺值 MN I 电动机的额定电流 Msh k 短路电流冲击系数，高压电动机（310kV）取1.61.4，低压电动机（380V）取1。 电动机类型电动机类型EM*XM*C 感应电动机感应电动机0.90.26.5 同步电动机同步电动机1.10.27.8 同步补偿机同步补偿机1.20.1610.6 综合性负荷综合性负荷0.80.353.2 第54页/共92页 电动机的反馈电流衰减得很快，因此只考虑其对电路短路冲击电流

29、的影响。 Mshshsh iii 33 p 在实际工程计算中，如果在短路点附近所接的容量在100kW以上的感应电动机或总容量在100kW以上的电动机群，当 ishM 值为短路冲击电流的5以上时需考虑其影响。 p GB500541995低压配电设计规定：当短路点附近所接电动机额定电流之和 超过 短路电流的1时，应计入电动机反馈电流的影响。 第55页/共92页 第56页/共92页 处在空气中的两平行导体分别通以 i1，i2（A）的电流时，两导体间产生的电磁互作用力，即电动力为： )(102 7 21 N a l ikiF l 平行敷设的两导体的相邻支持点间的距离，即档距（m） a 两导体轴线间的距

30、离（m） k 与载流体的形状和相对位置有关的形状系数 圆形、管形导体： 1 k 矩形母线或导体： 根据 ， hb ba h b m b h a a b h 第57页/共92页 三相短路时导体受到的最大电动力 A B C ikA ikB ikC FAB FBA FCB FBC FAC FCA a a 当三相载流导体敷设在同一平面上时，中间相受力最大。 )(103 7 2 33 N a l ikF sh 两相短路时，产生的冲击力为： )(102 7 2 22 N a l ikF sh 32 866. 0FF 第58页/共92页 n 电器设备的动稳定度校验(p93) 1、一般电器的动稳定度校验 )3

31、()3( , shetshet IIii etet Ii , 制造厂提供的最大试验电流，即设备极限通过的电流幅值（查设备手册得到）。 TAN sh d I i K 1 )3( 2 d K 某些电气设备（如电流互感器）由制造厂家提供的动稳定倍数 TAN I 1 电流互感器一次侧的额定电流 第59页/共92页 2、绝缘子的动稳定度校验条件 )3( cal FF al F 绝缘子的最大允许负荷（查手册）或0.6抗弯破坏复合值 )3( c F 三相短路时作用于绝缘子上的计算力 )(103 7 2 333 N a l ikFFc 母线平放时： )3()3( 4 . 1FFc 母线竖放时： 3、电缆的机械

32、强度很好，无需校验其短路的动稳定性 第60页/共92页 4、硬母线的动稳定度校验条件(p97) M cal al 母线材料的最大允许应力（N/m2）。TMY为140Mpa ，LMY为70MPa 。 M 母线通过 ish（3）时所受弯曲力矩 8 3 lFM 母线档数为 12 时： 10 )3( lFM 母线档数 2 时： 母线的截面系数 l 母线的档距 c 母线通过 ish（3）时所受的最大计算应力 b h b h 6 2h b 3 1 . 0 d d 第61页/共92页 例：母线的动稳定度校验 380V侧母线上接有380V感应电动机组250kW，平均cos=0.7，=0.75； 母线上Ik(3

33、)=31.4kA，ish(3)=57.8kA； 母线用LMY10010的硬铝母线，水平平放，档距为900mm，档数大于2，相邻两母线的轴线距离为160mm。 试校验其动稳定度。 如果不满足要求可以采用下面的方法改进： 限制短路电流；变更母线放置方式增大截面系数；增大母线相间距离；减小绝缘子间的跨矩；增大母线截面。 第62页/共92页 0 t 0 N k 0 t 1 t N k 正常运 行 0t0 短路运 行 t0t1=t 短路切除 t1 保护装置动作 时温度 短路温升 额定温度 载流导体周围 介质温度 额定温升 热稳定性校验： max Nk 不同的载流导体最大允许温度如p90，表4-6所示。

34、第63页/共92页 k的分析与求解问题 的分析与求解问题短路假想时间短路假想时间 短路电流作用下发出的热量： RdtIQ t t ktk 1 0 2 24. 0 导体电阻 短路全电流有效值 由于Ikt常数，工程上以短路稳态分量的有效值I代替Ikt，则： kfikzjfijzjk QQttRIRtIQ 22 24. 024. 0 j t 短路电流作用的假想时间 jz t 短路电流周期分量作用的假想时间 jfi t 短路电流非周期分量作用的假想时间 kz Q 短路电流周期分量在短路过程中产生的热量 kfi Q 短路电流非周期分量在短路过程中产生的热量 第64页/共92页 jz t 短路电流周期分量

