第2章 短路電流的計算

1、動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 第二章 短路電流的計算 本章內(nèi)容提要：本章內(nèi)容提要： 概述；概述； 電網(wǎng)的等值電路；電網(wǎng)的等值電路； 短路計算中的網(wǎng)絡(luò)化簡；短路計算中的網(wǎng)絡(luò)化簡； 三相短路的計算方法；三相短路的計算方法； 不對稱短路的計算方法。不對稱短路的計算方法。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣

2、工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 短路計算的假定條件短

3、路計算的假定條件 （1）磁路的飽和、磁滯忽略不計。系統(tǒng)中各元件的參數(shù)便都是 恒定的，可以運用疊加原理。 （2）系統(tǒng)中三相除不對稱故障處以外都可當作是對稱的。因而 在應(yīng)用對稱分量法時，對于每一序的網(wǎng)絡(luò)可用單相等值電路進行分 析。 （3）各元件的電阻略去不計。如果 ，即當短路是發(fā)生 在電纜線路或截面較小的架空線上時，特別在鋼導(dǎo)線上時，電阻便 不能忽略。此外，在計算暫態(tài)電流的衰減時間常數(shù)時，微小的電阻 也必須計及。 （4）短路為金屬性短路。 XR 3 1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2 2無限大功率電源無限大功

4、率電源 所謂無限大功率電源，是指當電力系統(tǒng)的電源距短 路點的電氣距離較遠時，由短路而引起的電源輸出功率 （電流及電壓）的變化遠小于電源所具有的功率 ，則 稱該電源為無限大功率電源。 無限大功率電源的特點是： （1）認為在短路過程中無限大功率電源的頻率是恒 定的。 （2）認為在短路過程中無限大功率電源的端電壓也 是恒定的。 （3）內(nèi)阻抗必然等于零。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 恒定電勢源恒定電勢源（又稱（又稱無限大功率電源無限大功率電源），是指端電壓幅值），是指端電壓幅值 和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為

5、零。和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為零。 圖1-1 簡單三相電路短路 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 短路前短路前電路處于電路處于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)： )sin( )sin( tIi tEe m m 222 )()(LLRR E I m m RR LL tg )( 1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 )sin( tE dt di LRi m 其解就是短路的全電流，它由兩部分組成：其解就是短路的全電流，它由兩部分組成： 周期分量周期分

6、量和和非周期分量非周期分量。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 22 )( LR E I m Pm R L tg 1 )sin(tIi PmP 短路電流的強制分量短路電流的強制分量, , 并記為并記為 周期分量：周期分量： P i 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 非周期電流非周期電流 ： 短路電流的自由分量短路電流的自由分量, ,記為記為 a T t pt aP CeCei 0 pLR 特征方程 特征方程 p 的根。的根。 L

7、 R p a T 非周期分量電流衰減的時間常數(shù) 非周期分量電流衰減的時間常數(shù) R L p Ta 1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 短路的全電流可表示為短路的全電流可表示為： a Tt PmaPP CetIiii / )sin( CII Pmm )sin()sin( )sin()sin( 0 PmmaP IIiC a Tt PmmPm eIItIi / )sin()sin()sin( )sin( tIi m 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利

8、與建筑工程學院 0 )sin(iI m 0 )sin( PPm iI 00 iiP 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 指短路電流最大可能的瞬時值，用指短路電流最大可能的瞬時值，用 表示。表示。 其主要作用是校驗電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定度。其主要作用是校驗電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定度。 (1) (1) 相量差相量差 有最大可能值；有最大可能值； (2) (2) 相量差相量差 在在t t0 0時與時間軸平行。時與時間軸平行。 一般電力系統(tǒng)中，短路回路的感抗比電阻大得多，一般電力系統(tǒng)中，短路回路的感抗比電阻大得多， 即即 ，故

9、可近似認為，故可近似認為 。因此，非周期電。因此，非周期電 流有最大值的條件為：短路前電路空載（流有最大值的條件為：短路前電路空載（I Im m=0),=0),并并 且短路發(fā)生時，電源電勢過零（且短路發(fā)生時，電源電勢過零（0 0）。）。 im i Pmm II Pmm II 90RL 非周期電流有最大初值的條件應(yīng)為：非周期電流有最大初值的條件應(yīng)為： 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 圖圖2-3 2-3 短路電流非周期分量有最大可能值的條件圖短路電流非周期分量有最大可能值的條件圖 非周期電流有最非周期電流有最 大

