第三章__短路电流的计算.doc(3)

把不同截面电缆长度换算到标准截面下的等效长度与实际电缆长度的比值称为换算系数，用Kct表示。其等效长度也称换算长度，用Lct表示。换算长度Lct与实际长度L之间的关系为(3-54)式中：Lct为电缆的换算长度，m；Kct为换算系数；L为电缆的实际长度，m。利用查表法计算低压电网两相短路电流的步骤：①绘制短路计算电路图，在图中选定短路计算点；②通过查表或计算确定各段电缆的换算长度Lct；③求出短路点至变压器二次侧全部电缆的总换算长度；它等于短路回路各段电缆换算长度之和，即∑Lct=Lst+Kct·gLg+ Kct·1L1+ Kct·2L2+…+ Kct·iLi+…+ Kct·nLn(3-55)④根据总换算长度和变压器型号、变比和容量，在相应的变压器栏目下查出对应的两相短路电流值。短路电流计算表是设计部门制定的，包括电缆长度换算表、系统电抗换算长度和不同型号、变比与容量的变压器在不同电缆换算长度下的两相短路电流表，见附录表1至附录表10。2.单相短路电流的计算在380/220 V三相四线制供电系统中，常需要计算单相短路电流，用于校验保护装的灵敏度。而单相短路也属不对称短路，其短路电流的计算公式同两相短路电流一样均可用对称分量法分析得出。

（1）对称分量法计算单相短路电流（3-56）式中：Rea为电弧电阻，一般取10mΩ；为单相短路电流，kA；Uφ为变压器二次侧平均相电压，取230V；R1∑、R2∑、R0∑为短路回路总的正序、负序和零序电阻，mΩ；X1∑、X2∑、X0∑为短路回路总的正序、负序和零序电抗，mΩ。短路回路中正序、负序阻抗相等，正序阻抗即为计算三相短路电流时所用阻抗。短路回路的零序阻抗，对高压系统由于变压器都为Y，Yn0接线，这样低压侧单相短路时，零序电流不能在高压侧流通，故认为高压系统无零序阻抗。变压器的零序电抗可查表获得，电流互感器、开关的零序阻抗等于正序阻抗。三相四线制配电线路的零序阻抗计算式为(3-57)式中：R0、X0为线路的零序电阻、电抗，mΩ；R0、X0为相线的零序电阻、电抗，mΩ；R0、X0为零线的零序电阻、电抗，mΩ。 （2）相一零回路法计算单相短路电流为了简化计算引入相一零回路阻抗，其短路电流计算式为(3-58)式中：RT·、XT·为变压器的单相（相一零）电阻、电抗，mΩ；Rn·∑、Xn·∑为短路回路（相一零）的总电阻、电抗，mΩ。在单相短路回路中，任一元件（变压器、线路）的相一零阻抗由下式计算(3-59)式中：R1、R2、R0为元件的正序、负序、零序电阻，mΩ；X1、X2、X0为元件的正序、负序、零序电抗，mΩ。

常用三相双线圈铝线配电电力变压器和部分电缆的各序阻抗见表3-7和3-8。其他元件请查有关手册。表3-7常用三相双线圈铝线配电电力变压器的零序阻抗（归算到400V侧）(mΩ)电压／kV容量/kV·A阻抗电压／%零序电阻零序电抗相—零电阻相—零电抗10（6）/0.41004312425124.75177.7512516024031892.78129.3920020426877.87108.2525016221661.4087.8831512217446.3370.304005004.55811022.6144.55630408415.9735.15800366013.9625.671000344612.8719.881250303811.1716.32160024328.8313.55表3-8500V聚氯乙烯绝缘四芯电力电缆每米阻抗值(mΩ／m)芯线标准截面/mm2温度为65℃时的电阻值正、负序电抗X1、X2、X零序电抗铝铜相线R0零线R0n相线R0零线R0n相线X0零线X0n3×4+1×2.59.23714.7785.4828.7720.1000.1140.1293×6+1×46.1589.2373.6655.4820.0990.1150.1273×10+1×63.6956.1582.1933.6650.0940.1080.1253×16+1×62.3096.1581.3713.6650.0870.1040.1343×25+1×101.0573.6950.8952.1930.0820.1010.1373×35+1×101.0773.6950.6392.1930.0800.1000.1383×50+1×60.7542.3090.4471.3710.0790.1010.1353×70+1×250.5381.0570.3190.8950.0780.0790.1273×95+1×350.3971.0770.2350.6390.0790.0970.1253×120+1×350.3141.0770.1880.6390.0760.0950.1303×150+1×500.2510.7540.1510.4470.0760.0930.1203×180+1×500.2030.7540.1230.4470.0760.0940.128例3-3 某矿车间变电所供电系统如图3-11（a）所示，有关参数见图，试求S1点的三相、两相、单相短路电流。

