文档介绍：内容提要:本章概述短路电流的计算。首先说明无限大容量电源系统供电时短路过程的分析和无限大容量电源条件下短路电流的计算方法,低压配电网中短路电流的计算,不对称短路电流的计算方法,介绍了感应电动机对短路电流的影响,最后介绍了供电系统中电气设备的选择与校验。
第3章短路电流的计算
第3章短路电流的计算
第一节概述
第二节无限大容量电源系统供电时短路过程的分析
第三节无限大容量电源条件下短路电流的计算方法
第四节低压配电网中短路电流的计算
第五节不对称短路电流的计算方法
第六节感应电动机对短路电流的影响
第七节供电系统中电气设备的选择与校验
第三节无限大电源条件下短路电流的计算方法
三相短路电流常用的计算方法有欧姆法和标幺制法两种。欧姆法是最基本的短路计算方法,适用于两个及两个以下电压等级的供电系统;而标幺制法适用于多个电压等级的供电系统。
短路计算中有关物理量一般采用以下单位:电流为“kA”(千安);电压为“kV”(千伏);短路容量和断流容量为“MV·A”(兆伏安);设备容量为“kW”(千瓦)或“kV · A ”(千伏安);阻抗为“Ω”(欧姆)等。
(1) 短路点的选取短路点为各级电压母线、各级线路末端。
(2) 短路时间的确定根据电气设备选择和继电保护整定的需要,确定计算短路电流的时间。
(3) 短路电流的计算包括最大运行方式下最大短路电流、最小运行方式下最小短路电流以及各级电压中性点不接地系统的单相接地短路电流,计算的具体项目及其计算条件取决于计算短路电流的目的。
短路电流计算的内容
电力系统中,为使系统安全、经济、合理运行,或者满足检修工作的要求,需要经常变更系统的运行方式,由此相应地引起了系统参数的变化。在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时,往往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。
最大运行方式,是系统在该方式下运行时,具有最小的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。
最小运行方式,是系统在该方式下运行时,具有最大的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。
电力系统最大运行方式是发电机发出容量最大,系统阻抗最小。最小运行方式是发电机发出容量相对较小,系统阻抗最大。
比如在一个有4台发电机的电厂一般规定最大运行方式是4台机都运行,有两台主变的中性点直接接地,最小运行方式规定为有两台发电机运行,另两台停运,有一台主变的中性点接地。如果是变电站,最大运行方式是所有进出负荷和变压器都正常运行,220KV、110KV的双母线并联运行。最小运行方式一般规定为每条母线上只有一进、一出两个设备运行。·
基本假定
短路电流计算中,为简化分析,通常采用以下基本假定:
(1) 正常运行时,三相系统对称运行。
(2) 所有电源的电动势相位角相同。
(3) 系统中所有同步和异步电动机均为理想电机,即不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响,转子结构完全对称,定子三相绕组空间位置相差120°电气角度。
短路电流计算条件
(4) 电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。
(5) 同步电机都具有自动调整励磁装置。
(6) 不考虑短路点的电弧电阻。
(7) 不考虑变压器的励磁电流。
(8) 除计算短路电流的衰减时间常数和低压电网的短路电流外,元件的电阻略去不计。
(9) 输电线路的电容略去不计。
(10) 元件的计算参数取额定值。
欧姆法是因其短路计算中的阻抗都采用有名单位“欧姆”而得名。对无限大系统,三相短路电流周期分量有效值可按下式计算。
1、欧姆法
Uav——短路点所在网段的平均电压,
在计算中Uav=
RΣ、 XΣ——电源至短路点间的总阻抗于总电抗