新版矿山电工 第二章 chapter2讲义.ppt

1,,,,,第二章 短路电流计算,作业P64: 8 将所有的6.3KV 改为10.5KV [教学目标与要求] 1.掌握短路的基本概念 2.掌握短路电流的物理量 3.掌握短路电流的计算与校验,2,,,,,第一节 短路的基本概念 一.短路电流及其危害 1.短路电流 短路是指供电系统中，不等电位的导体在电气上被短接，称为短路如：相与相间、相与地间短路）短路产生的电流称为短路电流危害： 产生很大的电动力、很高温度,使电气设备和电缆过热，损坏绝缘、引起火灾，烧毁设备；电压骤停，使电力系统运行的稳定性遭到破坏；不平衡电流、不平衡逆变磁场、对通讯线路和信号系统等产生电磁干扰在井下短路电流还将引起瓦斯、煤尘爆炸第二章 短路电流计算,3.短路的原因：绝缘损坏、过电压、外力损伤、 违反操作规程、动物造成等3,4.预防短路措施,,1).尽可能排除短路故障发生,2).一但发生短路故障时，立刻切断短路电源 3).正确地设计和整定过流保护装置,5.分类及符号 P40 表2-1 三相短路（对称短路） S（3） 最危险的 两相短路（非对称短路） S（2） 两相接地短路 ( 非对称短路) S（1.1） 单相接地短路 (非对称短路 ) S（1） 最常发生的,6.计算短路电流目的 （P41）,用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性。

用最小两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够起动,4,,,,,第二节 无限大电源容量系统短路电流暂态过程,一、无限大容量电源： 1.电源内阻抗为0 2.短路过程中电源端电压恒定不变 3.短路电流周期分量恒定不变 通常将电源容量远大于系统供给短路点的短路容量或电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源作为无限大容量电源 二、有限大容量电源： 1.电源内阻抗不可忽略，且是变化的 2.电源的端电压是衰减的 3.短路电流周期分量幅值是衰减的5,,三、短路电流几个物理量,2短路电流冲击值 iim：在短路瞬态过程中，短路电流是变化，当发生最严重的短路时，三相短路电流的最大瞬时值即为短路电流冲击值 .,3.短路冲击电流有效值 Iim: 三相短路电流第一周内全电流的有效值.,1.短路稳态电流Iss:是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流.,4.短路容量SS,第三节 短路电流的计算,一、有名制法（解析法） 短路参数计算,6,一、有名制法（解析法） 短路参数计算,,7,,1.电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式,电导率rsc.1 P56 表2-7,Sbr断路器断流容量,或,P45(2-13),P45 (2-14）,Ss上级部门提供母线的短路容量,电缆电抗X0 (Ω/Km): P46 表2-3,8,1.电 力 系 统 阻 抗 计 算 公 式,,,,,rsc.1 P145 表2-13,V S变压器阻抗压降,ΔPNT变压器短路(铜损)损耗,,,,,,,,串联：,,,,9,,二. 标幺值法进行短路计算 标幺值的概念: 在电路计算中，一般比较熟悉的是有名单位制，在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制。

但计算高压系统的短路电流，由于有多个电压等级，存在着阻抗换算问题，为使计算简化，常采用标幺制. 标幺制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表，相对值 (A* d)就是实际有名单位(A)所选定的基准值Ad之比：,,,,10,按标么制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量和基准电压 基准容量 Sd =100MV•A 或者1000MV•A; 基准电压 Ud 通常取元件所在处的始端电压;,,基准电流,基准电抗,11,,,,1.供电系统中各主要元件的电抗标么值的计算（取Sd=100MV.A,Ud=Uar）12,二 短路参数计算,两项短路、短路电流冲击值 iim 、 冲击电流有效值 Iim 的计算同前,,13,三、表格法计算短路电流,,当变压器、电源己定时，短路电流决定于低压电缆的阻抗，R=ρL/S, 当S一定时，短路电流是L的函数即：Is = f（L），但实际上各段电缆的截面积S是不一样的，为了计算方便，将不同截面的电缆换算为规定的标准截面积.,（2）. 等效换算长度LCt,铝芯线LAL换算成铜芯线LCN 换算长度L /CN =1.62LAL 铜芯线LCN换算成铅芯线LAL 换算长度 L / AL=0.617LCN,（1）. 标准截面积：,额定电压VN=127V，标准截面积为：4㎜2,额定电压VN= 380V、660V、1140V， 标准截面积为：50㎜2,Lct =Kct·L/ (2-74),L /------电缆实际长度 KCt----换算系数 P58 表2-8\,14,（3).表格法计算短路电流步骤,,1).选定短路计算点 2).绘制等值计算图 3). 计算等效换算总长度ΣLct (2-75) ΣLct =(Lst)+ (Kctg*Lg)+(Kct.1*L1/)+( Kct.2*L2/ )+ (Kct.n·Ln/ ) 式中Lst——系统电抗的换算长度， 查P151表2一l7； Kctg——高压(6kV)电缆的换算系数，查P151表2-18； Lg——高压电缆的实际长度，m； Kct.n——各段电缆的换算系数； 查P148 表2-14 L/i——各段电缆的实际长度。

