華電《電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)》第7章

1、主講人：栗然第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí)本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：1 1、短路的一般概念短路的一般概念 3、無(wú)窮大功率電源供電的三相短路電流分析無(wú)窮大功率電源供電的三相短路電流分析2、標(biāo)么制的近似計(jì)算法、標(biāo)么制的近似計(jì)算法第一節(jié) 短路的一般概念l故障故障: :一般指短路和斷線一般指短路和斷線, ,分為簡(jiǎn)單故障和復(fù)雜故障分為簡(jiǎn)單故障和復(fù)雜故障l簡(jiǎn)單故障簡(jiǎn)單故障: :電力系統(tǒng)中的單一故障電力系統(tǒng)中的單一故障l復(fù)雜故障復(fù)雜故障: :同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上故障同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上故障l短路短路: :指一切指一切不正常不正常的相與相之間或相與地之間的相與相之間或相與地之間（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)

2、）發(fā)生通路的情況。（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。表1-1 各種短路的示意圖和代表符號(hào) 短路種類(lèi) 示意圖 代表符號(hào)三 相 短 路 f(3) 5 兩 相 短 路 接 地 f(1,1) 20 兩 相 短 路 f(2) 10 單 相 短 路 f(1) 65一、短路的類(lèi)型 絕緣材料的絕緣材料的自然老化自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來(lái)的來(lái)的設(shè)備缺陷設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。發(fā)展成短路。惡劣天氣：雷擊造成的惡劣天氣：雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等?？站€路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。人為誤操作，如運(yùn)行人員

3、帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)人為誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。二、短路的主要原因二、短路的主要原因(1)(1)電流電流劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能使設(shè)備過(guò)熱甚至損壞能使設(shè)備過(guò)熱甚至損壞; ;由于短路電流的由于短路電流的電動(dòng)力電動(dòng)力效應(yīng)，效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。損壞。(2)(2)電壓電壓大幅度下降，

4、對(duì)用戶(hù)影響很大。大幅度下降，對(duì)用戶(hù)影響很大。(3)(3)當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長(zhǎng)時(shí)，并當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長(zhǎng)時(shí)，并列運(yùn)行的列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可能失去同步發(fā)電機(jī)可能失去同步，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。(4)(4)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí), ,三相不平衡電流三相不平衡電流會(huì)在相鄰的通訊會(huì)在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)線路感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì), ,影響通訊影響通訊. .三、短路的危害三、短路的危害(1)限制短路電流（加電抗器） 。(2)繼電保護(hù)快切。(3)結(jié)線方式。(4)設(shè)備選

5、擇.四、減少短路危害的措施四、減少短路危害的措施五、計(jì)算短路電流的目的短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；電纜等）的依據(jù)；是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)；是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)；是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。依據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。第二節(jié)第二節(jié) 標(biāo)么制標(biāo)么制一、計(jì)算短路電流的基本假設(shè)一、計(jì)算短路電流的基本假設(shè)1 1、以電網(wǎng)的平均電壓取代元件的額定電壓、以電網(wǎng)的平均電壓取代

6、元件的額定電壓同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓可能不一樣同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓可能不一樣線路首端，升壓變壓器二次側(cè)高出線路首端，升壓變壓器二次側(cè)高出10%線路末端，降壓變壓器一次側(cè)線路末端，降壓變壓器一次側(cè)UN發(fā)電機(jī)高出發(fā)電機(jī)高出5%簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓相同，同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓相同，數(shù)值上數(shù)值上=平均電壓，平均電壓，Uav=(1.1UN+UN)/2=1.05UN2 2、高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗、高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗, ,當(dāng)當(dāng)R Rdd X Xdd/3/3時(shí)時(shí), ,忽略忽略R Rdd3avddUIX二、具有變壓器的多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立二、具有變壓器的多電壓

7、級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立( (近似法近似法) )1 1、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)T1T2 x4x2x3x5T3 x6x1GU1U2U3U4x1*jx2*jx3*jx4*jx5*jx6*j采用平均電壓后簡(jiǎn)化計(jì)算采用平均電壓后簡(jiǎn)化計(jì)算, ,無(wú)需考慮變壓器變比歸算無(wú)需考慮變壓器變比歸算取取U U4 4為基本級(jí)為基本級(jí)SUGN21 N*d1xx 有有名名值值2342312GN21 N*d1UUUUUUSUxx 歸歸算算到到基基本本級(jí)級(jí)2 2、變壓器、變壓器223124112212344*BBjdNG NBdNG NxxxxUSUUUSSUUUUUSS22324363100100*%kkBBjjTNTNTxTx

