短路電流的計(jì)算(一)

聲明:您必須遵守我們的協(xié)議,如果您下載了該資源行為將被視為對(duì)《電天下賬號(hào)管理規(guī)范》全部?jī)?nèi)容的認(rèn)可,本網(wǎng)站資源來(lái)自原創(chuàng),僅供用于學(xué)習(xí)和交流,請(qǐng)勿用于商業(yè)用途。如有侵權(quán)、不妥之處,請(qǐng)舉報(bào)本資源,我們將及時(shí)審核處理!

短路電流的計(jì)算(一)

短路電流的計(jì)算
文本預(yù)覽
短路電流的計(jì)算(一)
近端短路和遠(yuǎn)端短路
當(dāng)我考基礎(chǔ)時(shí)看到短路電流這個(gè)詞的時(shí)候,我有一種很莫名其妙的感覺(jué),不是因?yàn)殡娏鲀蓚€(gè)字,而
是因?yàn)槎搪穬蓚€(gè)字。在我的印象中,短路肯定會(huì)產(chǎn)生非常大非常大的電流,可是到底有多大呢?我感覺(jué)
要求工作電流那是很簡(jiǎn)單的事情,但是要求短路的電流,那就無(wú)從下手了。
所以我就想到這樣一件事情,我上初中的時(shí)候喜歡用銅絲短路干電池的兩端。我想,干電池的電壓
是1.5v,短路的時(shí)候電阻是接近于0,如果根據(jù)歐姆定律,那么將產(chǎn)生非常大非常大的電流,根據(jù)
P=I*I*R在這根線上會(huì)產(chǎn)生非常非常大的功率,發(fā)出非常非常大的熱量,可是為什么我的雙手還能捏住
電池呢?難道是歐姆定律出錯(cuò)了?
后來(lái)到了中專上了電子線路的課,我才知道我那么計(jì)算是錯(cuò)誤的,因?yàn)槲野央姵乜闯墒羌葲](méi)有內(nèi)
阻,而且還恒壓的電源了,可是它不是。看來(lái)不是歐姆定律出錯(cuò)了,而是我井底觀天了。
照這么說(shuō),短路電流還是能用歐姆定律來(lái)求的,的確是這樣。而歐姆定律應(yīng)該是最簡(jiǎn)單不過(guò)的了,
電流=電壓/電阻,I=U/R,于是我們就從這個(gè)公式開(kāi)始短路電流之旅。
為了簡(jiǎn)單的理解短路電流,我們不妨先從一個(gè)最最簡(jiǎn)單的電路開(kāi)始,
在這個(gè)圖中,有一個(gè)電源(用紅框表示),R1表示這個(gè)電源的內(nèi)阻,當(dāng)靠近電池的兩端短路的時(shí)
候,這個(gè)電池的端電壓還能保持不變嗎?當(dāng)然不能,根據(jù)歐姆定律我們很容易得到一個(gè)結(jié)論,那就是這
個(gè)電壓大部分都降在內(nèi)阻上了,電池對(duì)外的電壓已經(jīng)很低了。那么短路電流也就不能再用電池的端電壓
除以短路電阻了。
1我們?cè)倏催@一個(gè)圖,這個(gè)圖中多了一個(gè)電阻R2,這個(gè)電阻表示的含義是除電源內(nèi)阻外傳輸線路的
電阻。在加入傳輸線路電阻的時(shí)候,如果發(fā)生短路,這個(gè)電池的端電壓還能保持不變嗎?只能回答不知
道,因?yàn)殡姵氐亩穗妷阂簿妥兂稍赗2電阻上的壓降了,這要看R2的值和R1的值誰(shuí)大誰(shuí)小,如果R2
的值還是很小,那么就和第一種短路差別不大,如果R2的值很大,那么對(duì)電池的端電壓的變化影響會(huì)
非常小。
我們假設(shè)R1=1歐,R2=3歐,理想電池的電壓為4V。在第一個(gè)圖中,計(jì)算短路電流為4A,在第
二個(gè)圖中,計(jì)算短路電流為1A。
現(xiàn)在我們看一下R1的取值對(duì)短路電流的影響,在第一個(gè)圖中,假如R1的阻值為0,那么短路電
流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是4A了,而是趨近于無(wú)窮大了,真的是無(wú)窮大嗎?又不是,因?yàn)闆](méi)有R1,發(fā)生短路后,
電池兩端的電壓又趨近于0了。因此R1對(duì)短路電流的影響很大,短路電流的計(jì)算很不確定,我們不能
隨便把它忽略。但是在第二個(gè)圖中,假如R1的阻值為0,短路電流也僅僅變成了1.33A,比1A多出了
