工廠供電 第三章 短路電流計(jì)算

第

三章短路電流計(jì)算工廠供電第三章短路電流計(jì)算內(nèi)容：短路計(jì)算基礎(chǔ)，無限大容量系統(tǒng)三相短路分析，無限大容量系統(tǒng)三相短路電流的計(jì)算，短路電流的效應(yīng)。難點(diǎn):熟悉無限大容量系統(tǒng)三相短路分析和短路電流的效應(yīng)，掌握用標(biāo)幺制法計(jì)算無限大容量系統(tǒng)三相短路電流。第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)§3.1概述短路的定義：

所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸，使系統(tǒng)中的電壓發(fā)生變化、電流急劇增大，短路電流數(shù)值可達(dá)正常工作電流的十幾倍甚至幾十倍。

短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的70％?！?.1概述(1)電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。(2)運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上。短路的危害：電流急劇增大(熱效應(yīng)、力效應(yīng)）；短路電流在系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓降，影響系統(tǒng)運(yùn)行?！?.1概述

1.短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。2.短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損壞。

3.短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，設(shè)備正常工作受到破壞。

4.短路造成停電，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶來不便。

5.嚴(yán)重短路將破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使同步發(fā)電機(jī)失去同步。

6.單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場，對通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。供電系統(tǒng)中短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。

§3.1概述對稱性短路：三相短路——d(3);

對稱三相短路分析法；影響最為嚴(yán)重

兩相短路——d(2);不對稱性短路：

兩相接地短路——d(1.1);

單相接地短路——d(1);短路對稱分析法進(jìn)行分析；其中單相故障出現(xiàn)的可能性最大§3.1概述短路計(jì)算的目的：選擇、校驗(yàn)供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備

（熱、動(dòng)穩(wěn)定性）

——短路參數(shù)的最大值

校驗(yàn)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的靈敏度（保護(hù)裝置反應(yīng)能力）

——短路參數(shù)的最小值

確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。

§3.1概述圖3－1短路類型及其表示符號(hào)

§3.1概述第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

所謂無限大容量電源是指內(nèi)阻抗為零的電源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗為零時(shí)，不管輸出的電流如何變動(dòng)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。1、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

實(shí)際上系統(tǒng)電源的容量不可能無限大。這里所說的無限大容量是一個(gè)相對的概念。

通常當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷容量遠(yuǎn)小于給它供電的電力系統(tǒng)容量(約為1／50)時(shí)，用戶內(nèi)部供電網(wǎng)路發(fā)生短路，電力系統(tǒng)出口母線電壓基本維持不變。根據(jù)這樣的假設(shè)來計(jì)算短路電流，不會(huì)引起較大的誤差。

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析在實(shí)際工程計(jì)算中，當(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)阻抗不大于短路回路總阻抗的5％～10％時(shí)，可將該系統(tǒng)看作無限大容量電源供電系統(tǒng)。（該系統(tǒng)的特征：系統(tǒng)發(fā)生短路后，短路電流的周期分量不變）§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

二、短路過程的簡單分析圖3－2分析三相短路時(shí)的三相等效電路圖和單相等效電路圖

a）三相等效電路圖b)單相等效電路圖§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

1.正常運(yùn)行設(shè)電源相電壓為：正常運(yùn)行電流為：

式中，電流幅值

阻抗角

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

依圖3－2所示，在k(3)點(diǎn)發(fā)生短路后被分成兩個(gè)獨(dú)立回路，與電源相連接的左端回路電流的變化應(yīng)符合：

式中u

——相電壓的瞬時(shí)值；

ik——每相短路電流瞬時(shí)值；

Rkl、Lkl——由電源至短路點(diǎn)k(3)的電阻和電感?！?.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

求解微分方程，可得：

式中：Um——相電壓幅值（無限容量電源）

——電源至短路點(diǎn)每相短路阻抗

——相電壓的初相角

kl——短路電流與電壓之間的相角

Tfi=Lkl/Rkl

——短路后回路的時(shí)間常數(shù)

c——積分常數(shù)，其值由初始條件決定

Izm——三相短路電流周期分量的幅值§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

求解非周期分量的初始值(積分常數(shù)）c，設(shè)系統(tǒng)在t＝0時(shí)刻發(fā)生三相短路：

短路前系統(tǒng)流過的負(fù)載電流為

（Im為負(fù)載電流幅值，

為負(fù)載電流與電壓的相角差）§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析當(dāng)t=0發(fā)生三相短路瞬間，電流不能突變，則有即：

（ifio稱為短路全電流中非周期分量初始值）?！?.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，其中一相的短路電流全電流表達(dá)式為

短路電流的周期分量：

短路電流的非周期分量：

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析故系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)各相的短路電流表達(dá)式:§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析短路過程的電壓、電流相量圖及電流波形如圖所示。

