煤矿供电项目三短路电流的分析与应用.ppt

,煤矿供电,职业技术学院机电工程系,,项目三短路电流的分析与应用,,,,,,项目三短路电流的分析与应用,,,,任务描述,,分析短路现象的类型、产生原因、危害，明确短路电流计算的目的和任务，熟练运用各种方法计算短路电流。,,任务分析,根据运行经验，破坏电力系统正常运行的故障最常见、危害最大的是各种短路现象。本次任务通过短路电流的分析和计算，采取合适的保护措施，确保供电的安全。,任务一短路电流的分析与计算,,,,,,知识点,,,（二）会计算两相和单相短路电流,,（一）会计算三相短路电流,,,,,技能点,,,,,2）类型三相、两相、两相接地、单相、单相接地。*分对称性短路和非对称性短路。对称短路ZaZbZc、UaUbUc、IaIbIc,*最关键的两个短路电流最大短路电流---选择设备、导线，最小短路电流---继电保护装置校验。短路的电压与电流的相位差较正常时增大，接近于90度。,*单相短路只发生在中性点直接接地系统或三相四线制系统中。其他层间、层间短路。主要指电动机、变压器和线圈等。,一、短路类型、原因、危害,1、短路的种类,,,,2）后果（1）损害设备和线路。（2）设备不能正常工作。（3）影响电力系统运行。（4）通信线路、电子设备干扰、产生误动作。,*3、保护措施限制、装设熔断器、继电保护装置等。,2、短路的种类、危害,,人工短路试验（视频）,,人工短路试验-线路（视频）,,单相接地（视频）,,二、短路电流的计算方法,1、有名值法（绝对值法、欧姆法）1）低压电网短路电流的计算*计算电压取比线电压高5。对于高压电路，一般只计电抗，不计电阻。*对于低压短路时当时才需计算电阻。,,,2、相对值法（标幺值法）1）相对值（标幺值法、相对单位制法）（*选基本容量，工程设计通常取Sd100MVA。基本电压选各元件及短路点线路的平均电压Uav）计算电压个元件线电压。,,,,,,,,3、不对称短路电流的计算两相短路、单相短路。1）两相短路电流的计算（1）解析法计算两相短路电流忽略电阻。（2）查表法计算井下低压电网两相短路电流①铝→铜将铝芯电缆化为铜芯电缆Lcu1.68LA1②标准截面将非标准截面铜芯电缆化为标准截面电缆.动力50mm2照明4mm2。③求总长度。L1＝LaLbLn④查表。IsfL,,,,,,,,,1、绝对值法（欧姆法）适用对象特点、计算步骤。2、相对值法（标幺值法）分类、计算方法、步骤。3、不对称短路电流的计算1解析法。2查表法。,小结,思考题,1．短路类型、原因、危害。2．短路电流的计算方法。3．短路电流计算的目的和任务。,,,任务二电气设备及导体的校验,,任务描述,,根据负荷分布情况，常见短路故障发生情况，计算分析短路电流的热效应和力效应，合理选择导体的形状系数，热稳定系数，进行导体和成套电气设备的校验。,,任务分析,根据短路产生的原因、短路电流的效应以及短路电流的计算结果，选择和校验电气设备及导体的截面。,,,,知识点,,,,,,技能点,,,一、短路电流的热效应和力效应,,2）用电气设备的动稳定电流来选择电气设备计算公式,,,,1）短路电流的假想作用时间（无限大电源容量）tits0.05trtc0.05。,,2）导体的长时允许温度和短时允许温度（图3-3）短路电流通过导体的时间不长通常不会超过2～3秒。导体的最大短时允许温升。Tps＝θps－θp导体短路热稳定条件,截流导体在短路时的发热情况,,二、导体最小热稳定截面确定方法,在工程计算中，常需要确定满足短路热稳定条件的最小允许导体截面积Amin。由于认为短路电流所产生的热量全部用于提高导体的温度，产温升τs。导体在短路时的热平衡方程式为,,式中A导体的截面积，（mm2）；L导体的长度，（m）L导体的长度，（m）γ导体的密度，g/cm2；Cav导体的平均比热，g/g.℃。将代入上式得,,,,,对于电力系统中某一确定点，是一个定值。当安装在确定点的电气设备导体材料选定时Cav、γ、γsc均为常数。由上式可以看出，如果导体的截面积A越小，则τs越高。当τs等于导体材料的最大短时允许温升τp.s时，导体满足热稳定条件的最小截面Amin便可确定。将τs＝τp.s代入上式得导体的最小截面为,,式中Iss三相短路电流稳态值，（A）；短路电流的假想作用时间，s；C导体材料的热稳定系数，它与导体材料的电导率、密度、平均比热、最大短时允许温升有关。不同材料导体的热稳定系数可查相关图表。当所选用导体截面积A≥Amin时，便可满足导体的热稳定条件。,,,三、成套电气设备的校验方法,对于高压配电箱、电抗器、隔离开关、油断路器等高压成套电气设备，导体的材料和截面一定，其温升主要取决于通过设备的电流大小和电流作用时间的长短。为了方便用户进行热稳定性效验，生产厂家在设备参数中给出了与某一时间t（如1s、5s、10s等）相对应的热稳定电流Its，由此可直接通过下式进行热稳定校验，即,,式中Its电气设备的热稳定电流，（A）;与Its相对应的热稳定时间，（s）。,,,1、短路电流的电动力效应定义、电动力大小，作用选择电气设备。2、短路电流的热效应定义、导体截面选择、校验电气设备。,小结,思考题,1.短路电流的热效应和力效应。2.导体最小热稳定截面确定方法。3.成套电气设备的校验方法。,