在交流电流通过这一电路时，电阻和电容对电流都存在着阻碍作用，其总的阻抗是电阻和容抗之和。当然，今天这款“电路迷宫”并不是让孩子将来会修电路如此简单，而是其中蕴含的电路、电流知识通过玩具，非常直观形象的展现在孩子眼前，孩子虽不知道并连、串连、回路、短路......这些名词，但却了解了其中的原理。(2)电路故障分析是指对短路和断路故障的分析，短路的特点是有电流通过，但电压为零，而断路的特点是电压不为零，但电流为零，常根据短路及断路特点用仪器进行检测，也可将整个电路分成若干部分，逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路欧姆定律进行推理。

变压器的零序阻抗查表3-7得：R02=34mΩ，X0=46mΩ。电缆的相线零序阻抗（查表3-8）：相线零序电阻R5=R0=r0L=0.754×20=15.08mΩ，相线零序电抗X0=x0L=0.101×20=2.02mΩ。电缆的零线零序阻抗查表3-8得：零线零序电阻R0n=r0nL=2.309×20=46.18mΩ，零线零序电抗X0n=x0nL=0.135×20=2.7mΩ。电缆线路的零序阻抗：零序电阻零序电抗②计算短路回路各序总阻抗正序总电阻、电抗等于负序总电阻、电抗与三相短路计算相同，即零序总电阻、总电抗③对称分量法计算Sl点的单相短路电流④相零回路法计算Sl点单相短路电流a.相一零回路阻抗高压系统相一零阻抗（忽略电阻）变压器的单相电抗查表3-7得电缆的相一零回路阻抗对刀开关和自动开关其正、负、零序阻抗相等，相一零阻抗经式(3-58)计算后也与正序阻抗相等。其相零回路阻抗为b.Sl点单相短路电流的计算三、电动机对短路冲击电流值的影响在靠近电动机处发生三相短路时，计算冲击短路电流应把电动机作为附加电源来考虑。因为三相短路时，电力系统的电压从电源到短路点依次下降。当电网发生短路时，运行中的电动机如果反电势小于电网在该点的残余电压，则电动机仍能从电网吸取电能并在低电压状态下运转；如果电动机的反电势大于电网在该点的残余电压，那么，电动机就有反馈电流送到短路点，如图3-12所示。

