工厂供电 第五章 短路电流

1、短路故障的原因 运行中的电力系统或工厂供配电系统的相与相或者相与地之间发生的金属性非正常连接。概念：原因：系统中带电部分的电气绝缘出现破坏，而引起这种破坏的原因有过电压、雷击、绝缘材料的老化以及运行人员的误操作和施工机械的破坏、鸟害、鼠害等 短路故障的种类短路名称表示符号示 图短路性质特点单相短路(1)k不对称短路短路电流仅在故障相中流过，故障相电压下降，非故障相电压会升高两相短路)2(k不对称短路短路回路中流过很大的短路电流，电压和电流的对称性被破坏两相短路接地) 1 , 1 (k不对称短路 短路回路中流过很大的短路电流，故障相电压为零三相短路) 3(k对称短路三相电路中都流过很大的短路电流

2、，短路时电压和电流保持对称，短路点电压为零 短路参数短路计算的目的：为了正确选择和校验电气设备，准确地整定供配电系统的保护装置，避免在短路电流作用下损坏电气设备，保证供配电系统中出现短路时，保护装置能可靠动作。无限大容量电力系统，指其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本保持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%10%，或电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。最严重情况时短路全电流的波形曲线图短路计算的短路参数) 3(I 短路后第一个周期的短路电流周期分量的

3、有效值，称为次暂态短路电流有效值。) 3(shi短路后经过半个周期（即0.01s）时的短路电流峰值，是整个短路过程中的最大瞬时电流。这一最大的瞬时短路电流称为短路冲击电流。(3)shI三相短路冲击电流有效值，短路后第一个周期的短路电流的有效值。) 3(kI) 3(KS 三相短路电流稳态有效值次暂态三相短路容量短路计算的公式对于高压电路的短路 ) 3() 3(sh55. 2Ii ) 3() 3(sh51. 1II 对于低压电路的短路 ) 3() 3(sh84. 1Ii ) 3() 3(sh09. 1II 短路的形式(虚线表示短路电流路径)第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限

4、大容量电电源系统供电时短路过程的分析5.2.1 5.2.1 无限大容量电源系统的定义无限大容量电源系统的定义1.电源容量为无限大时,外电路发生短路所引起的功率改变对于电源来说是微不足道的,电源的电压和频率恒定.2.无限大容量电源系统可看作是由无限个有限功率电源并联而成,因而内阻为零,电源电压保持恒定. 实际:系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%10% 电力系统容量超过用户供电系统容量50倍5.2.2 5.2.2 无限大容量电源系统三相短路的物理过程无限大容量电源系统三相短路的物理过程第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析 a)三相电路图 b

5、)等效单相电路图无限大容量电力系统中发生三相短路 第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析突然短路时电路的方程式:求解方程可得短路电流瞬时值为:)sin(tUmdtdiLRikketkkpmkIpmtIi)sin()sin(Im)sin(短路电流 由两部分组成：1）短路电流的稳态分量 周期分量2）短路电流的暂态分量 非周期分量或自由分量kinppkiii第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析产生非周期分量的原因：电路中有电感存在。当非周期分量衰减完，短路电流的暂态过程结束而进入短路的稳

6、定状态稳态短路电流。)()sin(Im)0(ktnpIpmi无限大容量系统发生三相短路时的电压、电流变动曲线 电路中存在电感，发生短路后，电流不能突变，有一个过渡过程即短路暂态过程。第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析5.2.3 5.2.3 短路计算的有关参数短路计算的有关参数次暂态短路电流- ,是指短路瞬时,短路电流周期分量为最大幅值时所对应的有效值 I短路冲击电流- 短路全电流的最大瞬时值shishshKiIe 01. 02Im)1 (shK为短路电流冲击系数:高压供电系统 Ishi 55. 2在1000KVA及以下电力变压器二次侧及低压电路中8 . 1shK3 . 1shKIshi 84. 1第二节第二节 无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析无限大容量电电源系统供电时短路过程的分析短路冲击电流有效值- 指短路后第一个周期的短路全电流有效值.Ish高压供电系统中, 时,8 . 1shkIshI 51. 1低压供电系统中,3 . 1shkIshI 09. 1短路稳态电流-I指短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流的有效值II 短路稳态电流KIII （无限大容量