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作者:亚博网址    发布日期:2020-05-27 19:35


  低压电器系统_电力/水利_工程科技_专业资料。3.1短路概述 短路是指电力系统正常运行之外的相与相或相与地之间 的“短接”。短接包括:1.金属性连接 2.经小阻抗连 接。 正常的电力系统中,除中性点之外,相与相和相与 地之间是绝缘的,不论由于何种

  3.1短路概述 短路是指电力系统正常运行之外的相与相或相与地之间 的“短接”。短接包括:1.金属性连接 2.经小阻抗连 接。 正常的电力系统中,除中性点之外,相与相和相与 地之间是绝缘的,不论由于何种原因使绝缘遭到破 坏,不同电位的导电部分之间的低阻抗短接而构成 通路,即所谓电力系统发生了短路故障。 3.1.1短路的原因 1.设备原因 指电气设备、元件的损坏。如设备绝缘部分自然老化或 设备本身有缺陷,正常运行时被击穿导致短路;设计、 安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。 2.自然原因 由于气候恶劣,如大风、降温、导线覆冰等引起架空线 倒杆断线;因遭受直击雷或雷电感应导致设备过电压或 绝缘被击穿等。 3.人为原因 工作人员违反操作规程,带负荷拉闸造成相间弧光短 路;违反电业安全工作规范,带接地刀闸合闸造成金属 性短路;人为疏忽接错线造成短路;运行管理不善,造 成小动物进入带电设备内形成短路事故等。 4. 其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 3.1.2短路故障的危害 1.短路电流的热效应 巨大的短路电流通过导体,短时间内产生很大的热量, 形成很高的温度,极易造成设备过热而损坏。 2.短路电流的电动力效应 由于短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的电动 力。如果电动力过大或设备结构强度不够时,则可能引 起电气设备机械变形甚至损坏,使事故进一步扩大。 3.故障点往往有电弧产生,可能烧坏故障元件,也可能殃 及周围设备 4.短路时系统电压下降 短路造成系统电压突然下降,给用户带来很大的影响。 例如,作为主要动力设备的异步电动机,其电磁转矩与 端电压平方成正比。电压大幅下降,将造成电动机转速 降低甚至停止运转,给用户带来损失;同时,电压降低 会影响照明负荷,如电灯突然变暗或一些气体放电灯的 熄灭等,影响正常的工作、生活和学习。 5.不对称短路的磁效应 当系统发生不对称短路时,不对称短路电流的磁效应所 产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动 势,这对于附近的通信线路、铁路信号系统及其他电子 设备、电动控制系统可能产生强烈干扰。 6.短路时的停电事故 短路时会造成停电事故,给国民经济带来损失。并且短 路越靠近电源,停电波及范围越大。 7.破坏系统稳定性,造成系统瓦解 短路可能造成的最严重后果就是使并列运行的各发电厂 之间失去同步,破坏系统稳定性,最终造成系统瓦解, 形成地区性或区域性大面积停电。 3.1.3短路故障的类型 1. 基本形式:三相短路、两相短路、两相接地短路、单 相短路。 还可以分为: 对称短路:短路后,各相电流、电压仍对称,如三相 短路; 不对称短路:短路后,各相电流、电压不对称,如两 相短路、两相接地短路和单相短路。 A I(k3) k(3) 电源 B I(k3) 0 负荷 C I(k3) 2.三相短路 a) 三相短路是指供配电系统三相导体间的短路。 三相短路是对称短路,用k(3)表示。因为短路回路的三相 阻抗相等,所以三相短路电流和电压仍然是对称的,只 是电流值比正常值增大,电压比额定值降低。三相短路 发生的概率最小,只有5%左右,但它却是危害最严重的 短路形式。 3.两相短路 两相短路是指三相供配电系统中任意两相导体间的短路。 两相短路是不对称短路,用k(2)表示,两相短路发生的概 率为10%~15%。 