同时电动机迅速受制动作用而转速降低，送到短路点的反馈电流im·D迅速减小。电动机反馈电流一般只影响短路点的冲击电流。在实际计算中，只有当靠近电动机引出线处发生三相短路时，对于高压电动机其总容量1000kW，或对于低压电动机其单机容量在20kW以上，才计及它的影响。在下述情况下不考虑电动机反馈冲击电流对短路电流计算的影响：（1）电动机反馈冲击电流须通过变压器送到短路点时；（2）反馈冲击电流与系统的短路冲击电流方向和路径一致时；（3）计算靠近电动机处发生不对称短路的冲击短路电流时。当电动机引出线发生三相短路时，电动机供给的短路电流最大瞬时值（电动机反馈冲击电流）可用下式计算（3-60）式中：E"*M为电动机次暂态电势相对值，见表3-9；X"*M为电动机次暂态电抗相对值，见表3-9；C为电动机反馈冲击倍数，，见表3-9；Kim·M为电动机短路电流冲击系数，3～10kV电动机取1.4～1.6，380～660V电动机取1；IN·M为电动机额定电流。 表3-9电动机的E"*D、X"*D和C电动机类型E"*DX"*DC感应电动机0.90.26.5同步电动机1.10.27.8同步补偿机1.20.1610.6综合性负载0.80.353.2由于交流电动机在外电路短路后很快受到制动，所以它产生的反馈电流衰减极快。

）a．电流通过用电器时，只有把电能转化为机械能进才做功b．电流通过导体时所做的功决定于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻c．加在导体两端的电压越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，电流做的功越多d．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程22、家庭电路中，某用电器正常工作15min消耗的电能为0.3kw·h，那么该用电器可能是下列的哪一个()a．空调b．洗衣机c．白炽灯d．电视机23、一度电可以a．使80w的电视机工作25h b．使40w的日光灯工作60h c．使100w的电烙铁工作10h d．使1000w的碘钨灯工作5h24、在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中，同学们设计了如图8甲、乙、丙三个电路。在相邻之导体由于电流之变化而造成导体截面之电流分佈不均匀之现象。半导体制冷片的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由j.a.c帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体a和b组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度i[a]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即：。

因此，在实际计算的公式中引入一个修正系数称为形状系数，用Ks表示。引入形状系数的计算公式为(3-63)导体的形状系数Ks与导体的截面形状、几何尺寸及相互位置有关。对圆形截面的导体、正方形截面的导体其形状系数Ks=1；当两导体之间的空隙距离大于导体截面的周长时取Ks =1；其他矩形截面形状系数查图3-14中的曲线求得形状系数Ks。由图可见，当矩形截面导体平放时，m>l，则Ks>1;竖放时，m<l，Ks<1。如果三相供电线路发生三相短路，可以证明，三相母线平行放置，则中间一相所受的电动力最大。此时电动力的最大瞬时值为(3-64)式中：F(3)为三相短路时，中间一相导体所受的电动力；为三相短路时，短路电流的冲击值，A。由于三相短路电流的冲击值比两相短路电流冲击值大，即，所以三相短路比两相短路的电动力也大1.15倍。因此，对电气设备和导体的电动力校验均用三相短路电流冲击值进行校验。各种电气设备如断路器、成套配电装置的导体机械强度、截面和布置方式、几何尺寸出厂时都已确定。为了便于选用，制造厂家对其通过计算和试验，并在产品技术参数中直接给出了电气设备允许通过的最大电流峰值，这一电流称为电气设备的动稳定电流，用符号ies表示。

一旦工作电压确定后，串联回路中的电流，将不会随温度变化而变化，通俗地说，当led随温度升高电流增加时，热敏电阻也随温度升高，电阻变大，阻止了回路电流上升，当led随温度下降，电流减小时，热敏电阻也随温度下降电阻变小，阻止了回路电流的减少。温度升高导致其电阻下降，流经试样电流增大，产生的热量更多，如此循环不已，致使介质转变为另一种聚焦态，失去耐电压能力，材料被破坏。内能增加 热量、内能和温度的关系 【辨析】 a.温度高的物体，含有的热量一定越多 ( ) f.放热物体的温度一定比吸热物体的温度高( ) b.物体吸收热量，内能一定增加 ( ) h.物体温度升高越多，吸收热量越多( ) d.内能多的物体把内能传给内能少的物体 ( ) e.高温物体把温度传给低温物体() g.温度高的物体把内能传给温度低的物体( ) c.物体吸收热量，物体温度一定升高 ( ) 【思考】 热传递过程中，物体吸收或放出热量的多少 与哪些因素有关系呢。