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

圖3－3短路時(shí)電壓、電流相量圖及電流波形圖暫態(tài)過程正常狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)

1)短路前為空載，即Im=0，這時(shí)

2)電源至短路電的阻抗以電抗為主，即

短路阻抗角。

3)短路發(fā)生時(shí)該相電壓瞬時(shí)值過零值時(shí)，即初相角。在電源電壓及短路地點(diǎn)不變的情況下，討論短路全電流達(dá)到最大值的條件：§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析滿足上述3個(gè)條件，短路全電流的表達(dá)式為：短路發(fā)生后，經(jīng)過0.01秒(t=0.01s)時(shí)，短路全電流的幅值達(dá)到最大值，即沖擊電流值：§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析其相量圖及波形圖如圖3-4所示。圖3－4短路電流為最大值時(shí)的相量圖及波形圖（A相）§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析定義沖擊系數(shù)，其取值范圍分析如下：在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中：高壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng)§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

短路全電流在某一瞬時(shí)t的有效值Ik.t是以時(shí)間t為中點(diǎn)的一個(gè)周期內(nèi)周期分量有效值Iz和非周期分量在t時(shí)刻瞬時(shí)值ifi.t的均方根值，即當(dāng)t=0.01s時(shí)，短路全電流的有效值就是對應(yīng)于沖擊電流ish的有效值，叫做短路沖擊電流有效值，用Ish來表示。短路全電流有效值的概念：§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析在高壓系統(tǒng)中，;在低壓系統(tǒng)中，;因此

§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析

當(dāng)時(shí)，非周期分量早已衰減完畢，短路全電流就是短路電流周期分量，稱之為穩(wěn)態(tài)短路電流，以Iz表示其有效值。如果電源電壓維持恒定，則短路后任何時(shí)刻的短路電流周期分量始終不變。所以有習(xí)慣上把這一短路電流周期分量有效值寫作，即：§3.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析有限容量電源供電系統(tǒng)：當(dāng)電源容量較小，或短路點(diǎn)距電源較近時(shí)，對于電源來說，相當(dāng)于在發(fā)電機(jī)端頭處短路，由于短路回路阻抗突然減?。ù藭r(shí)短路回路的阻抗幾乎是純感性），使發(fā)電機(jī)定子電流突然劇增，產(chǎn)生很強(qiáng)的電樞反電勢，短路電流周期分量滯后發(fā)電機(jī)電勢近90o，故其方向與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁通相反，產(chǎn)生強(qiáng)去磁作用，使發(fā)電機(jī)氣隙中的合成磁場削弱，端電壓下降（電源電壓變化）。其短路電流的非周期分量與周期分量均發(fā)生衰減?！?.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析有限容量電源供電系統(tǒng)：計(jì)算方法：

根據(jù)電源至短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗——查相應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線求取短路參數(shù)?！?.2無限容量電源供電系統(tǒng)短路過程分析第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值是不變的，因此它的有效值也是不變的。該有效值可按下式計(jì)算式中——短路點(diǎn)所在網(wǎng)路段的平均電壓。在計(jì)算中?。?/p>

——?dú)w算至短路點(diǎn)所在段的電源至短路點(diǎn)間的總電阻和總電抗?！?.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算短路參數(shù)計(jì)算中的平均電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓等級的平均電壓(kV)標(biāo)準(zhǔn)電壓0.1270.220.38361035110平均電壓0.1330.230.43.156.310.537115§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算在工程設(shè)計(jì)中的簡化計(jì)算：高壓供電系統(tǒng)（1kV及以上）：若時(shí)，可忽略，即；低壓供電系統(tǒng)：若時(shí)，可忽略，即；

在這樣的簡化條件下求出的短路電流值，誤差不超過15％，在工程計(jì)算及選擇設(shè)備上是完全允許的。因此對于高壓供電系統(tǒng)，短路電流的計(jì)算式可寫成

§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算無限容量電源供電系統(tǒng)短路參數(shù)的計(jì)算：由計(jì)算公式

短路電流的計(jì)算其關(guān)鍵是電源至短路點(diǎn)間的

電抗計(jì)算。求取的方法有：有名值法、標(biāo)幺值法?！?.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算1、標(biāo)幺值法在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物理量均用其相對值表示。因此，標(biāo)么值的概念是：即§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

在三相交流系統(tǒng)中，容量S、電壓U、電流I和電抗X有如下的關(guān)系式：當(dāng)然，這種關(guān)系式對各基準(zhǔn)值也成立，即§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

在上式的四個(gè)基準(zhǔn)量中，只要選定其中兩個(gè)，另外兩個(gè)便可通過關(guān)系式計(jì)算出來。在短路電流計(jì)算中，通常選定容量和電壓，而和可依下式確定：為簡化短路計(jì)算，其基準(zhǔn)值的選定一般為：容量的基準(zhǔn)值Sj可以任選(MVA)，基準(zhǔn)電壓Uj選取短路點(diǎn)所在段的平均電壓值Uav（kV)。