35、作用的假想时间 由于无限大容量系统中短路电流的周期分量保持不变，因此，周期分量的假想时间 tjz 与短路电流的持续时间 t 相同。 QFbjz tttt 保护装置的动作时间 QF t 断路器切断电路的实际动作时间（固有分闸时间） 在缺乏数据且保护装置无延时要求时： 一般的高压断路器（慢速断路器）：t=0.2s 快速及中速断路器（如真空断路器、SF6断路器）：t=0.10.15s 第65页/共92页 jfi t 短路电流非周期分量作用的假想时间 考虑最坏短路时的情况，非周期分量短路电流产生的热量为： jfi T t fiz t T t fiz t T t z t T t z t fikfi tR

36、IeRTI eRTIdteRI RdteIRdtiQ fi fifi fi 2 2 2 0 2 2 0 2 2 2 00 2 24. 0124. 0 24. 0224. 0 224. 024. 0 当 t0.1s，Tfi=0.05s时， s I I t z jfi 05. 005. 0 2 第66页/共92页 当 t1s 时，非周期分量产生的热量可以忽略。 05. 0 QFbjfijzj ttttt 假想时间： 第67页/共92页 n 一般电器设备热校验 ttIItItI jtjt , 22 其中，It 和 t 是出厂试验测定的，表示设备在 t 时间内允许通过的热稳定电流为 It 。 n 电流

37、互感器的热稳定度条件(附表30) jTANt tItIk 2 2 1 t k 产品目录中给定的热稳定倍数 TAN I 1 电流互感器一次侧额定电流 t 由产品目录中给定的热稳定时间 第68页/共92页 k的分析与求解问题M=f（）曲线 短路过程的热平衡方程： k N dcAll A tI j 2 24. 0 导体材料的密度 导体比热容 导体材料的电阻率 1 0 为0度时的电阻率， 是 的温度系数 0 0 为0度时的比热容， 是 的温度系数 1 0 cc 0 c 0 c 第69页/共92页 Nkjj MMAtIdcAll A tI k N 222 24. 0 )/(1ln 24. 0 )/(1l

38、n 24. 0 22 2 0 0 22 2 0 0 mmsA c M mmsA c M NNN kkk )/(1ln 24. 0 22 2 0 0 mmsA c fM M=f（）曲线见教材p80，图3-17 第70页/共92页 n 利用M=f（）曲线进行热校验方法一 p 查表4-6，得导体正常负荷 时的允许温度N（或已知）和短路允许的最高温度Nmax。 p 由图4-18查得对应导体的 MN 值，并估算假想时间 tj 。 p 利用 ，求解 Mk p 由图3-17查得对应导体的 k 值。 p 校验条件：温度验证条件 Nmax k。 p 适用于母线及绝缘导线和电缆等导体的热稳定度校验 jNk t A

39、 I MM 2 第71页/共92页 例：某变电所380V侧铝母线为LMY-10010。已知此母线三 相短路时Ik(3)=34.57kA，短路保护动作时间为0.6s，低压断 路器的断路时间为0.1s，母线正常运行时最高温度为55度 。试校验该母线的短路热稳定度。 注：对下述的情况不需要校验其热稳定性 1、对熔断器保护 的载流导体，或有高阻抗限制的电路（如电 压互感器） 2、用母线或电缆对某一单独、次要的电气设备供电，当发生 短路时不致产生火灾，且载流元件易于更换时（其中包括10kV 以下，750kVA以下有备用的车间变电所变压器） 第72页/共92页 级、熔断器的上下级选择性配合等进行选 择。

40、第73页/共92页 选择高压电器时应校验的项目 电器名称电器名称 额定额定 电压电压 额定额定 电流电流 额定断额定断 流能力流能力 短路电流校验短路电流校验 环境环境 条件条件 其他其他 动稳态动稳态 热稳态热稳态 断路器断路器操作性能操作性能 负荷开关负荷开关操作性能操作性能 隔离开关隔离开关操作性能操作性能 熔断器熔断器上下级配合上下级配合 限流电抗限流电抗 电流互感器电流互感器准确等级准确等级 电压互感器电压互感器准确等级准确等级 支持绝缘子支持绝缘子 穿墙套管穿墙套管 母线母线 电缆电缆 第74页/共92页 高压断路器的选择与校验 试选择某10kV高压进线侧的高压户内少油断路器的型号