10、值的條件為大值的條件為（1） 短路前電路空載短路前電路空載 （Im=0)； （2）短路發(fā)生時，）短路發(fā)生時， 電源電勢過零電源電勢過零 （0）。）。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 將將 ， 和和 0 0代入式短路全電流表達式：代入式短路全電流表達式： 0 m I 90 a Tt PmPm eItIi / cos 短路電流的最大瞬時值在短路發(fā)生后約半個周期時出現(xiàn)短路電流的最大瞬時值在短路發(fā)生后約半個周期時出現(xiàn) （如圖（如圖2-42-4）。若。若 HzHz，這個時間約為，這個時間約為0.010.01秒，將其代秒

11、，將其代 入式（入式（6-86-8），可得短路沖擊電流），可得短路沖擊電流 ： 50f a T PmPmim eIIi /01. 0 shpm T kIIe a 2)1 ( /01. 0 2 pmI I 0.01/ 1 a T sh ke 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 圖圖2-4 2-4 非周期分量有最大可能值時的短路電流波形圖非周期分量有最大可能值時的短路電流波形圖 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 三、短路電流的有效值三

12、、短路電流的有效值 在短路過程中，任意時刻在短路過程中，任意時刻t t的的短路電流有效值短路電流有效值， 是指以時刻是指以時刻t t為中心的一個周期內(nèi)瞬時電流的均為中心的一個周期內(nèi)瞬時電流的均 方根值，即方根值，即 dtii T dti T I Tt Tt aptpt Tt Tt tt 2 2/ 2/ 2/ 2/ 2 )( 1 1 為了簡化計算，通常為了簡化計算，通常假定假定：非周期電流非周期電流在以時間在以時間t t為為 中心的一個周期內(nèi)恒定不變，因而它在時間中心的一個周期內(nèi)恒定不變，因而它在時間t t的有效的有效 值就等于它的瞬時值，即值就等于它的瞬時值，即 aptapt iI 動力與電氣

13、工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 對于對于周期電流周期電流，認為它在所計算的周期內(nèi)是幅值恒，認為它在所計算的周期內(nèi)是幅值恒 定的，其數(shù)值即等于由周期電流包絡(luò)線所確定的定的，其數(shù)值即等于由周期電流包絡(luò)線所確定的t t時時 刻的幅值。因此，刻的幅值。因此，t t時刻的周期電流有效值應(yīng)為時刻的周期電流有效值應(yīng)為 圖圖2-5 2-5 短路電流有效值的確定短路電流有效值的確定 2 Pmt Pt I I 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 根據(jù)上述假定

14、條件，公式根據(jù)上述假定條件，公式(6-10)(6-10)就可以簡化為就可以簡化為 ： 22 aptptt III 短路電流的最大有效值：短路電流的最大有效值： 短路電流的最大有效值常用于校驗?zāi)承╇姎庠O(shè)備的短路電流的最大有效值常用于校驗?zāi)承╇姎庠O(shè)備的斷流能力斷流能力 或耐力強度或耐力強度。 Pmsh T Pmap IkeII a ) 1( /01. 0 a T sh ek /01. 0 1 222 ) 1(212) 1( shppshpsh kIIkII 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 短路容量短路容量也稱為短

15、路功率，它等于短路電流有效也稱為短路功率，它等于短路電流有效 值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電 壓）的乘積，即壓）的乘積，即 tavt IVS3 用標幺值表示時用標幺值表示時 t B t BB tav t I I I IV IV S 3 3 短路容量短路容量主要用來主要用來校驗開關(guān)的切斷能力。校驗開關(guān)的切斷能力。 四、短路容量四、短路容量 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 一、電網(wǎng)中各元件的等值電路 1、同步發(fā)電機 2、變壓器 3、電抗器 4、輸電線路 5、異

16、步電動機 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 雙繞組雙繞組 變壓器變壓器 三繞組三繞組 變壓器變壓器 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算 變壓器的試驗數(shù)據(jù)：變壓器的試驗數(shù)據(jù)：短路損耗短路損耗P Ps s，短路電壓，短路電壓V Vs s% % 空載損耗空載損耗P P0 0，空載電流，空載電流 I I0 0% % 電阻電阻R RT T 注意單位注意單位 P Ps s為為kW,SkW,SN N為為kVA