§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

故短路參數(shù)計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值表達(dá)式為：由此可知，用標(biāo)幺值表示的三相系統(tǒng)的各物理量關(guān)系如同單相系統(tǒng)的關(guān)系一樣，這是標(biāo)幺值表示法的一個(gè)重要特點(diǎn)。§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

為方便起見，常將標(biāo)幺值的下角j去掉，即用S*、U*、I*和X*表示它們對其基準(zhǔn)容量的標(biāo)么值。

復(fù)數(shù)量的標(biāo)幺值表示法可分別用其實(shí)部和虛部或模數(shù)對基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值來表示，例如:§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算2、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶線路，為了求出電源至短路點(diǎn)的短路電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)么值。(1)輸電線路§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

在短路計(jì)算中，由于選取線路區(qū)段的平均電壓作為基準(zhǔn)電壓，因此：無論線路電抗與短路點(diǎn)是否在同一電壓等級下，均可按下式計(jì)算：式中為線路電抗所在段的平均電壓。證明如下：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算在圖示系統(tǒng)中，設(shè)短路發(fā)生在段，則：

的標(biāo)幺值

的標(biāo)幺值§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算設(shè)短路發(fā)生在段，則：

的標(biāo)幺值§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

上式分析說明：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級區(qū)段，只要選取短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，則任一段線路電抗對基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值，等于該電抗有名值乘以基準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去除。§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算即選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)幺值就只與元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無關(guān)。這也是用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算的特點(diǎn)之一。(2)變壓器

由于變壓器的銘牌參數(shù)中給出了變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)注意：Sj——MVASNT——kVA§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算(3)電抗器

電抗器是用來限制短路電流用的電感線圈，其銘牌上給電抗器出額定電抗百分?jǐn)?shù)、額定電壓

(kV)和額定電流

(kA)，類似變壓器一樣有：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算(4)電源如已知電力系統(tǒng)變電站出口斷路器處的短路容量為(MVA)，則系統(tǒng)阻抗相對于基準(zhǔn)容量(MVA)的標(biāo)么值是3、求電源至短路點(diǎn)的總電抗計(jì)算出每個(gè)元件的電抗后，就可以畫出由電源至短路點(diǎn)的等效電路圖。求總電抗時(shí)，可根據(jù)元件間的串、并聯(lián)關(guān)系求出總的電抗標(biāo)么值。§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算第3章短路電流計(jì)算

(3-38)所示系統(tǒng)的等效電路圖第3章短路電流計(jì)算

(3-38)4、短路參數(shù)的計(jì)算根據(jù)標(biāo)幺值的概念，短路電流的標(biāo)幺值可表示為：因?yàn)檫x，且故有將上式兩端乘以

§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

這里的定義為三相短路容量，用來校驗(yàn)所選斷路器的斷開容量(或稱遮斷容量)是否滿足可靠工作的要求。

短路參數(shù)：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。

系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。

§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)組投運(yùn)最多，并聯(lián)輸電回路全部運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大

（選擇、校驗(yàn)電氣設(shè)備）。最小運(yùn)行方式：電源中部分發(fā)電機(jī)運(yùn)行、并聯(lián)輸電回路解列運(yùn)行，這樣將使總的短路阻抗最大，短路電流最小

（校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度）。§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算例3-1設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖3-7a所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，試求處的三相短路電流。

圖3－7例3－1的供電系統(tǒng)圖§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

先選定基準(zhǔn)容量(MVA)和基準(zhǔn)電壓(kV)，根據(jù)求出基準(zhǔn)電流值?；蜻x100MVA，或選系統(tǒng)中某個(gè)元件的額定容量。有幾個(gè)不同電壓等級的短路點(diǎn)就要選同樣多個(gè)基準(zhǔn)電壓，自然也有同樣多個(gè)基準(zhǔn)電流值?；鶞?zhǔn)電壓應(yīng)選短路點(diǎn)所在區(qū)段的平均電壓值。§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算1)本題選=100MVA對于處，取Uj1=6.3kV則對于處，取Uj2=0.4kV則

§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算2)計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值，繪制等效電路圖，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。(本例中max表示最大運(yùn)行方式，min表示最小運(yùn)行方式)。

作等效電路圖如圖所示?！?.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)電抗各為§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算3)求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗

處：

處：4)求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量。

處的短路參數(shù)：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算最大運(yùn)行方式：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算最小運(yùn)行方式：同理點(diǎn)的短路參數(shù)為：§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算