4) 、根据ΣLct 、变压器型号、容量、二次侧电压查 P148 表2-15、2-16即可 15,第五节. 短路电流的力、热效应 Ｐ62,,1).短路电流的力效应及电气设备的动稳定效验:,动稳定效验应满足: i N.d（IN.d 、SN.d） imax （Imax 、Smax）,i N.d（IN.d 、SN.d）---额定值； imax （Imax 、Smax） -计算值 P62公式（2-48）,2).短路电流的热效应及电气设备的热稳定效验 Ｐ623,( 1) .热稳定效验应满足:,Its - 设备在ts内能承受的热稳定电流(KA)厂家提供 ； tts - 设备热稳定电流所对应的时间(秒)厂家提供； Iss – 稳态短路电流 , Iss = Is/ (KA)； tph -短路电流作用的假想时间(秒)； tse -短路保护动作时间 (秒)； tbr - 主开关的断路时间, (秒)(快速动作: tbr=0.11～0.16，中、低速动作:tbr=0.18～0.25)， 0.05- 考虑短路电流非周期分量的影响而增加的时间, ( tse+ tbr ) 1s时,该值可不计； C - 导体热稳定系数, P 63 表2-13,(2) 满足热稳定的最小截面,16,例2—4某井下低压供电系统如图2-8所示Ｐ57其中W1为6kV铜芯铠装电缆，低压供电系统为660V，线路参数如图注。

试计算S1~5点的短路参数Wl：MYJV22一3.6/6kv—3×35—1800m； W2：MYJV22—0.6/1kv—3×120—15m； W3——MYP一0.66／1.14—3×70+1×25—600m； W4——MCP一0.66／1.14—3×35 + 1×6 + 3×4 — 250m； T：KSGB一315／6、6/0.693Kv; vs=4%； ΔP=2200W,S5,17,,解:1.根据题意绘制等效计算图 图2-39,,,,,2.计算S1点短路电流(高压),系统折算S1点（变压器一次侧电抗）X/sy1,,例2—2解析法计算短路参数,18,查P91 表3-8得： QF任选一种50A 都可满足动稳定,,②电缆Ｗ1阻抗：,,X/w1 = X 0L1 = 0.08×1.8 =0.144(Ω),,,r sc.1电导率 P56 表2-7,③ 总阻抗,,iim =2.55 Is1（3） =2.55×2.578 =6.57（KA）,Iim =1.51 Is1（3） = 1.51×2.578 =3.89（KA）,例2—2解析法计算短路参数,X0 ---P46 表2-3,19,,,,,,3.计算S2（低压）点短路电流,系统折算到变压器二次侧电抗X/sy2,,例2—2解析法计算短路参数,②电缆Ｗ1折算到变压器二次侧电抗：,20,,,,例2—2解析法计算短路参数,③ 、变压器阻抗,,④ 总阻抗,21,3、计算S2点短路参数(变压器二次侧短路电流）,,,,,例2—2解析法计算短路参数,,,,,,*解析法：,,,iim =1.51 Is1（3） =1.51×5.312 =8.02（KA）,Iim =1.09 Is1（3） = 1.09×5.315 =5.79（KA）,22,3、计算S2点短路参数(变压器二次侧短路电流）,,,,,例2—2解析法计算短路参数,,*简便法：（在忽略系统阻抗的条件下）,,,,,*解析法：,,,*查表法：,23,,,,,,,例2—2解析法计算短路参数,,① 电缆W 2、W3、W4折算电抗：,XW2 =XoL2 = 0.06×0.015 =0.0009（Ω）,XW3 =XoL3 = 0.06×0.6 =0.036（Ω）,XW4 =XoL4 = 0.06×0.25 =0.015（Ω）,,,X0---单位长度电抗, P46 表2-3 r sc.1电导率 P56 表2-7,4、计算S3、 S4 、 S5点短路参数,,,,24,②、计算S3点短路参数,,ΣX3= X/sy2 + X//w1 + XT + XW2 = ΣX2 + XW2 =0.0095 + 0.0017 + 0.06 + 0.0009 =0.0721（Ω）,,,ΣR3 = R//W1 + RT + RW2 = ΣR2+ RW2 = 0.0127 + 0.011 + 0.00257 = 0.0263（Ω）,iim .3=1.51 IS2（3）= 7.843（KA） Iim.3 =1.09 IS2(3)= 5.662（KA）,查P40 表1-9 ：QA1可选DW80-100 表1-10 :BKD1-400,例2—2解析法计算短路参数,,25,④、计算S4点短路参数,,ΣX4= Σ X3 + Xw3 = 0.0721+ 0.036 = 0.1081（Ω）,,,Iim 4=1.09 I（3）S3 = 1.09×0.9607 = 1.054（KA）,Σ R4= Σ R3+ RW3 =0.1408 + 0.2017 =0.3425(Ω）,iim4 =1.51 I（3）S3 = 1.51×0.9607=1.451（KA）,例2—2解析法计算短路参数,26,⑤、计算S5点短路参数,,Σ X5= Σ X4+ XW4 = 0.1081+ 0.015 = 0.1231（Ω）,,,Iim 5=1.09 I（3）S3 = 1.09×0.759 = 0.823（KA）,Σ R5= Σ R4+RW4 =0.3425+ 0.1681 =0.5106(Ω）,iim5 =1.51 I（3）S3 = 1.51×0.759=1.146 （KA）,例2—2解析法计算短路参数,27,S1:选择QF P87-P91 表3-6、表3-7、表3-8 S3:选择QA1 P111表3-15 S4选择 S5选择,,28,,29,,[例2-2] P49,Xsy,XL1,XL1,XL,XL2,XT,XT,XL,XL2,∑XS1 = Xsy+ （XL1// XL1）,∑XS2=Xsy + 【（XL1+ XT） // （XL1+ XT）】,∑XS3=Xsy + 【（XL1+ XT+XL XL2）// （XL1+ XT+XL XL2）】,30,低压配电开关技术参数,,8,8,31,,Wl：MYJV22一6kv—3×35—1800m； P278表6-9 Xo.w1=0.064Ω /KM 。