第3章_短路电流计算
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短路电流的计算方法短路电流是指电路中发生短路故障时的电流值。
短路故障指电路中两个或多个电气元件之间的绝缘失效或直接发生短路连接。
短路电流的计算方法需要考虑电源电压、电路阻抗、短路位置等因素。
下面将详细介绍短路电流的计算方法。
1.短路电流基本概念短路电流是指从电源到发生短路故障处的电流。
短路电流的大小直接取决于电源的供电能力和短路处的阻抗。
短路电流一般分为对称短路电流和非对称短路电流两种。
2.对称短路电流计算对称短路电流是指发生短路故障时,电流的各相之间的大小和相位差相同。
对称短路电流的计算一般通过复数法或者对称分量法来进行。
(1)复数法:首先需要获得正常工作条件下电路的电压和电流的复数表示形式,即用复数表示的幅值和相位。
然后根据发生短路故障时电路的分析,将短路电流的每一个分量都转换成复数,然后通过复数的叠加原理,将每个分量的复数相加得到短路电流的复数。
(2)对称分量法:对称分量法是将实际电流分解成对称分量和零序分量的和,其中对称分量包括正序、负序和零序的幅值,计算对称短路电流时只需要考虑对称分量。
对称分量法适用于计算对称短路电流较为复杂的电力系统。
3.非对称短路电流计算非对称短路电流是指发生短路故障时,电流的各相之间的大小和相位差不同。
非对称短路电流的计算需要考虑不同相电流的不同阻抗和各相电源之间的相位差。
非对称短路电流计算的方法有很多,比较常用的方法包括:(1)等效电路法:等效电路法是通过将非对称短路问题转化为等效电路的问题来进行计算。
首先根据故障点的实际情况,绘制等效电路图,然后根据等效电路的特性进行计算。
(2)解析法:解析法是通过对非对称电路进行解析计算,得到各相之间的电流和相位差。
这种方法一般适用于较为简单的电路。
(3)数值法:数值法是通过数值计算的方式来求解非对称短路电流。
数值法的计算过程较为繁琐,但是对于复杂的电路系统可以得到较为准确的结果。
总结:短路电流的计算方法需要根据具体的电路型号和故障情况进行选择。
1、短路电流的计算方法:1.1、两相短路电流计算公式:I=∑R=R1/K+Rb+R2∑X=Xx+X1/K+Xb+X2式中:I——两相短路电流,A∑R、∑X——短路回路内一相电阻、电抗值的总和,ΩXx——根据三相短路容量计算的系统电抗值,ΩR1、X1——高压电缆的电阻、电抗值,ΩKb——变压器变压比Rb、Xb——变压器的电阻、电抗值,ΩR2、X2——低压电缆的电阻、电抗值,ΩUe——变压器二次侧额定电压,V1.2、三相短路电流计算公式:I=1.15 I2、电缆线路短路保护2.1、1200V及以下电网中电磁式过电流继电器的整定2.1.1、保护干线装置公式:Iz≥IQe+Kx∑Ie式中:IQe——最大容量电动机额定起动电流,A,为电动机额定电流的6.0~7.0倍。
∑Ie——其余电动机额定电流之和,AKx——需用系数,取0.5~1.0,一般取1.0。
2.1.2、校验公式:≥1.5若线路上串联两台以上开关(其间无分支线路),则上一级开关整定值,也应按下一级开关保护范围最远点的两相短路电流来校验,校验灵敏度应满足1.2~1.5的要求,以保证双重保护的可靠性。
若校验不满足时,应采取以下措施:1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
2.2、电子保护器的整定:2.2.1、电磁起动器中电子保护器过流整定公式:Iz≤Ie当运行中电流超过Iz时视为过载,电子保护器延时动作;当运行中电流达到8Iz时视为短路,电子保护器瞬时动作。
2.2.2、校验公式:≥1.2若校验不满足时,应采取以下措施:1.加大干线或支线电缆截面。
2.设法减少低压电缆线路的长度。
3.采用相敏保护器或软起动等新技术提高灵敏度。
4.更换大容量变压器或采取变压器并联。
5.增设分段保护开关。
6.采用移动变电站或移动变压器。