通過例3-1的運(yùn)算說明，用標(biāo)么值法計(jì)算短路電流公式簡明、清晰、數(shù)字簡單，特別是在大型復(fù)雜、短路計(jì)算點(diǎn)多的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)更為突出。所以標(biāo)么值法在電力工程計(jì)算中應(yīng)用廣泛?！?.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)1、低壓配電網(wǎng)短路電流計(jì)算的特點(diǎn)

lkV以下的低壓配電網(wǎng)中短路電流計(jì)算有以下特點(diǎn)：

1)配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大功率電源供電來考慮。

2)低壓配電網(wǎng)中電氣元件的電阻值較大，電抗值較小，當(dāng)X>R／3時(shí)才計(jì)算X的影響。因X≤R／3時(shí)，用R代替Z，誤差≤5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。

3)低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以mΩ計(jì)，因而用有名值比較方便。§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算4)因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，一般值在1～1.3范圍?？赏ㄟ^求出X∑∕R∑比值后在圖3-8中的曲線查出，也可按下式直接計(jì)算：

圖3－8沖擊系數(shù)與的關(guān)系曲線§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算2、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算

1）高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗由于配電變壓器一次側(cè)可視為無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略不計(jì)。若需精確計(jì)算時(shí)，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：式中——?dú)w算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗(mΩ)——配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓(V)——配電變壓器高壓側(cè)的短路容量(MVA)§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算在工程實(shí)用計(jì)算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗；高壓側(cè)系統(tǒng)電阻

。

2）配電變壓器的阻抗變壓器電阻式中ΔPCu·NT——變壓器額定負(fù)荷下的短路損耗(kW)SN·T——變壓器的額定容量(kVA)UN·T2——變壓器二次側(cè)的額定電壓(V)§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算變壓器阻抗

式中Δuk%——變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。

變壓器的電抗

§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算

3）長度在(10-15)m以上的母線的阻抗

母線的電阻

——

母線的電阻(mΩ)

——

母線長(m)

ρ

——

材料電阻率(Ω·mm2)/mA——

母線截面積(mm2)§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算

水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗可按下式計(jì)算：式中

——母線的電抗(mΩ)l

——母線長度(m)

——母線的相間幾何均距(mm)b

——母線寬度(mm)

§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算

在工程實(shí)用計(jì)算中，母線的電抗的近似計(jì)算公式：母線截面積在500mm2以下時(shí)母線截面積在500mm2以上時(shí)

§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算

4）電流互感器一次線圈的電阻及電抗、低壓斷路器過流線圈的電阻以及刀開關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計(jì)算時(shí)可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手冊?！?.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算3、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算

三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式計(jì)算式中——低壓側(cè)平均線電壓（V）；

R∑及X∑——電源至短路點(diǎn)的總電阻、電抗(mΩ)；

——三相短路電流周期分量有效值(kA)。

§3.4低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

1、對稱分量法對稱分量法指出，任意一組不對稱的相量、和，可分解為對稱的正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量之和。即：

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法在三相對稱系統(tǒng)中，其旋轉(zhuǎn)因子：則B相、C相與A相正序、負(fù)序間有如下關(guān)系：§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

用A相分量來表示B相、C相分量，可得：

簡寫成其逆變換關(guān)系是

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法2、利用對稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對稱短路

當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對稱短路時(shí)，短路點(diǎn)的三相電壓、和不對稱，利用對稱分量法可將這組不對稱電壓分解成三組各自對稱的正序、負(fù)序和零序分量。根據(jù)對稱分量法的特點(diǎn)，只需求解出其中一相電壓的正序、負(fù)序、零序分量(往往是A相)，即可得出另外兩相電壓的參數(shù)?！?.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

下圖所示是一個(gè)簡化的供電系統(tǒng)圖，圖中k處的、、是從該點(diǎn)的不對稱三相電壓分解出來的各序電壓分量。在這個(gè)系統(tǒng)中，線路上相應(yīng)地要流過正序、負(fù)序和零序電流，各序電流流經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法其值可以表示為§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

圖3－10用對稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對稱短路

b)正序網(wǎng)絡(luò)c)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)d)零序網(wǎng)絡(luò)

因此，可作出系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖如下：§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機(jī)的電勢總被認(rèn)為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動(dòng)勢，不存在負(fù)序和零序分量。故各序網(wǎng)絡(luò)的方程為：

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

由供電系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)方程可知：在求解不對稱短路參數(shù)中只要確定了短路回路中的序阻抗，根據(jù)對稱分量法方程組和序網(wǎng)絡(luò)方程組及短路的初始條件可求得相應(yīng)的短路參數(shù)。因此序阻抗的計(jì)算是不對稱短路計(jì)算的關(guān)鍵?！?.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

3、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗

1)