33%,并沒(méi)有像第一個(gè)圖中發(fā)生翻天覆地的變化,而且電池的端電壓也沒(méi)有發(fā)生多大的變化,僅僅是
從原來(lái)的3V變成了4V。
為什么要假設(shè)電池的內(nèi)阻R1為0歐呢,這是因?yàn)樵陔姵貎?nèi)阻變成0歐的時(shí)候,任何一個(gè)電池將會(huì)
變成一個(gè)理想化的容量無(wú)窮大的電池,而在第一種短路的分析中,我們不能把這個(gè)電池看成是容量無(wú)窮
大的電池,但是在第二種短路形式中,我們把這個(gè)電池看成是容量無(wú)窮大的電池對(duì)短路電流的分析不會(huì)
產(chǎn)生非常大的影響。
我們把第一種不能忽略電池內(nèi)阻的短路系統(tǒng)叫做有限電源容量的系統(tǒng),把第二種可以忽略電池內(nèi)阻
的短路系統(tǒng)叫做無(wú)限大電源容量的系統(tǒng)。在上面的兩個(gè)圖中,第一個(gè)圖沒(méi)有R2,也就是線路的電阻很
2小很小,也就是說(shuō)短路就發(fā)生在離電池很近的地方,這就叫做近端短路。而第二個(gè)圖有一個(gè)比較大的線
路電阻,也就是說(shuō)短路發(fā)生在離電池很遠(yuǎn)的地方,這就叫做遠(yuǎn)端短路。
其實(shí)近端短路也就是有限容量電源系統(tǒng)發(fā)生短路,我們不能忽略電源的內(nèi)阻;遠(yuǎn)端短路就是無(wú)限大
容量電源系統(tǒng)發(fā)生短路,我們可以忽略電源系統(tǒng)的內(nèi)阻。
這是對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電路的分析,其實(shí)對(duì)交流電路的分析有很多共性的東西。
寫(xiě)這個(gè)短路電流計(jì)算的系列,除了和群友互相交流外,也希望能理順一下短路電流的計(jì)算思路,方
便2014的考試,希望資深群友將我文中的錯(cuò)誤指出來(lái),也希望多參與討論。
下一篇我將說(shuō)說(shuō)標(biāo)幺值和有名值。
短路電流的計(jì)算(二)
標(biāo)幺值和有名值
補(bǔ)充1:感謝383 川-奔叔對(duì)我第一篇文章的指正,其實(shí)用直流電路來(lái)替代交流電路不合適。其實(shí)
就算直流干電池的近端短路,干電池也不能簡(jiǎn)單的看成一個(gè)理想的電壓源和內(nèi)阻,其實(shí)在這個(gè)短路的過(guò)
程中,干電池里也發(fā)生了很多變化,這種變化也許只有學(xué)電化學(xué)的人可以解釋清楚,就像發(fā)電機(jī)發(fā)生近
端短路的時(shí)候發(fā)電機(jī)里發(fā)生的變化只有學(xué)電機(jī)學(xué)的人可以解釋清楚。
反正就是電源里面發(fā)生了很多不穩(wěn)定的過(guò)程,我們叫做它暫態(tài)過(guò)程。而根據(jù)奔叔的指正,遠(yuǎn)端短路可以
不用考慮電源發(fā)生的這些暫態(tài)過(guò)程;而近端短路則不能忽略電源的暫態(tài)過(guò)程。
好了現(xiàn)在開(kāi)始談?wù)剺?biāo)幺值和有名值
根據(jù)上一篇所述,計(jì)算電流就是電壓/電阻,遠(yuǎn)端短路電流也不例外(之所以不說(shuō)近端,是因?yàn)樵?br/>近端短路的時(shí)候,發(fā)電機(jī)的輸出電壓值和內(nèi)電抗有一個(gè)變化的暫態(tài)過(guò)程,而在遠(yuǎn)端短路時(shí),這種暫態(tài)過(guò)
程不影響我們的短路分析),那我們來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的電壓和電阻,不就可以了嗎?理論上是這樣的,事實(shí)
上也是可行的。我們可以計(jì)算出電壓,用伏特作單位,我們?cè)儆?jì)算出系統(tǒng)的阻抗,用Ω做單位,然后計(jì)
算就可以了,我們把這種有單位的值叫做有名值,這種計(jì)算方法叫做有名值計(jì)算。
既然有了有名值計(jì)算,為什么還要標(biāo)幺值計(jì)算呢?