17、,VkVA,VN N為為kV,IkV,IN N為為A A，R RT T為為。 3 2 2 2 10 3/ N Ns T NsT S VP R IPR 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算 電抗電抗 電導(dǎo)電導(dǎo) 3 2 10 100 % N NS T S VV X S V P V P G NN Fe T 3 2 0 3 2 1010 100 3 100 3/ % N TN N TN XS V XI V XI VV 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與

18、建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算 電納電納 變比：兩側(cè)繞組空載線電壓之比。變比：兩側(cè)繞組空載線電壓之比。 (1)(1)對對Y Y，y y接法和接法和D ,dD ,d接法的變壓器接法的變壓器 (2)(2)對于對于Y,dY,d接法的變壓器接法的變壓器 3 2 00 10 100 %3 100 % N N N N T V SI V II B 2121 / NNT VVk 2121 /3/ NNT VVk 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.3 三繞組變壓器的參數(shù)

19、計算 1.1.電阻電阻R R1 1、R R2 2、R R3 3 （1 1）三個繞組容量相同）三個繞組容量相同 131 2 3 2 1)-S(3 323 2 2 2 3)-S(2 212 2 1 2 2)-S(1 33P 33P 33P SSNN SSNN SSNN PPRIRI PPRIRI PPRIRI )( 2 1 )( 2 1 )( 2 1 )21 () 13()32(3 ) 13()32()21 (2 )32() 13()21 (1 SSSS SSSS SSSS PPPP PPPP PPPP )3 , 2 , 1(10 3 2 2 i S VP R N NSi i 動力與電氣工程系：陳

20、帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.3 三繞組變壓器的參數(shù)計算 電抗電抗X X1 1、X X2 2、X X3 3 %)V-%V%( 2 1 % %)V-%V%( 2 1 % %)V-%V%( 2 1 % 2)-S(11)-S(3)32(3 1)-S(33)-S(2)21(2 3)-S(21)-S(3)21(1 SS SS SS VV VV VV 3 2 10 100 % N NSi i S VV X 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.

21、3 三繞組變壓器的參數(shù)計算 導(dǎo)納導(dǎo)納G GT T-jB-jBT T及變比及變比k k12 12,k ,k13 13,k ,k23 23 計算方法與雙繞組變壓器相同 計算方法與雙繞組變壓器相同 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2.4.4自耦變壓器的參數(shù)計算 計算方法與三繞組變壓器相同。計算方法與三繞組變壓器相同。 應(yīng)注意：應(yīng)注意： （1 1）第三繞組容量小，一般接成三角形。）第三繞組容量小，一般接成三角形。 （2 2）需要對短路數(shù)據(jù)進行歸算。）需要對短路數(shù)據(jù)進行歸算。 ) S S %(V%V ) S S %(V

22、%V 3N N 1)-S(3 1)-S(3 3N N 3)-S(2 3)-S(2 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 采用有名值的電力網(wǎng)等值電路 例2-1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 采用有名值的電力網(wǎng)等值電路 1、標幺值的定義和基準值的確定 2、統(tǒng)一化成標幺值 3、就地化成標幺值 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 （1 1）電勢都同相位：電

23、勢都同相位：短路過程中各發(fā)電機之間不發(fā)生搖短路過程中各發(fā)電機之間不發(fā)生搖 擺，并認為所有發(fā)電機的電勢都同相位。擺，并認為所有發(fā)電機的電勢都同相位。 （2 2）負荷近似估計負荷近似估計：或當作：或當作恒定電抗恒定電抗，或當作某種臨時，或當作某種臨時 附加電源附加電源，視具體情況而定。，視具體情況而定。 （3 3）不計磁路飽和不計磁路飽和：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可 以應(yīng)用疊加原理。以應(yīng)用疊加原理。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 （4 4）對稱三相系統(tǒng)對稱三相系統(tǒng)：除不對稱故

24、障處出現(xiàn)局部的不對稱以：除不對稱故障處出現(xiàn)局部的不對稱以 外，實際的電力系統(tǒng)通常都當做是對稱的。外，實際的電力系統(tǒng)通常都當做是對稱的。 （5 5）純電抗表示純電抗表示:忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓 器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除 外），加上所有發(fā)電機電勢都同相位的條件，這就避免了復(fù)外），加上所有發(fā)電機電勢都同相位的條件，這就避免了復(fù) 數(shù)運算。數(shù)運算。 （6 6）金屬性短路金屬性短路: :短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過一短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過一 定的電阻（如外物電