正序阻抗正序阻抗即各個(gè)元件在三相對稱工作時(shí)的基波阻抗值，也就是在計(jì)算三相對稱短路時(shí)所采用的阻抗值。

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

2)負(fù)序阻抗交流電路中同一靜止元件相與相之間的互感抗與相序無關(guān)，故各元件的負(fù)序阻抗與正序阻抗相等，即X2=X1。如架空線、電纜、變壓器和電抗器等。

3)零序阻抗系統(tǒng)中的零序電抗取決于零序電流的回路。供電系統(tǒng)各類元件各序電抗值如表3-4所示。

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法表3-4各類元件的平均電抗值§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

供電系統(tǒng)是由各類元件連結(jié)組成。它的零序阻抗與變壓器的接法很有關(guān)系，所以需要著重分析一下變壓器的零序電抗。

變壓器的零序電抗決定于其繞組接法和結(jié)構(gòu)，圖3-11表示雙繞組變壓器在繞組各種不同接法下計(jì)算零序阻抗時(shí)的接線示意圖。根據(jù)變壓器繞組的不同接法，可以想像開關(guān)置于不同的相應(yīng)位置。§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法圖中分別表示變壓器一次繞組與二次繞組電抗，Xμ為其勵(lì)磁電抗。§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法圖3－11雙繞組變壓器計(jì)算零序電抗時(shí)不同接法示意圖

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

不同接線方式情況下變壓器的零序等效電路§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法4、不對稱短路的計(jì)算方法

應(yīng)用對稱分量法分析供電系統(tǒng)不對稱短路時(shí)，總共有、、和12個(gè)變量，而依據(jù)對稱分量法和序網(wǎng)絡(luò)方程組則有§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法共9個(gè)方程，再加上不對稱短路時(shí)的初始條件，即可求出供電系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時(shí)的短路參數(shù)。§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法5、正序等效定則正序等效定則就是不對稱短路下最大一相短路電流用正序短路電流分量來表示的方法。即：

——n相短路時(shí)最大一相短路電流周期分量

——該短路類型的正序電流分量值。

m(n)——與短路類型有關(guān)的系數(shù)。

Xa——與短路類型有關(guān)的附加電抗。

E——電源電勢。

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法短路類型三相短路兩相短路單相接地短路兩相接地短路表3-5不同類型短路的Xa、m(n)計(jì)算值

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法

由于正序等效定則的應(yīng)用，使計(jì)算不對稱短路電流變得非常簡捷。因此，計(jì)算供電系統(tǒng)不對稱短路電流可按下列步驟進(jìn)行：

1)求出短路點(diǎn)至供電電源的序阻抗，作出各序等效網(wǎng)絡(luò)圖，忽略電阻，可得X∑1、、X∑2、X∑0。2)根據(jù)短路類型確定Xa和m(n)的算式，進(jìn)行計(jì)算。3)計(jì)算短路參數(shù)等。

§3.5不對稱短路電流的計(jì)算方法第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

在計(jì)算靠近電動(dòng)機(jī)處發(fā)生三相短路的沖擊電流時(shí)，應(yīng)把電動(dòng)機(jī)作為附加電動(dòng)勢來考慮。因?yàn)楫?dāng)電網(wǎng)發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的電壓為零，接在短路點(diǎn)附近的電動(dòng)機(jī)因端電壓的消失而轉(zhuǎn)速下降，但由于電動(dòng)機(jī)有較大的慣性，其轉(zhuǎn)速不可能立即下降到零，故此時(shí)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢大于該點(diǎn)電網(wǎng)的剩余電壓，它相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)有反饋電流送到短路點(diǎn)。如圖3-13所示。

§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響

圖3－13計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)端點(diǎn)上短路時(shí)的短路電流

§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響

電動(dòng)機(jī)向短路點(diǎn)反饋的沖擊電流為式中——電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電動(dòng)勢，一般為0.9；

——電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電抗。 ——為電動(dòng)機(jī)的額定電流；

——短路電流沖擊系數(shù)，對高壓電動(dòng)機(jī)取

1.4～1.6，對低壓電動(dòng)機(jī)取1。

§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響

因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)機(jī)供給的反饋短路電流衰減很快，所以只考慮對短路沖擊電流的影響。當(dāng)計(jì)及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流，系統(tǒng)短路電流沖擊值為一般在工程計(jì)算中，如果在短路點(diǎn)附近所接的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)容量在100kW以上（或總?cè)萘吭?00kW以上的電動(dòng)機(jī)群），當(dāng)值為短路沖擊電流的5％以上時(shí)需考慮其影響。

§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響第三章短路電流計(jì)算§3.1概述§3.2無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)過程分析§3.3無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法§3.4低壓配電網(wǎng)中電路短路電流的計(jì)算§3.5不對稱短路電流的計(jì)算§3.6感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對短路電流的影響§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)1、短路電流的力效應(yīng)和熱效應(yīng)1）短路電流的力效應(yīng)

