【文章內(nèi)容簡介】 第二章 相關(guān)理論分析 7 當(dāng)電路突然發(fā)生短路時，短路電流 i 滿足下列微分方程式 : dtdiLRiu dd ?? （ ） )( ?? ???? tSi nLUIdLRdtdi md （ ） fqtLRdz qmtLRdmd iicetSi nIcetSi nZUi ??????????? )()( ????? （ ） 式中 zqI —— 三相短路電流周期分量； zqmI —— 三相短路電流周期分量的幅值 :； fi — — 三相 短路電流非 周 期分量； d? —— 三相短 路周期分量電流與電壓的相位角，一般情況下，高壓電網(wǎng)的電抗遠大于電阻近似認為 d? =90 度 Z—— 電路中每項的阻抗； C—— 積分常數(shù)，有初始條件決定。 從式 ()可以看出三相短路電流 di 由兩個分量組成，右邊第一項為短路電流的周期分量 zqI ，是按正弦規(guī)律變化的，是短路電流的穩(wěn)態(tài)分量，它的最大值 zqmI 不變 ； 第二項為短路電流州調(diào)期分量 fi 是按指數(shù)規(guī)律衰減的，是短路電流的暫態(tài)分量，它的衰減速度與短路的 R/L 比值有關(guān)，系數(shù) C 是非周期分量的初始值， di 是短路全電流。 由式 ()知，短路前的正常電流為 i，如果 t=0 時，回路突然發(fā)生三相短路，短路前瞬間正常工作電流的瞬時值用 i 。表示，則有 : )()(0 ????? ????? S i nIyS i nIi mm （ ） 如果短路發(fā)生瞬間的 短路電流瞬時值用 0di 。表示，根據(jù)式 ()，令 t=0 則 ； cS i nIi dz q md ??? )(0 ?? （ ） 因為電感線圈中的電流是不能突變的就是說短路前后瞬間電路中的電流是連續(xù)而相等。 描述了一個由無限大容量系統(tǒng)供電的短路電流的過渡過程變化規(guī)律，它兩部分即短路電流的周期分量和短路電流的非周期分量組成。短路的全電是一個變化的非周期函數(shù)，當(dāng)非周期分量衰減到零時， 過渡過程結(jié)束，電路中的電進入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)電流就是短路電流的周期分量。 最嚴 重 三相短路電流 (1)最大短路電流產(chǎn)生的因素 決定短路電流周期分量 I，大小的主要因素是短路發(fā)生的地點。 短路點離電源愈近，則短路電流周期分量的幅值 I，愈大，短路電流的穩(wěn)態(tài)值也愈大，所以在高壓系統(tǒng)中短路點離電源點越近，則短路也越嚴重。再一個因素是，過渡過程的電流大小，與發(fā)生短路前金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論分析 8 電路的原始狀態(tài)及短路發(fā)生的時刻也有很大的關(guān)系。 因此，產(chǎn)生最嚴重短路電流的條件如下 : 一 、 短路前的電路是空載的即 mI =0。 二、短路電路的 LR，假定 0a 90?? 。 三、短路發(fā)生的瞬間，電壓剛好過零值，即 t=0, ? =0。 (2)沖擊系數(shù)和沖擊電流 czqTz qmTz qmz qmch KIeIeIIi ee ?????? ?? 2)1( （ ） 實際工程中，高壓電網(wǎng)電抗較大，取 zqchc IiK , ?? ； 在 1V000 以下的低壓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生短路時阻抗較大取 cK = 閣， zqch Ii ? 。 (3)短路電流的最大有效值 短路電流的全電流，在短路的暫態(tài)過程中，由于非周期分量的存在，它的波形不是正弦波，所以短路過程中某一時間的有效值 chI ，就是該時間為中心的一個周波內(nèi) ()短路電流的有效值。其值為 : ?? ??? T fzqT dch dtiiTdtiTI 0 20 2 )(11 在計算所取的一個周期內(nèi)，周期分量的振幅為常數(shù)，非周期分量的數(shù)值在該周期內(nèi)恒定不變，其值等于該周期中點的瞬時值。一個周期內(nèi)，周期分量的有效值按正弦曲 線計算。 短路電流計算的方法 短路電流的計算方法一一標(biāo)么值法 標(biāo)么值 =有名 值 /基準(zhǔn)值 導(dǎo)線的電抗、電阻標(biāo)幺值 對架空線路或電纜線路，以 BS 與 BU 為基準(zhǔn)值進行計算，線路電抗標(biāo)么值為 : 線路電抗標(biāo)幺值： 2nav0* ???? U SLXX BL 線路電阻標(biāo)幺值： 2nav* ???? U SLRR BLL 變壓器電抗標(biāo)幺值 NBdd SSUX ?? 