8、UUSSSS3 3、輸電線、輸電線2455522343*BBjxxxUSSUUU段112213124222341 0 01 0 0*%kkBBjT NT NUUUUUSSxSUUSU234333222342*BBjxxxUUSSUUUU 恒定電勢(shì)源恒定電勢(shì)源（又稱(chēng)（又稱(chēng)無(wú)限大功率電源無(wú)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)阻抗為零。和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為零。一、三相短路的暫態(tài)過(guò)程一、三相短路的暫態(tài)過(guò)程 第三節(jié) 恒定電勢(shì)源電路的三相短路圖圖1-2 1-2 簡(jiǎn)單三相電路短路簡(jiǎn)單三相電路短路短路前短路前電路處于電路處于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)： 0sin()sin(

9、)mmeEtiIt 0222()()mmEIRRLLRRLLtg)(1)sin( tEdtdiLRim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：周期分量周期分量和和非周期分量非周期分量。 22()mmEIRLRLtg1sin()dzamiIt短路電流的強(qiáng)制分量短路電流的強(qiáng)制分量, , 并記為并記為 周期分量：周期分量：dzai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 atTptdfaiCeCe0 pLR 特征方程特征方程 p的根。的根。LRpaT 非周期分量電流衰減的時(shí)間常數(shù)非周期分量電流衰減的時(shí)間常數(shù) RLpTa1短路的全電

10、流可表示為短路的全電流可表示為： /sin()at TdzadfamiiiItCe0sin()sin()mmIIC0sin()sin()mmCII/0sin() sin()sin()at TmmmiItIIe 0sin()miIt 00sin()mIi0sin()mPIi00iiP指短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用指短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用 表示。表示。其主要作用是校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。其主要作用是校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)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(shí)與時(shí)間軸平行。時(shí)與時(shí)間軸平行。一般電力系統(tǒng)中，短路回路的

11、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 ，故可近似認(rèn)為，故可近似認(rèn)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 Im0m0=0),=0),并并且短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過(guò)零（且短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過(guò)零（0 0）。）。Mi0mmII90RL 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：0mmII圖圖1-3 1-3 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（Im0=0

12、)；（2）短路發(fā)生時(shí)，）短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過(guò)零電源電勢(shì)過(guò)零（0）。）。將將 ， 和和 0 0代入式短路全電流表達(dá)式：代入式短路全電流表達(dá)式： 00mI90/cosat TmmiItI e 短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期時(shí)出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期時(shí)出現(xiàn)（如圖（如圖1-41-4）。若。若 HzHz，這個(gè)時(shí)間約為，這個(gè)時(shí)間約為0.010.01秒，將其代秒，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 ：50f0.01/aTMmmiII e0.01/(1)aTmM meIk I 0.01/1aTMke 圖圖1-4 1-4 非周期分量有最大可

13、能值時(shí)的短路電流波形圖非周期分量有最大可能值時(shí)的短路電流波形圖 三、短路電流的有效值三、短路電流的有效值在短路過(guò)程中，任意時(shí)刻在短路過(guò)程中，任意時(shí)刻t t的的短路電流有效值短路電流有效值，是指以時(shí)刻是指以時(shí)刻t t為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值，即方根值，即 2 /2 /22 /2 /211 ()t Tt Tttdztdftt Tt TIi dtiidtTT為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定假定：非周期電流非周期電流在以時(shí)間在以時(shí)間t t為為中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在時(shí)間中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在時(shí)間t t的有效的有效值就等于它的瞬時(shí)值

14、，即值就等于它的瞬時(shí)值，即dftdftIi對(duì)于對(duì)于周期電流周期電流，認(rèn)為它在所計(jì)算的周期內(nèi)是幅值恒，認(rèn)為它在所計(jì)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(shí)時(shí)刻的幅值。因此，刻的幅值。因此，t t時(shí)刻的周期電流有效值應(yīng)為時(shí)刻的周期電流有效值應(yīng)為 圖圖1-5 1-5 短路電流有效值的確定短路電流有效值的確定 2mdzII根據(jù)上述假定條件：根據(jù)上述假定條件：22tdzdftIII短路電流的最大有效值：短路電流的最大有效值： 222(1) 21 2(1)MdzMdzdzMIIkIIk短路電流的最大有效值常用于校驗(yàn)?zāi)承╇姎庠O(shè)備的短路電流