我們不妨看一下這樣一個(gè)電路:
3電路中R1=R2=0.01Ω,三個(gè)升壓變壓器如圖所示,假如變壓器為理想變壓器,不產(chǎn)生損耗,分別
求這四個(gè)點(diǎn)的短路電流。
0點(diǎn)的短路電流最好求,那就是10/0.02=500A
1點(diǎn)的短路電流有點(diǎn)麻煩,電壓已經(jīng)知道了,是20V,可是阻抗呢?還是0.02歐嗎?顯然不是,
變壓器提升了電壓,必定也改變了阻抗,那我們就要計(jì)算這個(gè)阻抗。如果我們要求第3點(diǎn)的短路電
流,那么計(jì)算阻抗的工作會(huì)最繁重。
假如我們把500W定為基準(zhǔn)功率,那么在第一級(jí)電路中,基準(zhǔn)電流就是500/10=50A,基準(zhǔn)阻抗就
是10/50=0.2歐姆,而實(shí)際的阻抗是0.02歐姆,我們用實(shí)際的0.02歐姆/基準(zhǔn)阻抗0.2歐姆,得到數(shù)
字0.1,我們把這個(gè)0.1叫做第一級(jí)電路的阻抗標(biāo)幺值。
再看第二級(jí)電路,第二級(jí)的電路電壓提升到20V,那么在500W的基準(zhǔn)功率下,基準(zhǔn)電流將變成
500/20=25A,基準(zhǔn)阻抗變成20V/25Ω=0.8歐姆,而通過(guò)變壓器的知識(shí)我們也知道變壓器會(huì)將前級(jí)的
阻抗放大變比的平方倍,也就是4倍,變成0.02*4=0.08Ω,再計(jì)算第二級(jí)的阻抗標(biāo)幺值=0.08Ω/0.8Ω
=0.1,我們可以看到雖然電壓提升了,阻抗也變化了,但是只要還是那樣的基準(zhǔn)功率,那么阻抗標(biāo)幺
值沒(méi)有變化,正是因?yàn)闃?biāo)幺值有這樣的特征:在基準(zhǔn)容量選定的情況下,電壓的變化不會(huì)引起阻抗標(biāo)幺
值的變化,所以在計(jì)算高壓短路電流的時(shí)候,喜歡用標(biāo)幺值來(lái)做到以不變應(yīng)萬(wàn)變。
這是我對(duì)標(biāo)幺值的總結(jié):以不變應(yīng)萬(wàn)變。
那么說(shuō)到實(shí)際短路電流的計(jì)算,少不了要計(jì)算短路回路各電氣元件的阻抗值,如果要用到有名值來(lái)
計(jì)算不同電壓等級(jí)下的短路電流,就免不了要來(lái)回?fù)Q算。如果先選定一個(gè)基準(zhǔn)容量,然后算這個(gè)基準(zhǔn)容
量下的阻抗標(biāo)幺值,這個(gè)阻抗標(biāo)幺值在選定的基準(zhǔn)容量下的任何電壓等級(jí)都是一樣的。另外因?yàn)闀?shū)上說(shuō)
在高壓系統(tǒng)下,電抗值一般都大于電阻值,所以阻抗一般就用電抗來(lái)近似。
具體電氣元件標(biāo)幺值和有名值的計(jì)算公式見(jiàn)配電手冊(cè)第三版128頁(yè)表4-2。這張表非常非常重要,
我都折了個(gè)角,方便翻閱。
4但是低壓系統(tǒng)為什么不用標(biāo)幺值計(jì)算呢?我的理解是,低壓系統(tǒng)電壓等級(jí)很少,比如我們常用的就
一種380/220,如果用標(biāo)幺值,存在先算標(biāo)幺值,再換算成有名值的麻煩,有點(diǎn)脫褲子放屁的感覺(jué)。
下面一篇我將切入正題,說(shuō)一下怎么計(jì)算遠(yuǎn)端短路的短路電流計(jì)算。
