【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，avU 為短路回路的一相總阻抗。kZ則有：兩相短路電流 ……………③avkU I2Z? 沖擊電流 ……………④⑵其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0./???? 將①與②、③與④對(duì)比可得： . shshii?⑵ ⑶由以上分析可得：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路電流小。310 什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時(shí)，短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間，導(dǎo)線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。1． 兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中 a 為兩平行導(dǎo)線間距；l 為導(dǎo)線長(zhǎng)；K f為形狀系數(shù)，圓形，712/0fFKilaN???（ ） （ ）管形導(dǎo)體 Kf=1。2． 三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 ???273/10fmFIlaN??? 式中 Im為線電流幅值；K f為形狀系數(shù)。 三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 (3)(3)27/10()fshFKilaN???兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 (2)(2)7/()fshkil?兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 (2) (3)/shshii?兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為 23(/)F（ ） （ ）備注：K f為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1；矩形導(dǎo)體根據(jù)(ab)/(b+h)和 m=(b/h)查表可得。311 什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱為熱效應(yīng)。短路發(fā)熱和近似為絕熱過程，短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下： 12 ????將 代入上式，得0(1)/,(),sRscl??????????2022.[/](1)KLtkItclsd?????????整理上式后 21002ln(). LtK LcIdd AS ???????????????????式中，ρ 是導(dǎo)體 0℃時(shí)的電阻率 ；α 為 ρ 0 的溫度系數(shù)；c 0 為導(dǎo)體 0℃時(shí)的2(/)mk?A比熱容；β 為 c0 的溫度系數(shù)；γ 為導(dǎo)體材料的密度；S 為導(dǎo)體的截面積（mm2 ） ；l 為導(dǎo)體的長(zhǎng)度（km） ；I Kt 為短路全電流的有效值(A)；A K 和 AL 為短路和正常的發(fā)熱系數(shù)，對(duì)某導(dǎo)體材料，A 值僅是溫度的函數(shù)，即 A=f(θ).短路電流產(chǎn)生的熱量的計(jì)算式： ??Kt22imat0Idt???短路發(fā)熱假想時(shí)間可按下式計(jì)算： ?????????式中，t K 為短路持續(xù)時(shí)間，它等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 top 和短路器短路時(shí)間 toc 之和，即imaopc Tt??在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于 I″=I ∞ ，導(dǎo)體短路發(fā)熱系數(shù) AK 2KLimaAtSI???式中，S 為導(dǎo)體的截面積（mm 2） ，I ∞ 為穩(wěn)態(tài)短路電流（A） ，t ima 為短路發(fā)熱假想時(shí)間（s）.短路熱穩(wěn)定最小截面 Smin (3)miniaKLtI???A312 試求圖 318 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud=Uav，兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=37kV，U d2=。各元件標(biāo)幺值為：線路 1WL 2*???A變壓器 T *2%（1）K 1 點(diǎn)三相短路時(shí)***??????（2）K 2 點(diǎn)三相短路時(shí)**212*2**.. kAUIkiASMVAX???????313 試求圖 319 所示供電系統(tǒng)中 K1 和 K2 點(diǎn)分別發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流、沖擊短路電流和短路容量？解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 Ud=Uav，兩個(gè)電壓基準(zhǔn)電壓分別是Ud1=，U d2=。各元件標(biāo)幺值為：系統(tǒng) S *?線路 WL 2*??A變壓器 1T,2T *34%4..kdNUX?A(1)K1 點(diǎn)三相短路 2****???????(2) K2 點(diǎn)三相短路134**2*2**/. kkAiISMVAX???????314 試求圖 3—20 所示無限大容量系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路電流，沖擊短路電流和短路容量，以及變壓器 2T 一次流過的短路電流 .各元件參數(shù)如下：變壓器 1T：S N=，U K%=，；變壓器 2T，3T：S N=15MVA，U K%=，110/；線路 1WL，2WL：L=100km，X 0=電抗器 L：U NL=6kV，I NL=，X NL%=8。解：(1)由圖所示的短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖畫出短路電流計(jì)算等校電路圖，路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用 X 表示.