兩根平行敷設(shè)的載流導(dǎo)體，當(dāng)其通過電流i1、i2時(shí)，它們之間的作用力F為:式中i1、i2——載流體中通過的電流(A)；

l——平行敷設(shè)的載流體長度(m)；

a——兩載流體軸線間的距離(m)；

k——與載流體形狀和相對位置有關(guān)的系數(shù)。

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

圖3－14矩形母線的形狀系數(shù)曲線

k值的選?。簩@形、管形導(dǎo)體

k=1。對其它截面查曲線圖3-14確定。

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

如果三相載流導(dǎo)體水平敷設(shè)在同一平面上，且三相短路電流、、流過各相導(dǎo)體時(shí)，根據(jù)兩平行導(dǎo)體間同相電流力相吸，異向電流力相斥的原理，標(biāo)出各載流體的受力情況如圖3-15所示，顯然中間相受力最大。圖3－15平行敷設(shè)的三相載流導(dǎo)體的短路受力分析§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

可以證明，平行敷設(shè)的三相矩形母線在短路時(shí)受力最嚴(yán)重的中間相所受電動(dòng)力的計(jì)算式為：§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2)短路電流的熱效應(yīng)設(shè)短路過程是一個(gè)絕熱過程；θ0為導(dǎo)體周圍介質(zhì)溫度；θN為導(dǎo)體通過額定電流時(shí)的額定溫度；τN=θN-θ0額定溫升；t1-t0為短路持續(xù)時(shí)間；τk為導(dǎo)體由于短路電流作用產(chǎn)生溫升（τK=θK-θN）；θk為導(dǎo)體由于短路電流作用達(dá)到的最高溫度。短路后導(dǎo)體溫度對時(shí)間的變化曲線§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

所謂熱穩(wěn)定校驗(yàn)，就是比較導(dǎo)體材料所允許溫度θN·max與導(dǎo)體由于短路電流作用達(dá)到的最高溫度θk，以滿足θk≤θN·max條件為合格。

不同的載流導(dǎo)體最大允許溫度θN·max參考教材P81表3-3所示?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

由于假設(shè)短路過程是一個(gè)絕熱過程（即短路過程產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的溫升）即短路過程的熱平衡方程為：式中Ikt——

短路全電流的有效值；

R——

導(dǎo)體的電阻。短路電流流作用產(chǎn)生的熱量：§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

由于短路全電流的有效值Ikt在整個(gè)短路過程中并不是常數(shù)，特別是發(fā)電機(jī)端短路，其變化比較復(fù)雜，為了便于計(jì)算，工程上通常用短路穩(wěn)態(tài)分量的有效值I∞代替Ikt，則：式中tj——

短路電流作用的假想時(shí)間；

tjz——

短路電流周期分量作用的假想時(shí)間；

tjfi——

短路電流非周期分量作用的假想時(shí)間?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

由于無限大容量電源供電的用戶供電系統(tǒng)短路電流的周期分量保持不變，即；周期分量的包絡(luò)線是與坐標(biāo)橫軸平行的直線。因此，周期分量的假想時(shí)間tjz與短路電流持續(xù)的時(shí)間t相同，也就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間tb和斷路器切斷電路的固有分閘時(shí)間tQF之和，即§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間將在第五章闡明。斷路器的固有分閘時(shí)間是指脫扣線圈接通到各相觸頭完全息弧所需的時(shí)間（P228附表15）。在缺乏適當(dāng)數(shù)據(jù)且保護(hù)裝置無延時(shí)要求時(shí)，對于快速及中速動(dòng)作的斷路器t=0.15s；慢速動(dòng)作的斷路器t=0.2s。

非周期分量的假想時(shí)間tjfi可計(jì)算如下:§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)當(dāng)t>0.1s,且Tfi=0.05s時(shí)由于無限大容量電源供電系統(tǒng)故：tjfi=0.05s由于所以§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

在無限大容量電源供電系統(tǒng)中，當(dāng)tjz

<1s時(shí)，短路電流非周期分量作用產(chǎn)生的熱量相對于周期分量作用產(chǎn)生的熱量來說，不宜忽視，但當(dāng)tjz>1s，由于非周期分量衰減較快，產(chǎn)生的熱量有限，相對Qkfi

可以忽略。

根據(jù)上述分析，短路過程的熱平衡方程如下：導(dǎo)體溫度升高τk所吸收的熱量：§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)式中A——導(dǎo)體的截面積；

