第2章短路電流的計(jì)算

1、動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院第二章 短路電流的計(jì)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(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)；短路計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)； 三相短路的計(jì)算方法；三相短路的計(jì)算方法； 不對(duì)稱短路的計(jì)算方法。不對(duì)稱短路的計(jì)算方法。動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院動(dòng)力與電氣工程系：陳

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

3、1）磁路的飽和、磁滯忽略不計(jì)。系統(tǒng)中各元件的參數(shù)便都是恒定的，可以運(yùn)用疊加原理。 （2）系統(tǒng)中三相除不對(duì)稱故障處以外都可當(dāng)作是對(duì)稱的。因而在應(yīng)用對(duì)稱分量法時(shí)，對(duì)于每一序的網(wǎng)絡(luò)可用單相等值電路進(jìn)行分析。 （3）各元件的電阻略去不計(jì)。如果 ，即當(dāng)短路是發(fā)生在電纜線路或截面較小的架空線上時(shí)，特別在鋼導(dǎo)線上時(shí)，電阻便不能忽略。此外，在計(jì)算暫態(tài)電流的衰減時(shí)間常數(shù)時(shí)，微小的電阻也必須計(jì)及。 （4）短路為金屬性短路。 XR31動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 2 2無限大功率電源無限大功率電源 所謂無限大功率電源，是指當(dāng)電力

4、系統(tǒng)的電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源輸出功率（電流及電壓）的變化遠(yuǎn)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(diǎn)是： （1）認(rèn)為在短路過程中無限大功率電源的頻率是恒定的。 （2）認(rèn)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 恒定電勢(shì)源恒定電勢(shì)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)阻抗為零。和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為零。 圖1-

5、1 簡(jiǎn)單三相電路短路動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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( tIitEemm222)()(LLRREImm RRLLtg)(1動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院)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。 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利

6、與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院22)( LREImPmRLtg1)sin(tIiPmP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：Pi動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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 aTtptaPCeCei 0 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動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與

7、建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路的全電流可表示為短路的全電流可表示為： aTtPmaPPCetIiii/)sin( CIIPmm)sin()sin()sin()sin(0PmmaPIIiCaTtPmmPmeIItIi/)sin()sin()sin()sin( tIim動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院0)sin(iIm0)sin(PPmiI00iiP動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院指短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用指

8、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 Im m=0),=0),并并且短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過零（且短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過零（0 0）。）。imiPm

9、mII PmmII 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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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(shí)，）短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過零電源電勢(shì)過零（0）。）。動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院將將 ，

10、 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： 0mI90aTtPmPmeItIi/cos 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2-42-4）。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 ：50faTPmPmimeIIi/01. 0shpmTkIIea 2)1 (/01. 02pmII0.01/1aTshke 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)

11、水利與建筑工程學(xué)院圖圖2-4 2-4 非周期分量有最大可能值時(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 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院三、短路電流的有效值三、短路電流的有效值在短路過程中，任意時(shí)刻在短路過程中，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 dtiiTdtiTITtTtaptptTtTttt22/ 2/ 2/ 2/ 2)(1 1 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定假

12、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，即值就等于它的瞬時(shí)值，即aptaptiI 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院對(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2-

13、5 2-5 短路電流有效值的確定短路電流有效值的確定 2PmtPtII 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院根據(jù)上述假定條件，公式根據(jù)上述假定條件，公式(6-10)(6-10)就可以簡(jiǎn)化為就可以簡(jiǎn)化為 ：22aptpttIII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(yàn)?zāi)承╇姎庠O(shè)備的短路電流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。 PmshTPmapIkeIIa) 1(/01. 0aTshek/01. 01222) 1(212) 1(shppshps

14、hkIIkII動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路容量短路容量也稱為短路功率，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tavtIVS3用標(biāo)幺值表示時(shí)用標(biāo)幺值表示時(shí) tBtBBtavtIIIIVIVS33短路容量短路容量主要用來主要用來校驗(yàn)開關(guān)的切斷能力。校驗(yàn)開關(guān)的切斷能力。 四、短路容量四、短路容量動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科

15、技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院一、電網(wǎng)中各元件的等值電路1、同步發(fā)電機(jī)2、變壓器3、電抗器4、輸電線路5、異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算變壓器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：變壓器的試驗(yàn)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

16、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,VkVA,VN N為為kV,IkV,IN N為為A A，R RT T為為。3222103/NNsTNsTSVPRIPR動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算 電抗電抗 電導(dǎo)電導(dǎo) 3210100%NNSTSVVXSVPVPGNNFeT32032101010031003/%NTNNTNXSVXIVXIVV動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水

17、利與建筑工程學(xué)院2.4.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)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(duì)對(duì)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(duì)于對(duì)于Y,dY,d接法的變壓器接法的變壓器320010100%3100%NNNNTVSIVIIB2121/NNTVVk2121/3/NNTVVk動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.3 三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算1.1.電阻電阻R R1 1、R R2 2、R R3 3（1 1）三個(gè)繞組容量相同）三

18、個(gè)繞組容量相同1312321)-S(33232223)-S(22122122)-S(133P33P33PSSNNSSNNSSNNPPRIRIPPRIRIPPRIRI)(21)(21)(21)21 () 13()32(3) 13()32()21 (2)32() 13()21 (1SSSSSSSSSSSSPPPPPPPPPPPP)3 , 2 , 1(10322iSVPRNNSii動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.3 三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算 電抗電抗X X1 1、X X2 2、X X3 3 %)V-%V%(21