25、阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電 阻通常稱為阻通常稱為“過渡電阻過渡電阻”。所謂金屬性短路，就是不計過渡。所謂金屬性短路，就是不計過渡 電阻的影響，即認為過渡電阻等于零的短路情況。電阻的影響，即認為過渡電阻等于零的短路情況。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 f f mf m ff f Z E I Z E Z E Z E I 2 2 1 1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院

26、1. 網(wǎng)絡(luò)的等值變換網(wǎng)絡(luò)的等值變換 （1）星網(wǎng)變換）星網(wǎng)變換 圖圖3-1 3-1 星形星形(a)(a)和三角形和三角形(b)(b)接線接線 (a) (b) 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2 13 1331 1 32 3223 3 21 2112 Z ZZ ZZZ Z ZZ ZZZ Z ZZ ZZZ 312312 3123 3 312312 2312 2 312312 3112 1 ZZZ ZZ Z ZZZ ZZ Z ZZZ ZZ Z 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑

27、工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形 圖圖3-2 3-2 多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形多支路星形變?yōu)榫W(wǎng)形 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 4321 4 1 4 1 4 1 3223 4 1 2112 11111 1 1 1 ZZZZZ Z ZZZ Z ZZZ Z ZZZ i i i i jiij i i i i :式中 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 （2）有源支路的并聯(lián)）有源支路的并聯(lián) 圖

28、圖3-3 3-3 并聯(lián)有源支路的化簡并聯(lián)有源支路的化簡 I Z VE m i i i 1 (a) (b) 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 m i i i eqeq Z E ZVE 1 )0( 21 21 ZZ ZZ Z eq 21 1221 ZZ ZEZE Eeq 令 0I 對于兩條有源支路并聯(lián)對于兩條有源支路并聯(lián) m i i eq Z I V Z 1 1 1 i E 令 0 I Z VE m i i i 1 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水

29、利與建筑工程學院 Z6 Z5 f Z7 Z4 Z2 Z3 Z1 Z10 Z5 f Z7 Z8 Z2 Z9 Z1 f Z13 Z11 Z12 Z2Z1 f Z2f Z1f f Z f E f 輸入阻抗輸入阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 圖圖3-4 3-4 分裂電勢源和分裂短路點分裂電勢源和分裂短路點 (a) (b) (c) 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 對稱性：對稱性：指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同，電源一樣，阻抗參

30、指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同，電源一樣，阻抗參 數(shù)相等（或其比值相等）以及短路電流的走向一數(shù)相等（或其比值相等）以及短路電流的走向一 致等。致等。 在在對應(yīng)的點對應(yīng)的點上，電位必然相同。上，電位必然相同。 同同電位點電位點之間的電抗可根據(jù)需要短接或斷開。之間的電抗可根據(jù)需要短接或斷開。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 網(wǎng)絡(luò)接線圖網(wǎng)絡(luò)接線圖 (b) (b) 等值電路等值電路 (c)(c)簡化后的等值電路簡化后的等值電路 圖圖3-5 3-5 利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡(luò)簡化利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡(luò)簡化 動力與電氣工程系：陳帝伊動

31、力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 取網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)電機的電勢為零，并僅在網(wǎng)絡(luò)中某取網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)電機的電勢為零，并僅在網(wǎng)絡(luò)中某 一支路（如短路支路）施加電勢一支路（如短路支路）施加電勢 ，在這種情，在這種情 況下，各支路電流與電勢所在支路電流的比值，況下，各支路電流與電勢所在支路電流的比值， 稱為各支路電流的稱為各支路電流的分布系數(shù)分布系數(shù)，用，用C C表示。表示。 E 電流分布系數(shù)的定義電流分布系數(shù)的定義 電流分布系數(shù)的基本概念電流分布系數(shù)的基本概念 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科

32、技大學水利與建筑工程學院 f I I c 1 1 f I I c 2 2 f i i I I c 圖圖3-6 3-6 求電流分布系數(shù)示意圖求電流分布系數(shù)示意圖 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 電流分布系數(shù)的特點：電流分布系數(shù)的特點： f IIII 321 1 321 321 ccc I I I I I I fff 421 III 421 ccc所以 因為 圖圖3-7 3-7 求電流分布系數(shù)示意圖求電流分布系數(shù)示意圖 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技