15、的最大有效值常用于校驗(yàn)?zāi)承╇姎庠O(shè)備的斷流能力斷流能力或耐力強(qiáng)度或耐力強(qiáng)度。 0.01/(1)aTdftmMmII ekI0.01/1aTMke 短路容量短路容量也稱(chēng)為短路功率，它等于短路電流有效也稱(chēng)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3davdzSV I用標(biāo)幺值表示時(shí)用標(biāo)幺值表示時(shí) 33avdzdztdzBBBV IISIIV I短路容量短路容量主要用來(lái)主要用來(lái)校驗(yàn)開(kāi)關(guān)的切斷能力。校驗(yàn)開(kāi)關(guān)的切斷能力。 四、短路容量四、短路容量1 1、繪制計(jì)算電路圖、繪制計(jì)算電路圖用單相節(jié)線圖表示用單相節(jié)線

16、圖表示計(jì)算電路圖計(jì)算電路圖標(biāo)明各元件額定參數(shù)標(biāo)明各元件額定參數(shù)各元件均按順序編號(hào)各元件均按順序編號(hào)1234566.3KV37KV0.4/km15km27.5MVAUk%=7.5215MVA6KV400AXR%=4125. 0 x N*d )3(1d)3(2d第四節(jié)第四節(jié) 短路回路總阻抗求取短路回路總阻抗求取2 2、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定短路點(diǎn)按短路點(diǎn)按選擇電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備整定繼電保護(hù)整定繼電保護(hù)高、低壓母線高、低壓母線電氣設(shè)備接線端處電氣設(shè)備接線端處運(yùn)行方式運(yùn)行方式最大：選擇電氣設(shè)備最大：選擇電氣設(shè)備最小：校驗(yàn)繼電保護(hù)最?。盒ｒ?yàn)繼電保護(hù)并列運(yùn)行處理并列運(yùn)

17、行處理電源按最大容量處理電源按最大容量處理單列運(yùn)行處理單列運(yùn)行處理121 0 00 1 2 50 8 31 5*.BdNG NxSXXS223461000 872100100330 46 3*%.RNBNBUSXXIU2457 5 1 0 011 0 01 0 07 5*%.kBTNUSXXS226621000 4150 4437*.BSXXU3 3、繪制等值電路圖、繪制等值電路圖對(duì)應(yīng)每一個(gè)短路點(diǎn)作出一個(gè)等值電路圖對(duì)應(yīng)每一個(gè)短路點(diǎn)作出一個(gè)等值電路圖任一短路點(diǎn)對(duì)應(yīng)等值電路中，只要求表示該點(diǎn)短路時(shí)，短任一短路點(diǎn)對(duì)應(yīng)等值電路中，只要求表示該點(diǎn)短路時(shí)，短 路電流通過(guò)的元件電抗路電流通過(guò)的元件電抗分子為

18、順序號(hào)，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值分子為順序號(hào)，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值83. 0183. 0283. 03d)3(1G1G283. 0183. 0244. 06d)3(2G1G214154 4、等值電路圖歸并與簡(jiǎn)化、等值電路圖歸并與簡(jiǎn)化串聯(lián)串聯(lián)XXi 并聯(lián)并聯(lián)XXi11 Y Yx12x23x13x1x2x3123XXXXXXXXXXXXXXXXXX132312231331323122312213231212131 XXXXXXXXXXXXXXXXXX231311313232233212112 利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同電源一樣電源一樣電抗參數(shù)相等電

19、抗參數(shù)相等短路電流流向一致短路電流流向一致)3(dd)3(例：例：d d1 1，d d2 2發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值83. 0183. 02872. 03d)3(1G1G2d)3(1872. 03415. 07G d)3(1287. 18G d)3(14 . 19G d)3(283. 0183. 0215G1G21444. 06d)3(15 . 08415. 07G 44. 06第五節(jié)第五節(jié) 無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算無(wú)限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算一、基本概念一、基本概念1.1. 那種故障短路電流最大那種故障短路電流最大中

20、性點(diǎn)接地：三相或單相中性點(diǎn)接地：三相或單相中性點(diǎn)不接地：三相中性點(diǎn)不接地：三相2.2. 短路電流計(jì)算值短路電流計(jì)算值I 次暫態(tài)短路電流：周期分量起始次暫態(tài)短路電流：周期分量起始(t=0)(t=0)的有效值的有效值用途：保護(hù)整定計(jì)算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量用途：保護(hù)整定計(jì)算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量MI短路全電流的最大有效值短路全電流的最大有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量Mi三相短路沖擊電流三相短路沖擊電流用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定I 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流

