防雷与接地装置

关于防雷与接地装置第一节概述一、短路及其种类1、短路：指一切正常运行之外的相与相之间或相与地之间的连接。2、短路的种类：三相短路：；事故几率，5%两相短路：；事故几率，10～15%单相接地短路：；事故几率，65～70%两相接地短路：；事故几率，10～20%第2页,共35页，星期六，2024年，5月二、短路发生的原因（不可避免性）1、设备或装置存在隐患。如绝缘材料陈旧老化、绝缘机械损伤、设备缺陷未发现和消除、设计安装有误。2、运行、维护不当。如不遵守操作规程，技术水平低，管理不善等。3、自然灾害。如雷击、风、雨、雪、飞禽走兽。

三、短路的后果及相应的防范措施短路的后果：1、电动力效应。可能引起设备变形、扭曲、断裂。2、热效应。可能导致设备短时过热，烧坏设备，甚至危及工作人员。3、磁效应。产生电磁干扰。4、电压效应。可能使电网电压下降。第3页,共35页，星期六，2024年，5月防范措施：

1、设法消除可能引起短路的一切原因。

2、发生短路后尽快切除故障部分，快速恢复电网电压。

3、增大短路回路阻抗以限制短路电流数值（常用电抗器）。四、短路电流计算的目的与计算假设1、短路电流计算的目的：

1）选择和校验电气设备。

2）进行继电保护装置的选型与整定计算。

3）分析电力系统的故障及稳定性能；选择限制短路电流的措施。

4）确定电力线路对通信线路的影响。

5)确定分裂导线间隔棒的间距。

2、短路电流计算的基本假设：

1）电力系统在正常工作时三相是对称的。

2）所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保持不变。

3）电力系统各元件的电容和电阻略去不计，只计电抗。

4）各元件的电抗在短路过程中保持不变。

第4页,共35页，星期六，2024年，5月第二节标幺值一、标幺值的定义标幺值是某电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比。

第5页,共35页，星期六，2024年，5月第6页,共35页，星期六，2024年，5月第7页,共35页，星期六，2024年，5月第8页,共35页，星期六，2024年，5月第三节电力系统各元件的电抗和等值电路

高压网络的短路电流计算一般只考虑同步发电机、电力变压器、架空线路与电缆线路及电抗器等主要元件的电抗。一、同步电机同步发电机的等值电路可用相应的电动势与电抗串联起来表示。（一）标幺额定值从产品目录技术参数中获取，无技术参数时查表：第9页,共35页，星期六，2024年，5月第10页,共35页，星期六，2024年，5月（二）有名值（三）标幺基准值第11页,共35页，星期六，2024年，5月二、电力变压器（一）双绕组变压器铭牌参数有：额定容量，额定电压：短路电压百分数：1、标幺额定值2、有名值：第12页,共35页，星期六，2024年，5月3、标幺基准值（二）三绕组变压器铭牌参数有：额定容量，额定电压：，绕组间的短路电压百分数、、。各绕组电压百分数为第13页,共35页，星期六，2024年，5月各绕组电抗的有名值：标幺基准值：第14页,共35页，星期六，2024年，5月三绕组变压器及其等值电路图：第15页,共35页，星期六，2024年，5月三、电抗器电抗器的作用：限制短路电流。其等值电路用电抗表示。与电抗有关的铭牌参数有：电抗百分数：额定电压和额定电流。（一）电抗有名值：（二）标幺基准值第16页,共35页，星期六，2024年，5月四、架空线路和电缆线路（一）架空线路电抗有名值：电抗标幺基准值：第17页,共35页，星期六，2024年，5月补充：将原处于U1级的阻抗折算到U2电压级的计算方法是：第18页,共35页，星期六，2024年，5月短路电流的计算步骤第19页,共35页，星期六，2024年，5月一、作计算电路图1、以电气主接线为基础：只作G（发电机），T（变压器），WL（电抗器），L（线路）的符号，其连接顺序不变。2、标示各元件文字符号，计算编号，有关参数（U）。3、根据计算目的，标出计算短路点。第20页,共35页，星期六，2024年，5月二、作初始等值电路1、作出短路回路。即从电源到计算短路点的全部网络，中间流过短路电流的回路。2、每一计算短路点对应唯一短路回路。3、各元件用电抗符号表示：有源元件包括电势和电抗。4、通过电抗计算，各元件参数用分数表示：第21页,共35页，星期六，2024年，5月因为高压电路的短路电流计算均采用标幺基准值，算式中电抗符号的脚码可只标编号而省略标幺基准值符号。三、等值电路图的简化（计算过程）将初始等值电路图逐步进行等值变换，直到只有一个总电源经一个总电抗至短路点的最简等值电路图1、串联等值电抗：X=X+X+……+X2、第22页,共35页，星期六，2024年，5月2、并联等值电抗：

3、Δ→Y：第23页,共35页，星期六，2024年，5月四、根据系统容量求三相短路电流1、无限大容量电力系统2、有限大容量电力系统第24页,共35页，星期六，2024年，5月第25页,共35页，星期六，2024年，5月第26页,共35页，星期六，2024年，5月一、有限容量的概念在电力系统中发生短路时，在很多情况下，供电系统的母线电压是下降的。所以，大多数情况下不能把所有的短路回路的电源都看成是无限大容量系统，而应看成是一个有限容量的等值发电机（发电机的容量为系统的总容量，阻抗为系统的总阻抗）供电的系统。二、有限容量系统三相对称短路分析

第六节有限容量发电机供电的电路内三相短路第27页,共35页，星期六，2024年，5月1、短路电流的周期分量在暂态过程中是变化的，但在其中任一周期内的变化可以忽略不计。次暂态短路电流：

t=0时，周期分量的起始有效值(I”(3))。稳态短路电流：短路的暂态过程结束后的短路电流()。2、短路电流非周期分量:

逐步衰减第28页,共35页，星期六，2024年，5月第29页,共35页，星期六，2024年，5月第30页,共35页，星期六，2024年，5月利用运算曲线计算短路电流的一般步骤：1、作出等值电路图，化简电路，求短路回路总电抗。2、将短路回路总电抗换算为计算电抗。3、根据计算电抗，查运算曲线得到短路电流周期分量的有效值，换算为有名值。四、短路电流其他各量的计算1、短路冲击电流第31页,共35页，星期六，2024年，5月Ksh=1.9，机端短路；Ksh=1.85，高压侧母线及发电机出口断路器处；Ksh=1.8，远离发电厂。

2、短路全电流短路全电流的最大有效值为：例题见书，156页第32页,共35页，星期六，2024年，5月第七节短路电流的限制方法一、短路电流限制的目的1、在大容量发电厂和电力网中，避免电气设备选择困难。2、在中小容量发电站中，为了能选用轻型的开关电器与较小截面的电缆和母线，有时也需采取某些限制短路电流。3、接于较大容量的配电变压器的低压网络，常有必要将其低压主母线的短路电流限制在一定数值，以满足低压电气设备的选择要求。第33页,共35页，星期六，2024年，