第四章短路電流計算

1、第四章 短路電流的計算答案4-1 供配電系統(tǒng)中常見的短路種類有那些？短路的主要危害是什么？答：供配電系統(tǒng)中常見的短路類型有：（1）中性點接地系統(tǒng)：三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路（2）中性點不接地系統(tǒng)：三相短路、兩相短路危害：（1）短路電流遠大于正常工作電流，其帶來的力效應(yīng)和熱效應(yīng)足以使設(shè)備受到破壞。（2）短路點附近的母線電壓嚴(yán)重下降，使接于母線其他回路電壓嚴(yán)重低于正常工作電壓，影響設(shè)備的正常工作。（3）短路點處可能產(chǎn)生電弧。（4）不對稱短路會在系統(tǒng)中產(chǎn)生復(fù)雜的電磁過程。（5）不對稱短路會使磁場不平衡。4-2 低壓配電系統(tǒng)有哪兩種分類方式？答：（1）帶電導(dǎo)體系統(tǒng)型式（帶電導(dǎo)體是指相線

2、和中性線）（2）系統(tǒng)接地型式（配電系統(tǒng)中的保護線PE與系統(tǒng)中某一部分相連接的方式）4-3 無限大容量電源系統(tǒng)有什么特征？如何確定一個系統(tǒng)是否可以等效為無限大容量的電源系統(tǒng)？答：無限大容量電源系統(tǒng)的特征是電力系統(tǒng)某局部無論發(fā)生了什么擾動，電源的電壓幅值和頻率均保持恒定。對于一個系統(tǒng)來說，若能找到一點，當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時，該點的電壓可以小到忽略不計時，則這一點就可以看成是一個無限大容量電源系統(tǒng)。4-4 短路沖擊電流瞬時值ish和第一周期短路沖擊電流有效值Ish各有什么不同？各有什么用途？ 答：ish是第一周期內(nèi)全電流峰值，即瞬時最大短路電流值。它可用來校驗?zāi)妇€及絕緣子的動穩(wěn)定性。而Ish為三相

3、短路時第一周期內(nèi)的全電流有效值。它用于校驗開關(guān)設(shè)備的動穩(wěn)定性。4-5 短路容量的物理意義是什么？工程上有什么用途？答：工程上，短路容量主要有以下兩方面的應(yīng)用：l）作為電業(yè)部門提供的重要的系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)之一，供用戶使用。2）作為設(shè)備選擇和保護整定的依據(jù)之一。4-6 短路電流計算的標(biāo)幺值法和有名值法各有什么優(yōu)缺點？各自分別適用于什么情況？答：有名值法是指我們在計算阻抗時，用阻抗的實際值進行的計算。而標(biāo)幺值是指以某一量值大小為基準(zhǔn)的一個相對值。在工程上常用來計算短路電流。它有以下優(yōu)點：（1）易于從量值上比較各種元件的特性參數(shù)。（2）便于從量值的角度判斷電氣設(shè)備和系統(tǒng)參數(shù)的好壞。（3）在有多個電壓等級的

4、電網(wǎng)中，能極大地方便短路電流的計算。4-7 異步電動機對短路電流的大小有什么影響？答：如圖 4-19所示，當(dāng)線路上 a點發(fā)生短路時，大幅下降至接近于零。這時，接在母線正上的異步電動機定子和轉(zhuǎn)子中的交流磁鏈都會發(fā)生突變，根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾愣?，異步電動機的定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)部會產(chǎn)生自由電流分量來抵消這個突變；同時，由于機械慣性的作用，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不可能突變，所以轉(zhuǎn)子和定子之間還維持相對運動，因而轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁場會在走子繞組中感應(yīng)電勢并形成電流，因此，這時異步電動機也會象一臺發(fā)電機一樣向短路點提供短路電流。由于異步電動機本身沒有勵磁電流，所以轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組中的電流很快會衰減到零。4-8 不對稱短路計算為什

5、么不直接采用電路分析中的回路法、接點法等方法？答：當(dāng)發(fā)生三相不對稱短路時，會遇到以下問題：（1）變壓器的參數(shù)阻抗未知。（2）由于是不對稱短路，所以在計算電抗時要分別計算自感和互感，使計算過程復(fù)雜。所以當(dāng)遇到不對稱短路的情況，不能采用電路分析中的回路法、節(jié)點法等方法計算。4-9 采用正序等效定則計算不對稱短路時，需要知道哪些參數(shù)？答：需要知道電源相電壓正序分量、與短路類型相關(guān)的附加阻抗、相關(guān)的短路計算系數(shù)等參數(shù)。4-10 試解釋變壓器的短路穿越電流的含義。答：在供配電系統(tǒng)中，變壓器二次側(cè)短路時，短路電流實際是從電源通過變壓器一次側(cè)后才流到短路點的，對于三相對稱短路來說，一次側(cè)短路電流與二次側(cè)短路

6、電流只是相差一個變比的倍數(shù)，但對于不對稱短路來說，短路電流在一次側(cè)的分布很可能與二次側(cè)不相同，這與短路類型和變壓器聯(lián)結(jié)組別等有關(guān)。將變壓器遠離電源一側(cè)短路時，靠近電源一側(cè)流過的短路電流稱為短路穿越電流。4-11 用標(biāo)幺值法計算如圖所示系統(tǒng)中k、k1、k2點發(fā)生短路故障時，短路點處三相和兩相穩(wěn)態(tài)短路電流的大?。挥嬎鉱1點三相短路時，流過變壓器高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)短路電流大小，并與k點短路情況進行比較；若考慮電動機的影響，試計算k1點三相短路時短路沖擊電流瞬時值的大小。用標(biāo)幺值解：（1）選取基值： ，。（2）作出短路阻抗圖：（3）計算各元件阻抗標(biāo)幺值： 系統(tǒng)電抗 35kV架空線LGJ-95的阻抗 變壓器T

7、的的電抗 10kV電纜線路YJV-10kV（395）的阻抗（4）計算k點短路電流兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 （5）計算k1點短路電流對應(yīng)變壓器高壓側(cè)的三相穩(wěn)態(tài)短路電流（而此處k點短路電流為）兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 若考慮電動機的影響，計算k1點三相短路時短路沖擊電流瞬時值：由，查Page95圖4-8得（6）計算k2點短路電流兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 用有名值解：（1）點短路 系統(tǒng)電抗： 架空線路L的阻抗： 變壓器電抗： 電纜線路L的阻抗：所以：故：兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 （2）K1點短路對應(yīng)變壓器高壓側(cè)的三相穩(wěn)態(tài)短路電流兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 若考慮電動機的影響，計算k1點三相短路時短路沖擊電流瞬時值：由，查Page95圖4-8

8、得（3）K點短路 系統(tǒng)電抗： 架空線路L的阻抗所以： l 而k1點短路對應(yīng)此處（即變壓器高壓側(cè)）的短路電流為。兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 4-12 試計算圖4-27所示系統(tǒng)中k1、k2點發(fā)生三相短路時短路電流的大小。（10kV側(cè)可看成無限大容量電源系統(tǒng)，忽略母線阻抗，部分參數(shù)可查閱正文和附錄）圖4-27 題4-12圖解：（1）元件阻抗的計算 變壓器的阻抗由SC-800/10變壓器（D，Yn11）查P293 附錄10 得：所以 隔離開關(guān)HD11（600A）的接觸電阻：R2=0.15m（查表4-1） 斷路器ME-630/3(In=400A)的接觸電阻: R3=0.4m（查表4-1） 斷路器ME-630/3(In=400A)的過電流線圈的電抗： X4=0.10