21、體的熱穩(wěn)定性用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流體的熱穩(wěn)定性IIIIdz2 . 0 在無(wú)限大容量在無(wú)限大容量, ,二、有名制法二、有名制法適用于適用于: : 1KV1KV以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級(jí)少、接線簡(jiǎn)單的高壓系統(tǒng)以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級(jí)少、接線簡(jiǎn)單的高壓系統(tǒng) 短路點(diǎn)所在電壓級(jí)作為基本級(jí)短路點(diǎn)所在電壓級(jí)作為基本級(jí) 各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級(jí)，求出各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級(jí)，求出電源至短路點(diǎn)的總阻抗電源至短路點(diǎn)的總阻抗Z Z 計(jì)及電阻時(shí)計(jì)及電阻時(shí)223avdddUIRX不計(jì)電阻不計(jì)電阻3avddUIX 計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路器的短路容量計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路

22、器的短路容量2MMdzikI21 21MdzMIIkkM=1.8時(shí)，時(shí)， IM =1.52 IdzkM=1.8時(shí)，時(shí)， iM =2.55 Idz3dav dzSU I三、標(biāo)幺值法三、標(biāo)幺值法適用于適用于: : 多電壓等級(jí)、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)多電壓等級(jí)、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)取基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)值S SB B，U Uavav 計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值*313avavddzBdBdBdBBUUXIUIUXIXZZ3BBBSIU 計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值*313davdzdzddzBBdzavBSUIISISIXUI 計(jì)算有名值計(jì)算有名值*BBddddISI

23、SXX四、例題四、例題 如圖所示電路發(fā)生三相短路，試分別用有名制法和標(biāo)幺如圖所示電路發(fā)生三相短路，試分別用有名制法和標(biāo)幺制法計(jì)算制法計(jì)算I Idzdz、i iM M、I IM M和和S Sd d（K KM M=1.8=1.8）解：解：有名制法：取有名制法：取10.5KV10.5KV電壓級(jí)為基本級(jí)電壓級(jí)為基本級(jí)3115KV1X=02S=100km0.4/km220MVAUk%=10.510.5KVd(3)334.01155.1040404.0100211XX579.0205.101005.10100%2232TNNkSUUXX334. 01579. 02579. 03d(3)Upj=10.5KV

24、等值電路等值電路標(biāo)幺制法：取標(biāo)幺制法：取S SB B=100MVA,U=100MVA,UB B=U=Uavav1*1221000.41000.303115BBSXXU2*3*%10.5 1000.52510010020kBTNUSXXS303. 01525. 02525. 03d(3)U*=1等值電路等值電路回路總阻抗回路總阻抗 623. 0289. 0334. 02/21XXXd周期分量有效值周期分量有效值10.59.73330.623avddUIKAX沖擊電流沖擊電流2.552.559.7324.81MdiIKA全電流最大有效值全電流最大有效值1.521.529.7314.79MdIIKA

25、33 10.59.73176.9davdzSUIMVA短路容量短路容量回路總阻抗標(biāo)幺值回路總阻抗標(biāo)幺值566. 02/525. 0303. 02/*2*1*XXXd周期分量有效值周期分量有效值767. 1566. 011*ddXI沖擊電流沖擊電流2.552.559.7224.79MdiIKA全電流最大有效值全電流最大有效值1.521.529.7214.77MdIIKA*1.767 100176.7ddzMSISMVA短路容量短路容量標(biāo)幺值標(biāo)幺值有名值有名值*1001.7679.723 10.5ddBIIIKA第二章 電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算 由于多電源復(fù)雜系統(tǒng)中，不能將所有電源均視為無(wú)限由于

26、多電源復(fù)雜系統(tǒng)中，不能將所有電源均視為無(wú)限大功率電源，精確計(jì)算出三相短路電流比較困難，故工程大功率電源，精確計(jì)算出三相短路電流比較困難，故工程上采用一些簡(jiǎn)化計(jì)算。上采用一些簡(jiǎn)化計(jì)算。發(fā)電機(jī)參數(shù)用次暫態(tài)參數(shù)表示發(fā)電機(jī)參數(shù)用次暫態(tài)參數(shù)表示忽略較小的負(fù)荷忽略較小的負(fù)荷忽略線路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路忽略線路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路變壓器的變比用平均電壓之比變壓器的變比用平均電壓之比 短路電流的計(jì)算主要是求短路電流周期分量的起始值，短路電流的計(jì)算主要是求短路電流周期分量的起始值，即次暫態(tài)電流即次暫態(tài)電流 I 計(jì)算方法主要有計(jì)算方法主要有等值法等值法疊加原理法疊加原理法運(yùn)算曲線法運(yùn)算曲線法轉(zhuǎn)移阻抗法