A Ik(2) k(2) 电源 0 B Ik(2) 负荷 C b) 电源 0 A B Ik(1,1) C Ik(1,1) k(1,1) 电源 负荷 0 A (1,1) B Ik C Ik(1,1) k(1,1) 负荷 e) f) 4.两相接地短路 两相接地短路是指中性点不接地系统中,两个不同的 相均发生单相接地而形成的两相短路,亦指两相短路后 又接地的情况。 两相接地短路也是一种不对称短路,用k(1,1)表示,两相 接地短路发生的概率为10%~20%。 电源 0 A B C Ik(1) 电源 负荷 0 k(1) A B C Ik(1) N 负荷 k(1) c) d) 5.单相短路 单相短路指供配电系统中任一相经大地与中性点或与中 线发生的短路。 单相短路也是一种不对称短路,用k(1)表示,它的危害 虽不如其他短路形式严重,但在中性点直接接地系统中 发生的概率最高,占短路故障的65%~70%。 3.1.4短路电流计算的目的 1.选择和评价电气主接线的方案 短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较,并为确定 是否采取限制短路电流措施等提供依据。 2.选择和校验各种电气设备 3.确定中性点接地方式 对于35kV、10kV的供配电系统,根据单相短路电流可确定 中性点接地方式。 4.选择继电保护装置和整定计算 5.进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响 3.1.5 短路电流计算的主要参数 1. I次 暂态短路电流(有效值)。 2. is短h 路电流最大值(瞬时值) 。 3. Ish短路电流最大有效值(有效值)。 4. I?短路电流稳态值(有效值)。 3.1.6短路电流计算条件 短路电流计算中,为简化分析,通常采用以下基本假定: (1)正常运行时,三相系统对称运行。 (2)所有电源的电动势相位角相同。 (3)系统中所有的同步和异步电动机均为理想电机。 (4)电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁心的电气设 备电抗值不随电流的大小而发生变化。 (5)同步电机都具有自动调节励磁装置。 (6)不考虑短路点的电弧电阻。 (7)不考虑变压器的励磁电流。 (8)除计算短路电流的衰减时间常数和低压电网的短路电 流外,元件的电阻略去不计。 (9)输电线路的电容略去不计。 (10)元件的计算参数取额定值。 ? 简化假设 1. 负荷用恒定电抗表示或略去不计; 2. 在高压网络中各元件均用纯电抗表示; 3. 系统除不对称故障处出现局部不对称外,其余部分 是 三相对称的。 电力系统中,发生在中性点接地系统中的单相短路电流有 可能最大,而在中性点接地系统中都采取了限制单相短路 电流的措施,因此,单相短路电流不可能最大。一般企业 电网都是中性点不接地的6~35kV电网,距电源较远,因 而实际上三相短路电流最大,造成危害也最重,所以短路 电流计算的重点是三相短路电流计算。 3.2 无限大容量供电系统三相短路分析 在发生短路时,发电机发生的电磁 暂态变化过程复杂,为简化分析, 假设发生在无限大容量系统中。 3.2.1无限大容量供电系统的概念 目的:简化短路计算 SS=∞ ZS=0 US=const 无限大容量供电系统,就是端电压保持稳定,没有内部阻 抗和容量无限大(相对于用户内部供配电系统容量大)的 电力系统,以致用户的负荷不论如何变动甚至发生短路时, 电力系统变电所馈电母线的电压能基本维持不变。 合理性: ①STSS ②误差在允许范围 3.2.1 无限大容量供电系统的概念 在实际用户供电设计中,当电力系统总阻值不超过短 路电路总阻值的5%-10%,或电力系统容量超过用户供配 电系统容量的50倍时,可将电力系统视为“无限大容量电 源”。 对一般企业供配电系统来说,由于企业供配电系统的 容量远比电力系统总容量小,而其阻抗又较电力系统大得 多,因此企业供配电系统内发生短路时,电力系统变电所 馈电母线上的电压几乎维持不变,也就是说,可将电力系 统看作无限大容量的电源。 