33、大學水利與建筑工程學院 (2) 分布系數(shù)與轉(zhuǎn)移阻抗之間的關(guān)系分布系數(shù)與轉(zhuǎn)移阻抗之間的關(guān)系 f f I E Z 1 1 I E Z f 2 2 I E Z f 3 3 I E Z f ； ； f f f f f f f f f f f f f f f Z Z ZE ZE I I c Z Z ZE ZE I I c Z Z ZE ZE I I c 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 / / / / / / 3 3 2 2 1 1 c Z Z c Z Z c Z Z f f f f f f 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學

34、水利與建筑工程學院 （3）電流分布系數(shù)的確定方法）電流分布系數(shù)的確定方法 單位電流法單位電流法 21422111 ,/,III ZVI ZIZV aa 343344 ,/,III ZVI IZVV fbab fbf IZVE 5 令令 1 1 I 21444 332211 / / / cccIIc IIcIIcIIc IEZ f fff fff 或或 3 3 2 2 1 1 c Z Z c Z Z c Z Z f f f f f f 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 網(wǎng)絡(luò)還原法網(wǎng)絡(luò)還原法 圖圖3-8 3-8 并

35、聯(lián)支路的電流分布系數(shù)并聯(lián)支路的電流分布系數(shù) IZIZ eqii I Z Z I i eq i c Z Z c i eq i 兩端同時除以短路電流兩端同時除以短路電流 f I 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 對于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時對于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時 （ ） 21 1 2 21 2 1 ZZ Z c ZZ Z c 1c c Z Z c i eq i 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 補充例題補充

36、例題1 圖圖3-9 3-9 網(wǎng)絡(luò)及其變換過程網(wǎng)絡(luò)及其變換過程 (a) (b) (c) (d) 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 補充例題補充例題2 2 圖圖3-10 3-10 網(wǎng)絡(luò)的變換過程網(wǎng)絡(luò)的變換過程 (a) (b) (c) (d) 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 3.2 11. 105. 1 E實用計算：實用計算： 1 E 不計負載影響：不計負載影響： 發(fā)電機發(fā)電機：用次暫態(tài)電勢：用次暫態(tài)電勢 和次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗

37、表示。表示。 E d X IXjEV d 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 異步電動機異步電動機： 000 sinIXVE 2 . 0 X 圖圖3-11 3-11 異步電機簡化相量圖異步電機簡化相量圖 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 綜合負荷綜合負荷： 8 . 0 E35. 0 X 輸電線路和變壓器輸電線路和變壓器：次暫態(tài)參數(shù)與其穩(wěn)：次暫態(tài)參數(shù)與其穩(wěn) 態(tài)參數(shù)相同態(tài)參數(shù)相同 。 f f mf m ff f Z E I Z E Z

38、 E Z E I 2 2 1 1 用次暫態(tài)參數(shù)表示的等值用次暫態(tài)參數(shù)表示的等值 電路及次暫態(tài)電流計算電路及次暫態(tài)電流計算 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2. 2. 沖擊電流的計算沖擊電流的計算 LDLDimLDim Iki 2 LDLDimimim IkIki 22 1 . LDim k 1.7.51 . LDim k 1.8.71 . LDim k 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 3.3 短路電流計算曲線及其應(yīng)用 計算曲

39、線的概念 ),(tXfI ef 定義計算電抗 js X edjs XXX ),(tXfI jsP 則 在發(fā)電機的參數(shù)和運行初態(tài)給定后，短路電流僅是電源到 短路點的距離 和時間的函數(shù)。 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 2. 計算曲線的制作計算曲線的制作 汽輪發(fā)電機汽輪發(fā)電機(18(18種種): 12MW): 12MW 200MW200MW 水輪發(fā)電機水輪發(fā)電機(17(17種種): 12.5MW ): 12.5MW 225MW225MW 制作計算曲線的典型接線圖制作計算曲線的典型接線圖 當當X Xjs js3.45 3.45時時 jsP XI/1 * 動力與電氣工程系：陳帝伊動力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院 3. 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用 電源合并的原則電源合并的原則：把短路電流變化規(guī)律大體相同：把短路電流變化規(guī)律大體相同 的發(fā)電機合并起來的發(fā)電機合并起來 。 （3)3)遠離短路點的同類型發(fā)電廠合并；遠離短路點的同類型發(fā)電廠合并； （4)4)無限大功率電源（如果有的話）合并成無限大功率電源（如果有的話）合并成 一組。一組。 （1)1