100%* 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論分析 9 1000V 以下低壓網(wǎng)絡(luò) 短路電流的計算 低壓電網(wǎng)短路阻抗算法 (1)變壓器的阻抗 變壓器沒想繞組的電抗和電阻： NNbb SURR /2*? （ mΩ） NNbb SUXX /2*? （ mΩ） (2)不同截面的電纜組成的電路阻抗 由 幾種 不同截面的電纜組成的電路 (1S ； ， 2S ， 3S )，此時應(yīng)將它們歸算到同一截面 (如S1)，電纜線路的等效計算長度 L，按下式計算 : 31133111221 SSLSSLLL ???? ??? 兩相短路電流算法 兩相短路電流按下式計算 : ?? XUI pd 2)2( 兩相短路電流可以通過計算三相短路電流而求得，遠離電源點的兩相短路與三相短路有效電流之間的比為 : 23)3()2( ?ddII 短路電流的熱效應(yīng) 當(dāng)電氣 系統(tǒng)中某一點發(fā)生短路時，短路電流就從電源經(jīng)過電氣元件和設(shè)備，流 短路點，從而使這些電氣元件和設(shè)備溫度升高，以至超過短路時發(fā)熱允許的溫度 ,直 接威脅電氣設(shè)備和元件的安全運行，并引 起火災(zāi)。 用電負 荷計算方法 需 要 系數(shù)法 單臺用電設(shè)備的計算負荷 單臺用電設(shè)備的設(shè)備容量 eP ，就是計算負荷 j1P ，即 j1P =eP 長時單臺用電設(shè)備的設(shè)備容量等于銘牌額定量 ?eP 反復(fù)短時工作制下的設(shè)備，是將銘牌暫載率 JC 下的額定容量 ?eP 換算到暫載率 JC=25%時的額定容 量，作為計算負荷，即 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論分析 10 JCPJCJCPPP ??????? e25eej12 單個白熾燈 j1P = eP = ?eP 熒光燈鎮(zhèn)流器有 20%損耗，有 j1P =eP = ?eP 需要考慮效率的單臺用點設(shè)備有 j1P =?eP 單組用電設(shè)備的計算負荷 工作性質(zhì)相同的用電設(shè)備組，每一組的用電設(shè)備的計算負荷為 : ?? eXj PKP 2 式中， xK 一一用電設(shè)備組的需要系數(shù) ； eP? —— 該用電設(shè)的設(shè)備容量之和。 需要系數(shù) xK 是考慮同組用電設(shè)備，不同時運行、不同時達到滿載，以及設(shè)備效率、臺 數(shù)、線損、勞動組織等許多影響計算負荷的因素后，而歸并成的一個系數(shù)。 多組用電設(shè)備的計算負荷 將各單組用電設(shè)備的計算負荷相加后，再乘以同時系數(shù) xK ,得到多組用電設(shè)備的計算負荷，即 ?? 23 jXj PKP ?tgPKQ jj ?? ?? 23 低壓母線和高壓配電母線負荷 逐級進行計算。各配電點負荷相加時，需乘以不同的同期系數(shù)。在配電點之間有變壓器時，要加入變壓器損耗。變壓器損耗為 : )( )( V arSQ kWSP ib jb ?? ?? 二項式法 ??? exj bpcpP 式 中， c、 b—— 系數(shù) ； xP 一一該組中 x臺容量最大的用電設(shè)備的設(shè)備容量之和 ； exP 一一該組中所有用電設(shè)備的設(shè)備容量之和 ； xcP —— 臺容量最大的用電設(shè)備，對平均負荷造成的參差 ?ebP 一一該組用電設(shè)備的平均負荷 。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論分析 11 小結(jié) : 本章根 據(jù)相關(guān)國家規(guī)范和專家的著作對電氣發(fā)熱理論和計算方法、短路電流計 法、用電負荷計算方法進行了分析和整理。在接下來的對某大型 高層公建的供配電統(tǒng)的分析主要依據(jù)本章進行。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 小高層供配電系統(tǒng)火 災(zāi)安全研究 12 3 小 高層供配電系統(tǒng)火災(zāi)安全研究 電氣火災(zāi)案例簡介與分析 : 2020 年 5月 13日 8時， 北京 市海淀區(qū)四季青鄉(xiāng)巨山路 76號北京 市四海遠大車隊篩選車間發(fā)生火災(zāi)，失火面積 150 平方米，燒死 3 人，直接財產(chǎn)損失 15000 元?；鹪驗?:民工吳某在合電閘時，因水泵臨時線路處于閉合狀態(tài)，致使啟動電流瞬間過大產(chǎn)生電弧，引燃 PVC廣告墻布和墻內(nèi)的海綿后蔓延致災(zāi)。 