3.2.2 无限大容量供电系统三相短路暂态过程 ①STSS ②误差在允许范围 ③偏保守 无限大容量系统 发生三相短路 发生短路后,由于负荷阻抗和部分线路阻抗被短路,所以电 路电流要突然增大;但由于电路中存在电感,电流不能突变,引 起一个过渡过程。 由于暂态过程中的短路电流比起稳态值要大很多,所以暂态 过程虽然时间很短,但它对电器设备的危害却远比稳态短路电流 要严重得多。 ?1)正常运行 电源相电压: u? ? U?m sin(wt ? a) 运行电流: i ? Im sin(wt ? a ??) 阻抗角 ? ? arctan (xk ? x1) (rk ? r1) 电流幅值: Im ? U?m / (rk ? r1)2 ? (xk ? x1)2 等效成单相电路分析 ?2)三相短路分析 定性分析 k点右侧,没有电源,电流衰减到零; k点左侧有电源,阻抗突变Z↓,I↑;I不突变,出现非周期 分量电流,不断衰减(暂态过渡过程),最终达到稳定值。 定量分析 LK diK dt ? rKiK ? U?m sin(wt ? a) 非齐次一阶微分方程 该方程式的解就是短路的全电流,它由两部分组成: 第一部分是方程式的特解,代表短路电流的周期分量; 第二部分是对应齐次方程的一般解,代表短路电流的非周 期分量。 ?t iK ? I pm sin(wt ? a ??K ) ? inp0e ? 周期分量,稳态分量 非周期分量,自 由分量,按指数 衰减,最终为0 I pm ? U?m / rk 2 ? xk 2 ?K ? arctan(xk / rk ) ? ? Lk / rk inp 0 短路电流周期分量幅值; 短路回路阻抗角; 短路回路时间常数; 短路电流非周期分量初始值 由初始条件决定,即在短路瞬间t=0时,短路前 工作电流与短路后工作电流相等。 Im sin(a ? ?) ? I pm sin(a ? ?K ) ? inp0 ? inp0 ? Im sin(a ? ?) ? I pm sin(a ? ?K ) ?t iK ? Ipm sin(wt ? a ??K ) ? (Im sin(a ??) ? I pm sin(a ??K ))e ? ? ip ? inp ?3)最严重三相短路时的短路电流 短路地点: 距离电源越近,则短路电流越大; . U m ? U?m sin(wt ? a) 最严重短路电流的条件: 在短路瞬间t=0时,A相电压过零, a=0°或180°; 短路前,电路空载 I或m ? 0 ;I np 0 cos? ?1 短路回路纯电感,即?k ? 90 。 ?t iK ? ?Ipm cos wt ? Ipme ? ? ? 2Ip cos wt ? a? . I m ? Im sin(wt ? a ??) . I pm ? I pm sin(wt ? a ??k ) ?t 2Ipe ? 3.2.3 三相短路的有关物理量 ?1)短路电流周期分量有效值 I p ? Ipm / 2 Ip ? Uav 3ZK ? 1.05U N 3 rK 2 ? xK 2 短路点的短路计算电压(或称平均额定电压),由于线路首端短路时 其短路最为严重,因此按线路首端电压考虑,即短路计算电压取为比 线,…… 短路电流非周期分量最大值: inp0 ? I pm ? 2I p ?t iK ? Ipm sin(wt ? a ??K ) ? (Im sin(a ??) ? I pm sin(a ??K ))e ? ? ip ? inp ?2)次暂态短路电流 短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值。 I ? Ip ? I pm 2 ?3)短路全电流有效值 无限大容量系统发生三 相短路时,短路电流周 期分量有效值保持不变。 指以时间t为中心的一个周期内,短路全电流瞬时值的均方根值。 IK(t) ? ?1 T t?T 2 t?T iK 2dt ? 2 ?1 T t?T 2 t?T (ip ? inp )2dt 2 ? IK (t) ? I 2 p ? i2 np (t ) ?4)短路冲击电流和冲击电流有效值 最严重三相短路时短路全 电流最大瞬时值发生时刻 ?4)短路冲击电流和冲击电流有效值 短路冲击电流:短路全电流的最大瞬时值 ? 