(2)取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓 UD=UAV，基準(zhǔn)電壓是Ud1=121kV，U d2=，U d3=，則各元件電抗標(biāo)幺值為變壓器 1T： ??????1kdnX%/0S/?????線路 W1，W2： 2231L987變壓器 2T 3T： 45kd/.A電抗器； llnd62X%???A當(dāng) K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)：一 短路回路總阻抗標(biāo)幺值 ???????124635/???????二 K 點(diǎn)所在電壓基準(zhǔn)電流ddIS/.73U8.三 K 短路電流各值為39。39。39。39。 39。1//..???(2) 變壓器 2T 一次流過的短路電流為： kA???A 試求圖 321 所示系統(tǒng)中 K 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流，知線路單位長(zhǎng)度電抗 X.= /km，其余參數(shù)見圖所示.解：取基準(zhǔn)容量 Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓分別為 Ud2=Ud7=121kV，U d3=，QF 的斷路容量 Sos=1000MVA。*1kdN222LXU%/????A同理： *234*5doc6*270./????計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： ??****k1267345X/???計(jì)算 K 點(diǎn)所在電壓的基準(zhǔn)電流： ?計(jì)算 K 點(diǎn)短路電流各值： **kk//05*kdshk*???A316 在題 312 中，若 6kV 的母線接有一臺(tái) 400kW 的同步電動(dòng)機(jī)，cosφ=，η=，試求 K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊短路電流。解： . 39。*...39。..(5394).34MNshshNMSIAUEikI AXik???????第 3 章 短路電流計(jì)算31 什么叫短路?短路的類型有哪些 ?造成短路的原因是什么?短路有什么危害?答： 短路是不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性連接或經(jīng)小阻抗連接.短路種類有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路.短路的原因主要有設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等.短路的危害：1 短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度身高，將絕緣損壞。2 短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電器設(shè)備受到機(jī)械損壞。3 短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重減低，電器設(shè)備正常工作受到破壞。4 短路造成停電，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶累不便。5 嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)失去同步，嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。6 單相短路產(chǎn)生的不平橫磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響其正常工作。32 什么叫無限大容量系統(tǒng)?它有什么特征?為什么供配電系統(tǒng)短路時(shí)，可將電源看做無限大容量系統(tǒng)?答：無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定，：，任何電力系統(tǒng)都有一個(gè)確定的容量，電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的 5%~10%，或短路點(diǎn)離電源的電氣距離足夠遠(yuǎn)，發(fā)生短路時(shí)電力系統(tǒng)母線降低很小，此時(shí)可將電力系統(tǒng)看做無限大容量。33 無限大容量三相短路時(shí)，短路電流如何變化？答：三相短路后，無源回路中的電流由原來的數(shù)值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小，電流增大，但由于回路內(nèi)存在電感，電流不能發(fā)生突變，從而產(chǎn)生一個(gè)非周期分量電流，非周期分量電流也不斷衰減，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化，而非周期分量是按指數(shù)規(guī)律衰減，最終為零，又稱自由分量。34 產(chǎn)生最嚴(yán)重三相短路電流的條件是什么？答：（1）短路前電路空載或 cosΦ=1；（2）短路瞬間電壓過零，t=0 時(shí) a=0 度或 180 度；（3）短路回路純電感，即 Φk=90 度。35 什么是次暫態(tài)短路電流? 什么是沖擊短路電流? 什么是穩(wěn)態(tài)短路電流? 它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系?答： 次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個(gè)周期的有效值.沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時(shí)值. 高壓系統(tǒng) ，,39。,1.39。shshshKiII??低壓系統(tǒng) ,.8439。,39。shshshKiII?? ，39。PII?高壓系統(tǒng) ，39。,.39。39。,39。shshiI?36 什么叫標(biāo)幺值？如何選取基準(zhǔn)值？答：用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)幺值。任意一個(gè)物理量的有名值與基準(zhǔn)值的比值成為標(biāo)幺值，標(biāo)幺值沒有單位?