第三章短路电流及其计算习题及答案第三章短路电流及其计算习题及答案3—1 什么叫短路?短路的类型有哪些?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?解: 短路是不同相之间,相对中线或地线之间的直接⾦属性连接或经⼩阻抗连接.短路种类有三相短路,两相短路,单相短路和两相接地短路.短路的原因主要有设备长期运⾏,绝缘⾃然⽼化,操作过电压,雷电过电压,绝缘受到机械损伤等.短路的危害:1 短路产⽣很⼤的热量,导体温度⾝⾼,将绝缘损坏.2 短路产⽣巨⼤的电动⼒,使电器设备受到机械损坏3 短路使系统电压严重减低,电器设备正常⼯作受到破坏.4 短路造成停电,给国家经济带来损失,给⼈民⽣活带累不便.5严重的短路将影响电⼒系统运⾏的稳定性,使并联运⾏的同步发电机失去同步,严重的可能造成系统解列,甚⾄崩溃.6 单相短路产⽣的不平横磁场,对附近的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.3-2.什么叫⽆限⼤容量系统?它有什么特征?为什么供配电系统短路时,可将电源看做⽆限⼤容量系统?答:⽆限⼤容量系统的指端电压保持恒定,没有内部阻抗和容量⽆限⼤的系统.它的特征有:系统的容量⽆限⼤.系统阻抗为零和系统的端电压在短路过程中维持不变.实际上,任何电⼒系统都有⼀个确定的容量,并有⼀定的内部阻抗.当供配电系统容量较电⼒系统容量⼩得多,电⼒系统阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%,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降低很⼩,此时可将电⼒系统看做⽆限⼤容量.3-3⽆限⼤容量三相短路时,短路电流如何变化?答:三相短路后,⽆源回路中的电流由原来的数值衰减到零;有源回路由于回路阻抗减⼩,电流增⼤,但由于回路内存在电感,电流不能发⽣突变,从⽽产⽣⼀个⾮周期分量电流,⾮周期分量电流也不断衰减,最终达到稳态短路电流。
短路电流周期分量按正弦规律变化,⽽⾮周期分量是按指数规律衰减,最终为零,⼜称⾃由分量。
3-4 产⽣最严重三相短路电流的条件是什么?答:(1)短路前电路空载或cosΦ=1;(2)短路瞬间电压过零,t=0时a=0度或180度;(3)短路回路纯电感,即Φk=90度。
第六讲短路电流计算(第三章)一、短路1.短路的种类及产生短路的原因电力系统在运行中,由于多种原因,难免出现故障,而使系统的正常运行遭到破坏。
根据运行经验,破坏电力系统正常运行的故障最为常见而且危害最大的是各种短路。
所谓短路是指不同电位的导体在电气上被短接。
在三相系统中,短路的基本类型有:三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路和单相接地短路等。
在煤矿井下供电系统中,只有三相和两相短路两种。
2.造成短路故障的原因⑴绝缘损坏。
电气设备年久陈旧,绝缘自然老化;绝缘瓷瓶表面污秽,使绝缘下降;绝缘受到机械性损伤;供电系统受到雷电的侵袭或者在切换电路时产生过电压,将电气装置绝缘薄弱处击穿,都会造成短路。
⑵误操作。
例如带负荷拉切隔离开关,形成强大的电弧,造成弧光短路;或将低压设备误接入高压电网,造成短路。
⑶鸟兽危害。
鸟兽跨越不等电位的裸露导体时,造成短路。
⑷恶劣的气候。
雷击造成的闪络放电或避雷器动作,架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倾倒等。
⑸其它意外事故。
挖掘沟渠损伤电缆,起重机臂碰触架空导线,车辆撞击电杆等。
3.短路的危害短路时系统的阻抗大幅度减小,而电流则大幅度增加。
通常短路电流可达正常工作电流的几十倍甚至几百倍。
⑴损坏电气设备。
短路电流产生的电动力效应和热效应,会使故障设备及短路回路中的其它设备遭到破坏;⑵影响电气设备的正常运行。
短路时电网电压骤降,使电气设备不能正常运行;⑶影响系统的稳定性。
严重的短路会使并列运行的发电机组失去同步,造成电力系统解列;⑷造成停电事故。
短路时,电力系统的保护装置动作,使开关跳闸,从而造成大范围停电。
越靠近电源,停电范围越大,造成的经济损失也越严重;⑸ 产生电磁干扰。
不对称短路的不平衡电流,在周围空间将产生很大的交变磁场,干扰附近的通讯线路和自动控制装置的正常工作。
4.计算短路电流的目的和任务为了使电力系统可靠、安全地运行,将短路带来的损失和影响限制在最小范围,必须正确地进行短路电流计算,以解决下列技术问题:(1)选择电气设备。