0.01 ish ? ip(0.01) ? inp(0.01) ? 2I p (1? e ? ) ? 出现在短路后半个 周期,t=0.01s 2kshI p 短路电流冲击系数;对于纯电阻电路,取1; 对于纯电感性电路,取2;因此,介于1和2之间。 冲击电流有效值:短路后第一个周期的短路全电流有效值。 I ? I ? i 2 2 sh p (0.01) np (0.01) 或 Ish ? 1? 2(ksh ?1)2 I p 高压系统发生三相短路时 ksh ? 1.8 ish ? 2.55I p Ish ? 1.52I p 低压系统发生三相短路时 ksh ? 1.3 ish ? 1.84I p Ish ? 1.09I p ?5)稳态短路电流有效值 短路电流非周期分量衰减后的短路电流有效值 I? ? Ip I ? Ip ? I? ? Ik ? Uav 3ZK 无限大容量系统发生三 相短路时,短路电流周 期分量有效值保持不变。 ?6)三相短路容量 SK ? 3UavIK 选择断路器时,校验 其开断能力的依据。 3.3 无限大容量供电系统三相短路电流的计算 ?短路电流计算步骤 短路计算电路图 短路等效电路图 ?短路电流计算方法 (1) 有名单位制法——欧姆法 短路计算中,电气设备各元件 的阻抗及其电气参数用有名单 位(欧、安、伏)来计算 I (3) ? Uc ? Uc k 3 Z? 3 R?2 ? X 2 ? U ?X?? ?R??? I (3) k ? C 3X? 注意:在计算短路电路的阻抗时,假如电路内含有电力变压器, 则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压去。 阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗不变。 2 X ? ? X ???? U U c? c ???? R? ? ? R??? U U c? c 2 ? ?? ? (2)相对单位制法——标幺值法 需考虑变压器变比和 电气设备参数的归算 问题,不方便 3.3.1 标幺制 ?概念:用相对值表示元件的物理量 注:标幺值是一个没有单 位的相对值,通常用带* 的上标以示区别。 标幺值 ? 物理量的有名值(MVA, 物理量的基准值(MVA, kV kV , , kA, kA, ?) ?) ?步骤 选定基准值 Sd ? 100MVA Ud ? Uav ? 1.05UN 基准容量、基准电压、基准电流、基准阻抗 Sd Ud Id Zd Sd ? 3Ud Id Ud ? 3Id Zd 通常选定 Sd 、Ud ? Id ? Sd /( 3Ud ) Zd ? Ud 2 / Sd 计算标幺值 S? ? S Sd I* ? I Id U? ? U Ud Z? ? Z Zd ? Z Sd Ud2 换算到短路点电压等级的等效电抗 X 1WL ? X 1WL (U av 2 U av1 )2 ? (Uav3 )2 U av2 ? (Uav4 )2 U av3 ? X 1WL (U av 4 U av1 ) 2 换算到短路点电压等级的等效电抗标幺值 X* 1WL ? X 1WL Zd ? X 1WL Sd U 2 d4 ? X1WL (U av2 U av1 )2 ? (Uav3 )2 ? (Uav4 )2 ? Sd U av2 U av3 U2 av 4 ? X1WL Sd U2 av1 ? X1WL Sd U 2 d1 用基准容量和元件所在电压等级的基准电 压计算的阻抗标幺值,和将元件阻抗换到 短路点所在的电压等级,再用基准容量和 短路点所在电压等级基准电压计算的阻抗 标幺值相同,即变压器变比标幺值为1。 3.3.2 短路回路元件的标幺值阻抗 ?1.线路的电阻标幺值和电抗标幺值 电力线路阻抗有名值: RWL ? R0l XWL ? X 0l R*WL ? RWL Zd ? R0l Sd U 2 d X * WL ? X WL Zd ? X 0l Sd U 2 d 给定参数:电力线路长度、单位长度电阻和电抗 ?2.