短路电流计算——何泽胜.docx

### 短路电流计算知识点解析 #### 一、短路的基本概念及其影响 ##### 1. 短路的定义 短路是指在电力系统中，任何不正常的相与相之间或者相与地之间的通路情况。这种异常连接会导致电流路径发生变化，从而引发一系列问题。 ##### 2. 短路的原因 - **元件损坏**：如绝缘材料老化、设备缺陷等。 - **恶劣天气条件**：雷击、大风导致的导线断裂等。 - **人为失误**：如带负荷操作、检修后忘记拆除接地线等。 - **其他原因**：挖掘作业损坏电缆、动物接触裸露导体等。 ##### 3. 短路的类型 - **三相短路**（k(3)）：所有三相之间短接。 - **两相短路**（k(2)）：任意两相之间短接。 ##### 4. 短路的后果 - **电动力效应**：短路电流产生极大的机械应力，可能导致导体及其支撑结构损坏。 - **发热**：短路电流使设备温度升高，长时间可能导致设备损坏。 - **电弧**：短路点会产生电弧，可能烧毁设备并影响周边设施。 - **电压骤降**：短路导致电压大幅下降，严重影响用户的正常用电。 - **系统稳定性受损**：严重的短路可能导致整个电力系统失步，引发大面积停电。 - **电磁干扰**：不对称短路会影响附近的通信系统。 #### 二、计算短路电流的目的及简化方法 ##### 1. 计算目的 - **选择电气设备**：确保设备能够承受预期的短路电流。 - **继电保护设计与整定**：合理设置保护装置的动作阈值。 - **确定电气主接线方案**：优化系统的整体布局。 - **进行电力系统暂态稳定分析**：评估短路对用户和系统稳定性的影响。 ##### 2. “无限大”电力系统的概念 - **定义**：“无限大”电力系统指的是容量无限大、内部阻抗几乎为零的系统。 - **特点**：外部电流变化时，系统端口电压保持不变。 - **适用条件**：当系统阻抗不超过短路回路总阻抗的15%时，可以视为“无限大”系统。 ##### 3. 短路电流计算 - **稳态分量**（ikp）：周期性的短路电流。 - **暂态分量**（inp）：非周期性的短路电流。 - **冲击短路电流**（iimp）：短路瞬间产生的峰值电流。 - **短路冲击系数**：根据短路位置不同，取值范围通常为1.8~2.69。 ##### 4. 运行方式 - **最大运行方式**：考虑所有可能的供电路径，以计算最大短路电流。 - **最小运行方式**：考虑最不利的供电路径，以计算最小短路电流。 #### 三、标幺值法计算短路电流 ##### 1. 标幺值的概念 - **定义**：某一电气量的实际值与其基准值的比例。 - **特点**：无单位的比值，不同基准值对应的标幺值不同。 ##### 2. 标幺值的转换 - **电气量基准值的选择**：一般选择基准功率（Sj）和基准电压（Uj）。 - **计算步骤**： - 选择基准值。 - 计算各元件阻抗的标幺值。 - 绘制等效电路图。 - 求解总阻抗。 - 计算短路电流。 ##### 3. 元件电抗标幺值计算 - **输电线路**：根据线路的具体参数计算标幺值。 - **串联电抗器**：基于电抗器的额定电压、电流以及电抗百分数计算标幺值。 - **电源**：通过电站出口断路器的短路容量计算标幺值。 ##### 4. 三相短路电流计算 - **无限大容量系统三相短路周期分量有效值**：根据系统的具体参数计算标幺值。 短路电流计算是一项复杂而重要的任务，它不仅涉及到电力系统的安全性，还关系到设备的选择与保护策略的制定。通过合理的方法计算短路电流，可以有效地保障电力系统的稳定运行，避免潜在的安全隐患。