最后還是希望大家能夠指正。
短路電流的計(jì)算(三)
遠(yuǎn)端短路的短路電流計(jì)算
上一篇我講了標(biāo)幺值和有名值,我說(shuō)使用標(biāo)幺值計(jì)算的目的其實(shí)就是以不變應(yīng)萬(wàn)變,不變的是設(shè)備
在相同的基準(zhǔn)容量下的電抗標(biāo)幺值是不變的,萬(wàn)變就是我們供配電系統(tǒng)中的電壓等級(jí)是變化著的,有時(shí)
候是35KV,有時(shí)候又變成110KV,有時(shí)候又變成10KV。
這一篇我將切入正題,那就是怎么計(jì)算短路電流?
在配三這本手冊(cè)上,主要講了三種短路電流的計(jì)算,分別是高壓系統(tǒng)遠(yuǎn)端短路的短路電流計(jì)算,高
壓系統(tǒng)近端短路的短路電流計(jì)算,低壓系統(tǒng)的短路電流計(jì)算。什么是遠(yuǎn)端,什么是近端,在第一篇中已
經(jīng)講了,第二篇對(duì)近端和遠(yuǎn)端的定義做了修正,就是說(shuō)近端要考慮發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過(guò)程,遠(yuǎn)端可以不用考
慮了。
那今天就開(kāi)始第一塊:高壓系統(tǒng)遠(yuǎn)端短路的短路電流計(jì)算
既然是計(jì)算,我覺(jué)得夸夸其談的用處已經(jīng)不大了,我們不如找條題目來(lái)邊做邊講,題目就拿2013
年剛考的題稍微變一下:
0/200
會(huì)員專享
升級(jí)會(huì)員獲取海量資源免費(fèi)下載
會(huì)員免費(fèi)下載
5D幣 購(gòu)買(mǎi)
上傳資源賺收益
格式:pdf
瀏覽:187
收藏:0
瀏覽:187??|?? 收藏:0
上傳時(shí)間:2016-11-17
大?。?span style="color: #444444;" data-v-e8a566e0>487.3KB
舉報(bào)
作者相關(guān)作品
排名
昵稱
瓦特值
復(fù)制下方鏈接,分享給好友同事
或微信掃描下方二維碼一鍵分享給好友
復(fù)制下方鏈接,分享給好友同事
或微信掃描下方二維碼一鍵分享給好友
VIP
問(wèn)答
客服
反饋
賺錢(qián)
資源詳情
評(píng)論建議
短路電流的計(jì)算(一)
作品總數(shù)??1.3k
V7
作品詳情
瀏覽:187
大?。?span style="color:#444444;" data-v-3f2bd9d5>487.3KB
下載:2
收藏:0
時(shí)間:2016-11-17
格式:pdf
作品介紹
短路電流的計(jì)算

聲明:您必須遵守我們的協(xié)議,如果您下載了該資源行為將被視為對(duì)《電天下賬號(hào)管理規(guī)范》全部?jī)?nèi)容的認(rèn)可,本網(wǎng)站資源來(lái)自原創(chuàng),僅供用于學(xué)習(xí)和交流,請(qǐng)勿用于商業(yè)用途。如有侵權(quán)、不妥之處,請(qǐng)舉報(bào)本資源,我們將及時(shí)審核處理!
舉報(bào)
評(píng)論區(qū) (0)
0/200
暫無(wú)數(shù)據(jù)
VIP
問(wèn)答
反饋
賺錢(qián)