变压器的电抗标幺值 换算到变压器一次 侧的等值阻抗 变压器阻抗有名值: ZT ? Uk % U 2 NT 100 SNT ? ,?? ? RT ? ?Pk 3I 2 NT ,? ? ? ? XT ? ZT2 ? RT2 , ? ? ? ? 电阻很小,可 以忽略不计 XT* ? XT Zd ? UK % UNT 2 / Ud 2 100 SNT Sd ? UK % Sd 100 SNT 给定参数:额定容量和阻抗电压 ?3.电抗器的电抗标幺值 用来限制短路电流的电感线圈 电抗器电抗有名值为: XL ? XL% 100 U LN , ? 3I LN X * L ? XL Zd ? XL% 100 U LN / U 2 d 3ILN Sd 注意:安装电抗器的网 路电压不一定和电抗器 的额定电压相等。 给定参数:电抗器的额定电压、额定电流、电抗百分数 ?4.电力系统的电抗标幺值 若电力部门提供相关参数,则考虑 1)给定参数:电力系统电抗有名值Xs X * S ? XS Sd Ud2 2)给定参数:电力系统出口断路器断流容量 Soc ? X * S ? XS Sd Ud2 ? Ud2 Soc Sd Ud2 ? Sd Soc 3IocUav 3)给定参数:电力系统出口处的短路容量 X * S ? Sd SK ?5.短路回路的总阻抗标幺值 给定参数:总电阻标幺值和总电抗标幺值 ZK* ? RK* 2 ? X * K 2 若 RK* ? 1 3 X * K ,可忽略电阻,即 Z * K ? X * K 。 高压系统:只计及电抗而忽略电阻; 低压系统:往往需计及电阻。 3.3.3 三相短路电流的计算 ?三相短路电流周期分量有效值 IK ? U av ? 3Z K Ud ? 3Z * K Z d Ud 1 ? 3Z * K Zd Ud 3Z * K Sd U 2 d ? Sd 1 3U d Z * K IK ? I d I * K Id ? I * K ? 1 Z ? K 总阻抗标幺值 Z * K ? RK* 2 ? X * K 2 ?冲击短路电流 高压系统: ish ? 2.55IK Ish ? 1.52IK 低压系统: ish ? 1.84IK Ish ? 1.09IK ?三相短路容量 SK ? 3Uav IK ? 3U d Id Z * K ? Sd I * K ? Sd 1 Z * K S * K ? I * K 短路电流具体计算步骤: ?①画出短路电流计算系统图;包含所有与短路计算有关的 元件,并标出各元件的参数和短路点; ?②画出等效电路图;每个元件用一个阻抗表示,电源用一 个小圆表示,并标出短路点,同时标出元件的序号和阻抗值, 一般分子标序号,分母标阻抗值; ?③选取基准容量和基准电压,计算各元件的阻抗标幺值; ?④等效电路化简,求出短路回路总阻抗的标幺值; ?⑤由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值,再计算 短路各量,即短路电流、冲击短路电流和三相短路容量。 例题:已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。试求企业变电 所高压10KV母线V母线点短路的三 相短路电流和短路容量。 解 (1)绘制计算电路图 ?三相绘成单相电路 ?各元件额定参数加以标明 (2)绘制等效电路图 只绘出短路电流通过的元件阻 抗,顺序编号,作为分子。 (3)确定基准值 Sd ? 100 MV ·A Ud1 ? Uav1 ? 10.5kV Ud 2 ? Uav2 ? 0.4kV Id1 ? Sd ? 3Ud1 100MVA ? 5.50kA 3 ?10.5kV Id2 ? Sd ? 100MVA ?144kA 3Ud2 3 ?0.4kV 解 (4)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 ?电力系统的电抗标幺值 由附录表A-4 可查得SN10-10Ⅱ型断路器的断流容量SOC=500MVA X ? 