2020年 11 月 30 日 1 時 30 分，吉林省遼源市西安區(qū)仙城街福壽街敬老院發(fā)生火災(zāi)燒死 3人，燒毀建筑 130 平方米，直接財產(chǎn) 損失 7554 元，火災(zāi)原因為 :天棚內(nèi)銅鋁電線混接，接頭老化過熱所致 。 2020年 7 月 22日 22時 23分，上海市寶山區(qū)上海大嶸儲運有限公司 4號倉庫因電氣線路短路引起火災(zāi)，過火面積 1700 平方米，燒毀整個倉庫，直接財產(chǎn)損失 萬 。 2020年 6月 17日 16 時，上海市黃浦區(qū)福佑路一居民家因照明線路短路發(fā)生火災(zāi)，死2 人，受災(zāi) 31 戶居民，燒毀建筑 180 平方米，直接財產(chǎn)損失 萬元 。 2020 年 6 月 14日 18 時 30 分左右，江蘇省江陰市南閘鎮(zhèn)金三角建材市場發(fā)生火災(zāi)，面積 3200 平方米，直接財產(chǎn)損失 萬元，火災(zāi)原 因為 :市場 4 號大廳 2 至 4 號攤位南墻展示板上方的燈箱吊頂內(nèi)的電氣線路短路所致。 2020 年 7月 3日時 5 分，南京市鼓樓區(qū)寧開汽車修理廠庫房發(fā)生火災(zāi)，輕傷一人，過火面積 250平方米，直接財產(chǎn)損失 萬元，火災(zāi)原因為 :配電板漏電保護 器上端接線接觸不良，局部電阻過大，產(chǎn)生電火花引燃周圍可燃物所致 。 2020年 2月 8日，浙江省溫州市平陽縣水頭鎮(zhèn)林延賢皮革加工場因電氣短路發(fā)生火災(zāi)，燒毀建筑 2200 平方米，直接財產(chǎn)損失 33 萬元 。 2020年 10月 3日 1時 55分，河南省駐馬店市遂平縣千禧龍量販發(fā)生火災(zāi)，燒毀建筑953 平方 米，直接財產(chǎn)損失 93萬元。火災(zāi)原因是該量販?zhǔn)浙y臺下部連接冰拒和電腦的多用插座用電過負荷造成電線短路成災(zāi)。 2020 年 11 月 4 日 5 時，河南省平頂山市郊縣東大街南路福星電子門市部因電氣線路短路發(fā)生火災(zāi)，過火面積 70平方米， 5人死亡，直接財產(chǎn)損失 92600 元 。 2020 年 1 月 30 日 3 時 30 分， 湖北 宜昌市夷陵區(qū)商業(yè)大樓發(fā)生火災(zāi)，過火面積 1200平方米，直接財產(chǎn)損失 62 萬元。火災(zāi)原因為 :一層超市床上用品柜臺東南墻面與樓板連接處穿過隔墻至配電室的多股鋁芯線發(fā)生相間漏電，產(chǎn)生火花落在下方的可燃 吊頂上成災(zāi) 。 2020 年 12月 20 日巧時 10 分，湖北省神農(nóng)架林區(qū)神農(nóng)架商場三層醫(yī)藥公司發(fā)生火災(zāi)，直接財產(chǎn)損失 47 萬元。火災(zāi)原因為 :藥品器械倉庫內(nèi)電線短路打火，引燃緊貼 在線路的窗簾所致 。 2020 年 10月 23 日 4 時 30 分，陜西省安康市漢濱區(qū)恒口鎮(zhèn)恒葉路 50 號秦康酒業(yè)公司發(fā)生火災(zāi)，直接財產(chǎn)損失 萬元?；馂?zāi)原因為 :電線短路 。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 小高層供配電系統(tǒng)火 災(zāi)安全研究 13 2020 年 10 月 16 日凌晨 1:42 分，河南省開封市相國寺十層賓館裙房五樓舞廳發(fā)生火災(zāi)，相隔 20 分鐘，在同一舞廳內(nèi)的不同部位相繼起火燃燒。根據(jù)開封市鼓樓區(qū)公安消防分局消防科提供的資料，初步分析火災(zāi)的起因為照明燈具及 其線路由于電熱作用引燃可燃物造成火災(zāi)。主要理由如下 : 上 的總控制開關(guān)處于合閘狀態(tài) (見圖 )，而且經(jīng)詢問火災(zāi)相關(guān)人員并核實確認當(dāng)晚五樓舞廳沒有人關(guān)燈鎖門閉。 :在第一次起火點處提取的射燈電源線上的熔痕 (見圖 )和在第二次起火點處提取的單股銅導(dǎo)線上的熔痕 (見圖 )，均為短路熔痕。 ，紫色大絨布質(zhì)窗簾，而該類布質(zhì)在普通燈泡射燈的烘烤下其著火點為 120℃。 ，同時起 火點附近提取的玻璃和墻面上的煙塵沒有魁血四出易燃液體殘留成分，當(dāng)晚的天氣情況和舞廳存放的物品化學(xué)性可以排除遺留火種、人為放火及自燃引起火災(zāi)的可能性。 圖 圖 圖 紫色大絨布制窗簾 以上的電氣火災(zāi)的案例說明，建筑供配電系統(tǒng)中的短路、過載、接觸不良是引起電氣火災(zāi)的主要原因。在下述