——導(dǎo)體的長度；

γ——導(dǎo)體材料的密度；

ρ——導(dǎo)體材料的電阻率，該值實(shí)際上是溫度的函數(shù)，即；其中ρ0是0℃時(shí)的電阻率，

α是ρ0的溫度系數(shù)；

c——導(dǎo)體的比熱容，，其中c0是導(dǎo)體材料在0℃時(shí)的比熱容，β是c0的溫度系數(shù)。

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)整理上式并積分后可得：式中

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

圖3－17M=f(θ)關(guān)系曲線

在導(dǎo)體的材料確定后，M值僅為溫度的函數(shù)，即為了使Mk、MN的計(jì)算簡化，工程設(shè)計(jì)中通常是將不同材料導(dǎo)體的關(guān)系作出曲線，如圖所示。§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)的步驟可表述為：從縱坐標(biāo)上找出導(dǎo)體在正常負(fù)荷電流時(shí)的溫度θN值。b)

由向右查得對應(yīng)于該導(dǎo)體材料曲線上的a點(diǎn)，進(jìn)而求出橫坐標(biāo)上的MN值。c)

根據(jù)下式計(jì)算出d)

由值查出對應(yīng)曲線上的b點(diǎn)，進(jìn)而求出縱坐標(biāo)上的θk值。

圖3－18由θN查θk的步驟說明§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

載流導(dǎo)體和電器設(shè)備承受短路電流作用時(shí)滿足熱穩(wěn)定的條件是：

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

在工程設(shè)計(jì)中，為了簡化計(jì)算，對于載流導(dǎo)體常采用在滿足短路時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度下所需導(dǎo)體的最小截面Amin來校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性。即：式中

——與導(dǎo)體材料有關(guān)的熱穩(wěn)定系數(shù)，如表3-3所示?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

表3-3導(dǎo)體或電纜的長期允許工作溫度和短路時(shí)允許的最高溫度§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

對于一般電器設(shè)備，在出廠前都要進(jìn)行熱穩(wěn)定試驗(yàn)，從而確定了設(shè)備在t時(shí)間內(nèi)允許通過熱穩(wěn)定電流It數(shù)值，根據(jù)短路電流熱效應(yīng)的等效法，即：或：式中——設(shè)備出廠時(shí)t秒的熱穩(wěn)定試驗(yàn)電流。

t——設(shè)備出廠時(shí)熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)1)按正常工作條件選擇時(shí)要根據(jù)以下幾個(gè)方面:

a)環(huán)境供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備在制造上分戶內(nèi)型及戶外型，戶外型設(shè)備工作條件較惡劣，戶內(nèi)型設(shè)備不能用于戶外。此外，還應(yīng)考慮防腐、防爆、防塵、防火及海拔等要求.b)電壓通常一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的（1.1～1.15）倍，在選擇電氣設(shè)備的額定電壓時(shí)，應(yīng)滿足：§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)c)電流電氣設(shè)備的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度θ0（θ0一般由設(shè)備生產(chǎn)廠家規(guī)定）下，電氣設(shè)備長期允許通過的電流。選擇設(shè)備或載流導(dǎo)體時(shí)應(yīng)滿足：式中IN·et

——

設(shè)備銘牌標(biāo)出的額定電流；

Ir·max——

設(shè)備或載流導(dǎo)體長期通過的最大工作電流?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

目前我國普通電器產(chǎn)品的額定電流所規(guī)定的環(huán)境溫度為θ0=40℃，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周圍環(huán)境溫度是θ1時(shí)，則設(shè)備或載流導(dǎo)體允許通過電流可修正如下：式中θN.max、θ1——分別為設(shè)備或載流導(dǎo)體在長期工作時(shí)允許的最高溫度和實(shí)際環(huán)境溫度。

θ0——設(shè)備或載流導(dǎo)體在長期工作的環(huán)境溫度?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)2)按短路情況進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)即以設(shè)備出廠時(shí)的最大動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)電流與短路電流的沖擊電流相比，且式中iet——設(shè)備出廠時(shí)的最大動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)電流幅值。

——設(shè)備在系統(tǒng)中安裝處的短路沖擊電流。某些電氣設(shè)備(例如電流互感器)由制造廠家提供動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)kd，選擇設(shè)備時(shí)要求：式中IN1·TA——電流互感器一次側(cè)的額定電流。

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定應(yīng)滿足式(3-75)的要求。對電流互感器則要滿足下面的熱穩(wěn)定關(guān)系式中kt——產(chǎn)品目錄中給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)；

IN1·TA——電流互感器一次側(cè)額定電流；

t——由產(chǎn)品目錄中給定的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)3)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)

在工程設(shè)計(jì)中，選擇各類電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，除了上述的基本條件外，還應(yīng)考慮它們在供電系統(tǒng)中不同的功能，根據(jù)其特殊的工作條件進(jìn)行校驗(yàn)?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

表3-4選擇電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

高壓斷路器（QF)