41、规格。已知：进线计算电流为340A，10kV母线的三相短路电流周期分量有效值 Ik(3)=5.7kA，继电保护的动作时间为1.2s。 根据电路额定电压、额定计算电流及短路电流周期分量选择户内少油断路器的型号规格。 查附表25，得SN10-10 技术数据 序序 号号 安装地点的电气条件安装地点的电气条件SN10-10技术数据技术数据 项目项目数据数据项目项目数据数据结论结论 1UN10kVUNQF10kV合格合格 2Ic340AINQF630A合格合格 3Ik(3)5.7kAINkQF16kA合格合格 4ish(3)2.555.7=14.5kAimax40kA合格合格 5I(3)2tj5.721

42、.31=42.56It2t1622=512合格合格 tj=tb+tQF+0.05=1.2+0.06+0.05=1.31s 第75页/共92页 高压隔离开关的选择与校验 试选择某10kV高压进线侧的高压隔离开关的型号规格。已知：进线计算电流为340A，10kV母线的三相短路电流周期分量有效值 Ik(3)=5.7kA，继电保护的动作时间为1.2s。 序序 号号 安装地点的电气条件安装地点的电气条件隔离开关数据隔离开关数据 项目项目数据数据项目项目数据数据结论结论 1UN10kVUNQS 2Ic340AINQS 3Ik(3)5.7kAINkQS 4ish(3)2.555.7=14.5kAimax 5

43、I(3)2tj5.721.31=42.56It2t tj=tb+tQF+0.05=1.2+0.06+0.05=1.31s 第76页/共92页 高压熔断器的选择与校验 （附表27，附表33） 高压熔断器有户内和户外型两种，熔断器额定电压一般不超过35kV。 熔断器没有触头，而且分断短路电流后熔体熔断，故不必校验动稳定和热稳定，仅需按照安装地点额定电压、电流条件、选择并校验断流能力。此外，还需校验上下级熔断器的配合要求。 高压熔断器在选择时，要注意以下几点： 户内型熔断器主要有RN1型和RN2型，RN1型用于线路和变压器的短路保护，而RN2型用于电压互感器保护。 RN型熔断器的额定电压应与线路额定

44、电压相同，不得降低电压使用。 第77页/共92页 户外型跌落式熔断器，如RW4，需校验断流能力上下限值，应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值，而两相短路电流大于其下限值。 高压熔断器除了选择熔断器额定电流，还要选择熔体额定电流，熔体额定电流(1.52.0)IN，熔断器额定电流不应小于它所安装的熔体额定电流。 线路中熔断器上下级的配合按照熔断器安秒特性进行校验。 第78页/共92页 电流互感器的选择与校验（附表29，附表30） 电流互感器应按安装地点的条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般为5A）、准确度等级等条件进行选择，并校验动稳定性和热稳定性。 1、一次绕组的额定电压 2、一次

45、侧的额定电流，一般要大于或等于线路最大工作电流或线路变压器额定电流的1.21.5倍 3、按准确度等级允许的额定容量SNTA选定二次侧的接入负荷Z2 4、力稳定和热稳定校验 5、校验一次侧出线瓷帽的力稳定p96 第79页/共92页 电流互感器的准确度 电流互感器的准确度等级与二次侧所串接负荷有关，接入的负荷不得大于某一定的值（对于某一额定准确度等级会有规定的额定二次负荷），否则，准确度等级会降低。 一次侧出线瓷帽力稳定 瓷帽最大允许应力 7 2 )3( 10 2 3 a l iFF shal 其中，0.5的系数是考虑了互感器所受的外部冲击力在其绝缘瓷帽与间距为l的两绝缘子之间的分布系数。 第80

46、页/共92页 电流互感器的使用注意事项 p 工作时其二次侧不得开路，不允许接入熔断器。如果开路，铁心由于磁通剧增过热，产生剩磁，降低准确度，同时二次侧感应出危险高压，危及人身和设备安全。 p 二次侧有一端必须接地，防止一、二次侧绕组间绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危机人身和设备安全。 p 在连接时，要注意其端子的极性。GB1208-1997电流互感器规定，一次绕组端标P1、P2，二次绕组端标S1、S2，其中P1、S1为同名端。 第81页/共92页 电压互感器的选择与校验（附表31） 1、额定电压与供电电网的额定电压相同 2、合适的类型：户内型、户外型 3、准确度等级和二次侧负荷应满足下式关系 Si 和 cosi 为仪表并联线圈所耗功率及其功率因数。 4、电压互感器两侧均装有熔断器，故不需要进行短路的力稳定和热稳定校验。 n i iiiiTVN SSSS 1 22 2 sincos 电压互感器应按安装地点的条件及一次电压、二次电压（一般为100V）、准确度等级等条件进行选择。 第82页/共92页 电压互感器的使用注意事项 p 工作时其二次侧不得短路，一、二次侧都必须装设熔断器以进行短路保护