1 ? Sd S oc ? 100 MV ·A 500 MV ·A ? 0.2 ?架空线kV架空线路每相单位长度电抗 X 0 ? 0.35? / km X ? 2 ? X 0l Sd U 2 d1 ? 0.35(? / km) ? 5km ? 100MVA (10.5kV )2 ? 1.59 ?电力变压器电抗标幺值 由附录表A-3可查得 U Z % ? 4.5 X ? 3 ? X ? 4 ? U Z %Sd 100S N 4.5?100?103 kV·A ? ? 5.625 100? 800kV·A 解 (5)k-1点 ?总电抗标幺值 X ? ?(K ?1) ? X ? 1 ? X ? 2 ? 0.2 ? 1.59 ? 1.79 ?三相短路电流周期分量有效值 I(3) k ?1 ? X I d1 ? ?(k ?1) ? 5.50kA ? 3.07kA 1.79 ?其他三相短路电流 I ??(3) ? I (3) ? ? I (3) k ?1 ? 3.07kA i (3) sh ? 2.55 I ??(3) ? 2.55 ? 3.07kA ? 7.83 k A ?三相短路容量 S (3) k ?1 ? Sd X? ?(k ?1) ? 100MV·A ? 55.9MV·A 1.79 解 (6)k-2点 ?总电抗标幺值 X? ?(k ?2) ? X ? 1 ? X ? 2 ? X ? 3 X ? 4 ? 0.2 ?1.59 ? 5.625 2 ? 4.60 ?三相短路电流周期分量有效值 I(3) k ?2 ? X Id2 ? ?(k ?2) ? 144kA 4.60 ? 31.3kA ?其他三相短路电流 I ??(3) ? I (3) ? ? I (3) k ?2 ? 31.3kA i (3) sh ? 1.84 I ??(3) ? 1.84 ? 31.3kA ? 57.6kA ?三相短路容量 S (3) k ?2 ? Sd X? ?(k ?2) ? 100MV·A 4.60 ? 21.7MV·A 3.3.4 大型电动机对三相短路电流的影响 异步电动机是供电系统中最主要的负荷之一。当供电系统 发生短路时,短路点的电压为零,而接在短路点附近的电动 机的转速又不能立即降至零,其反电势大于机端残压,此时 电动机就会像发电机一样,向短路点馈送电流。当电动机容 量较大时,这一反馈电流数值较大,不能忽略。 由于该反馈电流使电动机迅速制动,其值也快速衰减, 所以只需考虑对短路电流冲击值的影响。 电动机发出的短路冲击电流可按下式计算: ish?M ? 2 E??? X ??? K sh?M I NM 一般取0.9和0.17 式中:E???、X ???——电动机次暂态电势和次暂态电抗的标幺值; I NM ——电动机额定电流; K sh?M ——电动机反馈电流冲击系数,高压电动机一般 取1.4~1.6,低压电动机一般取1.0。 短路电流总冲击值:ish? ? ish ? ish?M 3.4 两相和单相短路电流的计算 ?两相短路电流 在无限大容量系统中发生两相短路时,其两相短路电流周 期分量有效值(简称“两相短路电流”)为: 若只计电抗 I (2) k ? U av / (2Z? ) I (3) k ? Uav / ( 3Z? ) ? I (2) k ? 3 2 I (3) k ? 0.866 I (3) k 因此无限大容量系统中的 两相短路电流 ,可在求出 三相短路电流后直接求得 ?单相短路电流 在大接地电流系统或三相四线制系统中发生单相短路时, 单相短路电流可用下式计算: ZP?0 ? I (1) k ? Ud 3 ZP?0 (RT ? RP?0 )2 ? ( XT ? X P?0 )2 变压器单相等效电阻 和电抗、相线与大地 或中线的电阻和电抗 在远离发电机的无限大容量系统发生短路时,单相短路电流 较三相短路电流小。选择电气设备和导体的短路稳定度校验 的短路电流,应该采取三相短路电流。两相短路电流主要用 于相间短路保护的灵敏度校验,而单相短路电流主要用于单 相短路保护的整定及单相短路热稳定度的校验。 