高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器之一。

QF的作用是：系統(tǒng)正常工作時(shí)，切、合負(fù)載回路電流；故障時(shí)，切除故障電流；

QF的結(jié)構(gòu)特征：具有滅弧能力，因此可以帶負(fù)荷操作（六氟化硫F6S、真空）。所以在選擇高壓斷路器時(shí)，除了考慮其額定電壓、額定電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等因素外，還應(yīng)校驗(yàn)其斷流容量。§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)按工作環(huán)境選型按使用地點(diǎn)的條件選擇，如戶內(nèi)式、戶外式，在井下及具有爆炸危險(xiǎn)的地點(diǎn)要選擇防爆型的設(shè)備。按正常工作條件選擇

斷路器的額定電壓

斷路器的額定電流

斷路器的斷流容量§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

按短路電流校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性

動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)若要斷路器在通過最大短路電流時(shí)，不致?lián)p壞，就必須要求斷路器的最大動(dòng)穩(wěn)定試驗(yàn)電流峰值不小于斷路器安裝處的短路電流沖擊值，即

≥§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

熱穩(wěn)定性校驗(yàn)當(dāng)斷路器在通過最大短路電流時(shí)，為使斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度，應(yīng)滿足：式中，

t

——

分別為斷路器出廠的熱穩(wěn)定試驗(yàn)電流及該電流所對應(yīng)的熱穩(wěn)定時(shí)間；

，tj

——

分別為斷路器安裝處的短路穩(wěn)態(tài)電流及短路電流的持續(xù)假想時(shí)間。§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

斷路器的額定斷流容量是可靠切除短路故障的關(guān)鍵參數(shù)。因此，斷路器的額定斷流容量應(yīng)大于安裝處的最大三相短路容量，才能保證斷路器在分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)不至于損壞。即

斷路器額定斷流容量的大小，取決于斷路器滅弧裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸。如果斷路器安裝在較其額定電壓低的電網(wǎng)中使用時(shí)，其斷流容量相應(yīng)降低。即

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

在用戶高壓配電網(wǎng)中，也有采用負(fù)荷開關(guān)與熔斷器配合使用，以替代斷路器。負(fù)荷開關(guān)的滅弧裝置簡單，斷流容量較小，只適宜于切、合線路的負(fù)荷電流，不能切斷短路電流。切斷短路電流要依靠與它配套的高壓熔斷器來實(shí)現(xiàn)。這種與負(fù)荷開關(guān)配套的高壓熔斷器的選擇原則與高壓供電系統(tǒng)中選擇高壓熔斷器的原則相同，并需要校驗(yàn)它的斷流能力，即熔斷器的分?jǐn)嗳萘恳笥谌蹟嗥靼惭b處的最大三相短路容量?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)由于負(fù)荷開關(guān)一般情況下多與熔斷器配合使用，故選擇負(fù)荷開關(guān)只需按照上述選擇電氣設(shè)備的一般條件進(jìn)行，不需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)

高壓隔離開關(guān)（QS)

隔離開關(guān)在供電系統(tǒng)中只用于接通和開斷沒有負(fù)荷電流流過的電路，它的作用是為保證電氣設(shè)備檢修時(shí)，使需檢修的設(shè)備與處于電壓下的其余部分構(gòu)成明顯的隔離。隔離開關(guān)沒有特殊的滅弧裝置，所以它的接通和切斷必需在斷路器分?jǐn)嘁院蟛拍苓M(jìn)行。隔離開關(guān)因無切斷故障電流的要求，所以它只根據(jù)一般條件進(jìn)行選擇，并按照短路情況下進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn).§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)按工作環(huán)境選型按正常工作條件選擇

隔離開關(guān)的額定電壓

隔離開關(guān)的額定電流③按短路電流校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

§3.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)電流互感器(TA)

在高壓電網(wǎng)中，計(jì)量儀表的電流線圈(如電流表、功率表等)和繼電保護(hù)裝置中繼電器的電流線圈都是通過電流互感器供電的。這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的安全，同時(shí)還可以使儀表及繼電器等制造標(biāo)準(zhǔn)化。由于測量儀表和繼電保護(hù)對準(zhǔn)確度要求不同，故也有電流互感器設(shè)有一個(gè)一次線圈、兩個(gè)鐵心和兩個(gè)不同準(zhǔn)確度的二次線圈，準(zhǔn)確度高的接測量儀表用于計(jì)量，低的用于繼電保護(hù)?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)電流互感器的選擇根據(jù)二次設(shè)備對互感器的精度等級要求以及安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓與長期通過的最大負(fù)荷電流來選，并按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。電流互感器的額定電壓應(yīng)大于或等于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓。電流互感器一次側(cè)的額定電流應(yīng)大于或等于線路最大工作電流的1.2～1.5倍?！?.7供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)電流互感器的精度電流互感器的精度等級：0.2級;0.5級;1級;3級;電流互感器的測量誤差：

影響大小的因素：

（鐵磁材料、制造工藝、二