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  • 1 # 使用者9016673394484

    有意思的問題。我們先來看下圖:在這張圖中,我們看到配電網發生了短路,這時從電源流向配電網的電流自然就是短路電流Ik了。我們來求配電網的路端電壓U;如果線路是正常的,那麼電源內阻(也包括線路阻抗在內)r遠遠小於配電網電阻R,此時路端電壓U幾乎就等於E;當線路中出現短路時,如果r小於或者等於R的1/50,也即,代入到上式,得到:這說明什麼?說明短路前後電壓基本不變。上圖的電源是直流的,但完全適用於交流電源。現在,我們給出一個很重要的概念:如果電源和線路阻抗小於或者等於配電網短路阻抗的1/50,則短路前後電壓基本不變。具有這種特性的配電網叫做無限大容量配電網。無限大容量配電網有兩種型別:第一種型別就是上述配電網;第二種型別是配電線路特別長,於是電壓主要降落線上路上,分配到終端用電負載上的電壓很小,即使終端處發生了短路,但其電壓也基本不變。我們討論的物件屬於第一種型別。為了解答題主的問題,我們先來簡要地分析一下無限大容量配電網的短路過程和最主要短路引數。我們來看下圖:

    當供電系統發生短路故障前,電路中流過的是正常的負荷電流,這時系統處於正常執行的穩定狀態。當發生短路故障後,系統進入了短路過程中。從上圖中我們看到,系統中存在電感元件,電感元件的特性就是不允許流經電感的電流產生突變,必須經過一段時間後才能由正常執行的穩定狀態轉入深沉短路的穩定狀態。我們稱此過渡過程為短路電流的暫態過程,把深沉短路過程稱為短路電流的穩態過程。

    看下圖:

    正常狀態下U與I的波形在時間零點的左側,這時線路中流過的電流是負荷電流I,也即正常執行穩態過程。

    當配電網在時刻零發生了短路,系統由正常執行過程轉入短路暫態過程。由於短路前後電壓U基本不變,電壓U在短路電路的線路阻抗和短路阻抗上產生了短路電流。從圖中我們看到短路全電流ish分為短路電流的交流分量ip和短路電流的直流分量ig。

    短路電流交流分量ip符合歐姆定律,它在任意瞬間的值均取取決於電壓U與短路阻抗之比。短路電流交流分量ip的表示式如下:

    短路前的工作電流I在t=0時刻突然變大成為短路電流交流分量的初始值。根據磁鏈守恆定律和楞次定律,在t=0時刻,電感的反向電動勢將產生一個與交流分量ip(0+)大小相等方向相反的直流電流ig,ig是一個逐漸衰減的直流電流,其衰減時間與短路線路的阻抗有關,所以ig又被稱為短路電流的非週期分量,有時又稱為短路電流的直流分量。

    短路全電流ish的表示式如下:

    =======================

    現在,我們可以解釋題主的問題了:

    1)我們看到,短路電流的穩態值就是短路電流的週期分量,因此把短路電流的週期分量叫做系統的短路容量。

    2)短路容量越大,說明系統的帶載能力也越大。

    3)短路容量越大,系統發生短路後的短路電流也越大。

    4)計算系統的短路電流穩態值(以下簡稱短路電流)很簡單:

    因為變壓器的容量為:

    而短路電流的表示式為:

    因此有:

    舉一個例子:

    如果某低壓配電網的電力變壓器容量為2500kVA,則此配電網的短路電流為:

    此即短路容量。

    對於高壓和中壓配電網的短路容量分析方法類似,但中高壓配電系統的電抗遠遠大於電阻,故一般不考慮電阻因素,故分析方法不盡相同。請題主自行參考相關資料。

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