电力系统短路及短路电流计算

电力系统短路及短路电流计算参与人汇报人：•短路的定义和种类：•所谓短路是指电力系统中带电部分与大地之间，以及不同相的带电部分之间的不正常连接。（接地是设备碰到与大地等电位的就算接地短路）•短路的类型及符号•三相短路——•两相短路——•单相接地短路——•两相接地短路——)3(K)2(K)1(K)1.1(K•相位、大小对称为对称短路——三相短路为对称短路•其他为不对称短路•三相短路5%两相接地短路10～１５％•单相接地短路６５～７０％•两相接地短路１０～２０％•短路的危害及预防•1）短路发生的原因•1、设备或装置存在隐患，如绝缘材料陈旧老化、绝缘机械损坏、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，管理不善导致带负荷拉刀闸、未拆除接地线就送电等•3、自然灾害，如雷击、风雨雪等、飞禽走兽•短路对电力系统的危害主要由以下几个方面•（1）发生短路时，会使道题严重发热，导体过热，熔化，变形•（2）短路往往伴随电弧的产生，烧坏故障元件危害人身安全•（3）使电力系统瓦解，出现大面积停电•（4）短路时，电力系统中功率分布突然变化和电压严重下降，可能破坏各发电机并列运行的稳定性，使整个系统被分裂成不同步运行的几个部分•（5）严重影响汽轮发电机和异步电动机的安全运行和使用寿命•（6）某些类型的不对称短路，非故障相的电压将超过额定值，引起过电压，从而增大系统的过电压水平•（7）造成对通讯线路和讯号系统的干扰•短路的预防和限制短路电流的措施•（1）认真学习、严格执行有关规程，努力提高电业人员各方面的素质。•（2）做好设备的巡视、检查和维护工作，做好事故的预想和预防工作•（3）发电机装设自动调节励磁装置•（4）采用快速动作的继电保护装置和断路器•（5）合理选择电器主接线图•（6）合理选择限流设备，增大短路回路的阻抗•计算短路电流的目的及基本假设•1、计算短路电流的目的（1）在设计电器主接线时，为了比较各种方案，确定某种界限方式是否有必要采取限制短路电流的措施等（2）在进行电器设备和载流导体的选择时为了保证各种电气设备和导体在正常运行时和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时有要力求节约，减少投资（3）选择几点保护装置及整定计算•（4）设计屋外高压装置时，要按短路条件校验软导线的时间、相对地的安全距离•（5）设计接地装置•（6）进行电力系统运行及故障分析等2、短路电流实用计算的基本假设（1）电力系统短路前、正常运行时，三相是对称的。（2）电力系统中所有发电机电动势的相位在短路过程中都相同，频率与正常运行时相同（3）电力系统在短路过程中，各元件的此路不饱和，也就是各元件的电抗值与所流过的电流的大小，因此，在计算过程中可以应用叠加原理（4）各元件的电阻，在高压电路中都略去不计（5）变压器的励磁电流略去不计，相当于励磁回路开路，以简化变压器的等值电路（6）输电线的分布电容忽略不计•短路电流的计算方法三相短路时，短路电流可按下式计算电力系统的等值电抗kavxSUX2•发电机的等值电抗：当发电机的参数无法确定时，可查表•电力电压器的等值电抗•电力线路的等值电抗：NavkTSUUX2.100%LXXL0•化简网络：•计算短路电流的步骤：1）作出计算电路图2）对各元件依次进行编号，并注上额定参数3）确定短路点，绘出相应的等值电路图，计算出各个元件的等值电抗4）化简电路，求出短路回路的总阻抗，即可计算出短路电流及短路容量2'')(avavUUXX•标么值=实际有名值÷基准值•实际计算中，往往选择电力系统各元件所在电压等级的平均额定电压作为基准电压•根据计算经验一般AMVAMVSj1000100•电力系统中各主要元件的电抗标么值•1发电机•变压器•换算成选定基准值下的电抗标值为SnSuXuXSSXXjknTknTnjkjk100%100%*•三绕组变压器和自耦变压器各绕组间的短路电压百分值分别用以下表示•下标Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示高、中、低压各侧%%%-ⅠⅢⅢⅡⅡkkkuuu）（ⅢⅡⅠⅢⅡⅠⅠ%%%2001kkkuuuX）（ⅠⅢⅡⅠⅢⅡⅡ%%%2001kkkuuuX）（ⅡⅠⅢⅡⅠⅢⅢ%%%2001kkkuuuXnjkkkSSuuujX）（ⅢⅡⅠⅢⅡⅠⅠ%%%2001njkkkSSuuujX）（ⅠⅢⅡⅠⅢⅡⅡ%%%2001njkkkSSuuujX）（ⅡⅠⅢⅡⅠⅢⅢ%%%2001•电抗器电抗器是用来限制短路电流的设备，等值电路用电抗器的电抗表示。产品目录中给出电抗器的电抗百分值，一般约为3%~10%架空线路和电缆线路23100%avjnnLjLUSIUxX2avjjUSXX•G发电机：T变压器：L架空线路：取短路点（1）k120.0kX2150MVASN7%kUMVASN42kmx42.00kmLkmL605021MVASj100avjUU98.11296.2396.234371007100%56.42127.9)(127.915037'32243'12212XSuuXXXSUXXNavkxav•系统的等值电抗•变压器的等值电抗•线路的等值电抗AMVIUSKAXuIxxxXXlxXXkavkkavkk65.77321.163.17337363.1709.1217.217.2)11537(5042.0)11537()3(1)3(11)3(1'5'3'11'522065•（2）k2点短路：•同理得：KAuIXlxXXkavkk34.074.1735.10374.1711.063.1711.021.0)1155.10(6042.0)1155.10(2)3(21'722087AMVIUSkavk21.634.05.1033)3(2)3(2•通过学习短路电流的计算，知道了可以通过短路电流选择电器设备、设计接线方式等，对以后的接线设计有很大的帮助