3.5 短路电流的效应 ? 1.短路电流的电动力效应 电动力 导体通过电流时相互间电磁作用产生的力,称为电动力; 正常工作时,电动力不大; 短路时,电动力较大; 短路冲击电流流过瞬间,电动力最大; ? 2.短路的热效应 3.5.1 短路电流的电动力效应 (1)两平行载流导体间的电动力 由《电工基础》知,处于空气中的两平行直导体分别通过电流i1、 i2(A),而导体间轴线距离为a,导体的两支持点距离(档距) 为l,则导体间所产生的电磁互作用力即电动力F(N)为: F ? 2K f i1i2 l ? ?10?7 形状系数,圆形、管形导体 为1;适用于实心或空心圆 截面导体,也适用于导体间 的净空距离大于导体截面周 长的矩形截面导体。 (2)三相平行载流导体间的电动力 中相导体受到的电动力最大: F ? FBA ? FBC ? 2K f iB (iA ? iC ) l ? ?10?7 FBmax ? 3K f I 2 m l ? ?10?7 (3)短路电流的电动力 三相短路产生的最大电动力 F (3) ? 3K f I 2 m l ? ?10?7 ???? F Im ?is(h3) (3) ? 3K f i(3)2 sh l ? ?10?7 两相短路产生的最大电动力 ????? F (2) ? 2K f i(2)2 sh l ? ?10?7 is(h2) ? 3 2 is(h3 ) F (2) ? 3 F (3) 2 校验电气设备或导体的动稳定时,应采 用三相短路冲击电流或冲击电流有效值。 ? 3.5.2 短路电流的热效应 ?K (1)短路发热的特点 ?L ?0 t1时刻前:导体在短路前正常负荷时温度为? L 0 t1 t2 t t1时刻:线路发生短路时,短路电流将使导体温度迅速升高。 t2时刻:线路的保护装置动作,切除短路故障,这时导体温度 达到?K 。由于短路电流通过导体的时间很短,通常不会超过2- 3s。所以在短路过程中,可不考虑导体周围介质的散热,也就 是可近似地认为在短路时间内导体与周围介质是绝热的,短路 电流在导体中产生的热量,完全用来使导体温度升高。 t2时刻后:导体无电流流过,不再产生热量,向周围介质散热, 温度下降。 (2)短路产生的热量 短路发热假想时间:假设在此时间内以恒定的短路稳定 电流通过导体产生的热量,恰好与实际短路电流在实际 短路时间内通过导体所产生的热量相等。 2 tima ? tk ? 0.05???? I ?? I? ???? s 在无限大容量系统中发生短路 断路器断路时间 tima ? tk ? 0.05s ? (top ? toc ) ? 0.05s 继电器保护动作时间 ? Qk ? tk 0 I 2 k(t ) Rdt ? I 2 ? Rtima (3)导体短路发热温度 ?K ? I t2 ? ima Rav ? CavrlSd? ?L I?2tima ?av l S ? CavrlS(?K ??L ) I?2 S2 tima ? rCav ?av (?K ??L ) ? AK ? AL 利用导体发热系数与导体温度的关系曲线来确定。 由导体正常运行时温度 ? L 从曲线查出导体正常发热系数为 AL ? 计算导体短路发热系数为 AK AK ? AL ? I 2 ? S2 tima ?K ?L 由 AK从曲线查得短路发热温度 ? K 0 AL AK A (4)短路热稳定最小截面 利用导体发热系数与导体温度的关系曲线来确定。 由 ? L 和 ? K .al ,从曲线分别查出导体发热系数 AL和 AK .al 由式 I 2 ? S2 tima ? AK ? AL ? Smin ? tima AK .al ? AK I (3) ? ?K ?L 0 AL AK A 一般电器的动稳定度和热稳定度校验 一般电器的动稳定度校验条件 imax ? i (3) sh I max ? I (3) sh 一般电器的短路热稳定度校验 I t2t ? I (3) ? tima 电器的热稳定电流 电器的热稳 定试验时间

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