；鶞?zhǔn)值的選取是任意的，但為了計(jì)算方便，通常取 100MVA 為基準(zhǔn)容量，取線路平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即 。??37 如何計(jì)算三相短路電路？答：① 根據(jù)短路計(jì)算要求畫出短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應(yīng)包含所有與短路計(jì)算有關(guān)的元件，并標(biāo)出各元件的參數(shù)和短路點(diǎn)。②畫出計(jì)算短路電流的等效電路圖，每個(gè)元件用一個(gè)阻抗表示，電源用一個(gè)小圓表示，并標(biāo)出短路點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)出元件的序號(hào)和阻抗值，一般分子標(biāo)序號(hào)，分母標(biāo)阻抗值。③選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的阻抗標(biāo)幺值④等效電路化簡(jiǎn)，求出短路回路總阻抗的標(biāo)幺值，簡(jiǎn)化時(shí)電路的各種簡(jiǎn)化方法都可以使用，如串聯(lián)、并聯(lián)、ΔY 或 YΔ 變換、等電位法等。⑤按前述公式由短路回路總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算短路電流標(biāo)幺值，再計(jì)算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。38 電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流有什么影響？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，從電源到短路點(diǎn)的系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)短路點(diǎn)的電壓可降為零。接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)可能大于電動(dòng)機(jī)所在處系統(tǒng)的殘壓，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，向短路點(diǎn)饋送短路電流，同時(shí)電動(dòng)機(jī)迅速受到制動(dòng)，它所提供的短路電流很快衰減。39 在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關(guān)系？ 答：㈠ 在三相短路電流計(jì)算中 記線路平均額定電壓為 ，avU 短路回路阻抗用 表示。kZ 則有：三相短路電流 ……………①p avkI/? 沖擊電流 ……………②shshpi4I⑶其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0./????㈡ 在兩相短路電流計(jì)算中 記 為短路點(diǎn)的平均額定電壓，avU 為短路回路的一相總阻抗。kZ則有：兩相短路電流 ……………③avkU I2Z? 沖擊電流 ……………④⑵其中 為短路電路沖擊系數(shù)shk1e0./???? 將①與②、③與④對(duì)比可得： . shshii?⑵ ⑶由以上分析可得：在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相短路電流小。310 什么是短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)？如何計(jì)算？短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)是當(dāng)電路短路時(shí)，短路沖擊電流流過導(dǎo)體瞬間，導(dǎo)線間相互電磁作用產(chǎn)生的力。3． 兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力式中 a 為兩平行導(dǎo)線間距；l 為導(dǎo)線長(zhǎng)；K f為形狀系數(shù)，圓形，712/0fFKilaN???（ ） （ ）管形導(dǎo)體 Kf=1。4． 三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力 ???273/10fmFIlaN??? 式中 Im為線電流幅值；K f為形狀系數(shù)。 三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 (3)(3)27/10()fshFilaN???兩相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 (2)(2)7/()fshkil?兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關(guān)系為 (2) (3)/shshii?兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動(dòng)力的關(guān)系為 23(/)F（ ） （ ）備注：K f為形狀系數(shù)，圓形，管形導(dǎo)體 Kf=1；矩形導(dǎo)體根據(jù)(ab)/(b+h)和 m=(b/h)查表可得。311 什么是短路電流的熱效應(yīng)？如何計(jì)算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流通過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱為熱效應(yīng)。短路發(fā)熱和近似為絕熱過程，短路時(shí)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體溫度升高吸收的能量，導(dǎo)體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下： 12 ????將 代入上式，得0(1)/,(),sRscl??????????2022.[/](1)KLtkItclsd?????????整理上式后 21002ln(). LtK LcIdd AS ???????????????????式中，ρ 是導(dǎo)體 0℃時(shí)的電阻率 ；α 為 ρ 0 的溫度系數(shù)；c 0 為導(dǎo)體 0℃時(shí)的2(/)mk?A比熱容；β 為 c0 的溫度系數(shù)；γ 為導(dǎo)體材料的密度；S 為導(dǎo)體的截面積（mm2 ） ；l 為導(dǎo)體的長(zhǎng)度（km） ；I Kt 為短路全電流的有效值(A)；A K 和