工厂供电第5版）教学课件ppt作者刘介才第三章短路电流及其计算课件.ppt

* 第三章 短路电流及其计算 第一节 短路的原因、后果和形式 一. 短路的原因 二. 短路的后果 三. 短路的形式 第二节 无限大容量电力系统发生短路时的物理过程和物理量 一. 无限大电力系统及其三相短路的物理过程 二. 短路的有关物理量 一. 概 述 第三节 无限大容量电力系统中短路电流的计算 二. 采用欧姆法进行三相短路计算 三. 采用标幺制法进行三相短路计算 四. 两相短路电流的计算 五. 单相短路电流的计算 一. 概 述 第四节 短路电流的效应和稳定度校验 二. 短路电流的电动效应和动稳定度 三. 短路电流的热效应和热稳定度 复习思考题 习 题 一. 短路的原因 工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。然而由于各种原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。造成短路的原因主要有： (1) 电气设备绝缘损坏 这可能是由于设备长期运行、绝缘自然老化造成的；也可能是设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿；或者设备质量合格、绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。 (2) 有关人员误操作 大多是操作人员违反安全操作规程而发生的，例如带负荷拉闸（即带负荷断开隔离开关），或者误将低电压设备接入较高电压的电路中而造成击穿短路。 (3) 鸟兽为害事故 鸟兽（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的带电导体之间或带电导体与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，从而导致短路。 内容提要：本章首先简介短路的原因、后果及其形式，接着讲述无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程及有关物理量，然后重点讲述工厂供电系统三相短路及两相和单相短路的计算，最后讲述短路电流的效应及短路校验条件。本章内容也是工厂供电系统运行分析和设计计算的基础。上一章是讨论和计算供电系统在正常状态下运行的负荷，而本章则是讨论和计算供电系统在短路故障状态下产生的电流及其效应问题。 第三章 短路电流及其计算 第一节 短路的原因、后果和形式 二. 短路的后果 短路后，系统中出现的短路电流（short-circuit current）比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统造成极大的危害： (1) 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。 (2) 短路时电路的电压骤然下降，严重影响电气设备的正常运行。 (3) 短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。 (4) 严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。 (5) 不对称短路包括单相和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交流电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 由此可见，短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证它在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也必须计算短路电流。 三. 短路的形式 在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等，如图3-1所示。其中两相接地短路，实质是两相短路。 按短路电路的对称性来分，三相短路属于对称性短路，其他形式短路均为不对称短路。 电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下，特别是远离电源（发电机）的工厂供电系统中，三相短路电流最大，因此它造成的危害也最为严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择和校验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。实际上，不对称短路也可以按对称分量法将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量，然后按对称量来分析和计算。所以，对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。 图3-1 短路的形式(虚线表示短路电流路径) －三相短路 －两相短路 －单相短路 －两相接地短路 第二节 无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量 一. 无限大容量电力系统及其三相短路的物理过程 无限大容量电力系统，是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。其特点是：当用户供电系