27、轉(zhuǎn)移阻抗法高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響第一節(jié) 交流電流初始值計(jì)算一、簡(jiǎn)單系統(tǒng)一、簡(jiǎn)單系統(tǒng) 計(jì)算計(jì)算等值法等值法I 1)1)計(jì)算故障前正常運(yùn)行時(shí)的潮流分布。計(jì)算故障前正常運(yùn)行時(shí)的潮流分布。首先求得各發(fā)首先求得各發(fā)電機(jī)（包括短路點(diǎn)附近得大型電動(dòng)機(jī)）的端電壓和定子電機(jī)（包括短路點(diǎn)附近得大型電動(dòng)機(jī)）的端電壓和定子電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)。電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)。XIUEj對(duì)對(duì)于于發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)XIUEj對(duì)對(duì)于于電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)近一步簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：近一步簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：1E2)2)以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為用等值電動(dòng)勢(shì)和等以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為用等值電動(dòng)勢(shì)和等值

28、電抗表示的等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。值電抗表示的等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。E/jX/K）（3I/XEIj/二、多電源系統(tǒng)系統(tǒng)二、多電源系統(tǒng)系統(tǒng) 計(jì)算計(jì)算疊加原理法疊加原理法I GMK）（3（a）EG/EM/Uk）（0Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(b)(b)EG/EM/Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(c)(c)IG)0(IM)0(Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(d)(d)IG/IM/ 圖圖(a)所示系統(tǒng)所示系統(tǒng)K 點(diǎn)發(fā)生短點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，可等路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，可等值為圖值為圖(b)。利用。利用疊加原理可將疊加原理可將圖圖(b)分解為：正常運(yùn)行等值

29、電分解為：正常運(yùn)行等值電路路(c) 故障分量等值電路故障分量等值電路(d)，分別求解可得最終結(jié)果。，分別求解可得最終結(jié)果。1)由正常運(yùn)行等值電路由正常運(yùn)行等值電路(c) ，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的正常，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的正常電壓和各支路的正常電流，如：電壓和各支路的正常電流，如：利用疊加原理的解題步驟：利用疊加原理的解題步驟：IIUMGk)0()0()0(、2)由故障分量等值電路由故障分量等值電路(d) ，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓變，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓變化量和各支路電流的變化量，如：化量和各支路電流的變化量，如：IIUUMGkk/)0(、3)將正常和故障分量相疊加，可得故障后各節(jié)點(diǎn)電壓和將正常和故障分

30、量相疊加，可得故障后各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路電流，如：各支路電流，如：IIIIIIIIUUMMMGGGKKkk/)0(/)0(/)0(0；1. 計(jì)算曲線的概念計(jì)算曲線的概念 ),(tXfIef定義計(jì)算電抗定義計(jì)算電抗 jsXedjsXXX ),(tXfIjsP則則在發(fā)電機(jī)的參數(shù)和運(yùn)行初態(tài)給定后，在發(fā)電機(jī)的參數(shù)和運(yùn)行初態(tài)給定后，短路電流短路電流僅僅是是電源到短路點(diǎn)的距離電源到短路點(diǎn)的距離 和和時(shí)間時(shí)間的函數(shù)。的函數(shù)。第二節(jié) 應(yīng)用運(yùn)算曲線求任意時(shí)刻短路點(diǎn)的短路電流2. 計(jì)算曲線的制作計(jì)算曲線的制作 汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)(18(18種種): 12MW): 12MW 200MW200MW 水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電

31、機(jī)(17(17種種): 12.5MW ): 12.5MW 225MW225MW 制作計(jì)算曲線的典型接線圖制作計(jì)算曲線的典型接線圖當(dāng)當(dāng)X Xjsjs3.453.45時(shí)時(shí) jsPXI/1*3.3.應(yīng)用計(jì)算曲線法的步驟應(yīng)用計(jì)算曲線法的步驟（1 1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)；）繪制等值網(wǎng)絡(luò)；（2 2）求轉(zhuǎn)移電抗：）求轉(zhuǎn)移電抗：X Xifif( (i i=1,2,=1,2,g) ,g) 、X Xsfsf；（3 3）求計(jì)算電抗；）求計(jì)算電抗；BNiifjsiSSXX（4 4）查表：）查表： Ipt1*，Ipt2*，Iptg* 。 （5 5）無(wú)限大功率電源供給的短路周期電流）無(wú)限大功率電源供給的短路周期電流 SfpSXI1第第i i臺(tái)等值發(fā)電機(jī)提供的短路電