19、%)V-%V%(21%)V-%V%(21%2)-S(11)-S(3)32(31)-S(33)-S(2)21(23)-S(21)-S(3)21(1SSSSSSVVVVVV3210100%NNSiiSVVX動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.3 三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算 導(dǎo)納導(dǎo)納G GT T-jB-jBT T及變比及變比k k1212,k,k1313,k,k2323 計(jì)算方法與雙繞組變壓器相同計(jì)算方法與雙繞組變壓器相同動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大

20、學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.4.4自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算計(jì)算方法與三繞組變壓器相同。計(jì)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(duì)短路數(shù)據(jù)進(jìn)行歸算。）需要對(duì)短路數(shù)據(jù)進(jìn)行歸算。)SS%(V%V)SS%(V%V3NN1)-S(31)-S(33NN3)-S(23)-S(2動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院采用有名值的電力網(wǎng)等值電路例2-1動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水

21、利與建筑工程學(xué)院采用有名值的電力網(wǎng)等值電路1、標(biāo)幺值的定義和基準(zhǔn)值的確定2、統(tǒng)一化成標(biāo)幺值3、就地化成標(biāo)幺值動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院（1 1）電勢(shì)都同相位：電勢(shì)都同相位：短路過程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖短路過程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn)為所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)都同相位。擺，并認(rèn)為所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)都同相位。（2 2）負(fù)荷近似估計(jì)負(fù)荷近似估計(jì)：或當(dāng)作：或當(dāng)作恒定電抗恒定電抗，或當(dāng)作某種臨時(shí)，或當(dāng)作某種臨時(shí)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(jì)磁路飽和不計(jì)磁路飽和：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是

22、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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院（4 4）對(duì)稱三相系統(tǒng)對(duì)稱三相系統(tǒng)：除不對(duì)稱故障處出現(xiàn)局部的不對(duì)稱以：除不對(duì)稱故障處出現(xiàn)局部的不對(duì)稱以外，實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都當(dāng)做是對(duì)稱的。外，實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都當(dāng)做是對(duì)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(lì)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(lì)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(jī)電

23、勢(shì)都同相位的條件，這就避免了復(fù)外），加上所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)都同相位的條件，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算。數(shù)運(yùn)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(jì)過渡。所謂金屬性短路，就是不計(jì)過渡電阻的影響，即認(rèn)為過渡電阻等于零的短路情況。電阻的影響，即認(rèn)為過渡電阻等于零的短路情況。動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利

24、與建筑工程學(xué)院 ffmfmfffZEIZEZEZEI 2211動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院213133113232233212112ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ312312312333123122312231231231121ZZZZZ

25、ZZZZZZZZZZZZZ動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 4321414141322341211211111 111ZZZZZZZZZZZZZZZZZiiiijiijiiii:式中動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院（2）有

26、源支路的并聯(lián)）有源支路的并聯(lián) 圖圖3-3 3-3 并聯(lián)有源支路的化簡(jiǎn)并聯(lián)有源支路的化簡(jiǎn) IZVEmiii1 (a) (b)動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院miiieqeqZEZVE1)0(2121ZZZZZeq211221ZZZEZEEeq令 0I對(duì)于兩條有源支路并聯(lián)對(duì)于兩條有源支路并聯(lián) miieqZIVZ111iE令 0 IZVEmiii1動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院Z6Z5fZ7Z4Z2Z3Z1Z10Z5fZ7Z8Z2Z

27、9Z1fZ13Z11Z12Z2Z1fZ2fZ1ffZfEf輸入阻抗輸入阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 圖圖3-4 3-4 分裂電勢(shì)源和分裂短路點(diǎn)分裂電勢(shì)源和分裂短路點(diǎn)(a) (b) (c)動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院對(duì)稱性：對(duì)稱性：指網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同，電源一樣，阻抗參指網(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(duì)應(yīng)的

28、點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)上，電位必然相同。上，電位必然相同。同同電位點(diǎn)電位點(diǎn)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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(jiǎn)化后的等值電路簡(jiǎn)化后的等值電路圖圖3-5 3-5 利用電路的對(duì)稱性進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化利用電路的對(duì)稱性進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院取網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)電機(jī)的電勢(shì)為零，并僅在網(wǎng)絡(luò)中某取網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)電機(jī)的電勢(shì)為

29、零，并僅在網(wǎng)絡(luò)中某一支路（如短路支路）施加電勢(shì)一支路（如短路支路）施加電勢(shì) ，在這種情，在這種情況下，各支路電流與電勢(shì)所在支路電流的比值，況下，各支路電流與電勢(shì)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 fIIc11fIIc22fiiIIc 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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝

30、伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院電流分布系數(shù)的特點(diǎn)：電流分布系數(shù)的特點(diǎn)：fIIII3211321321cccIIIIIIfff421III421ccc所以因?yàn)閳D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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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 ffIEZ11IEZf22IEZf33IEZf；fffffffffffffffZZZEZEIIcZZZEZEIIcZZZEZEIIc333322221111/33

31、2211cZZcZZcZZffffff動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)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 ZIZVaa343344,/,III ZVI IZVVfbabfbfIZVE5令令 11I21444332211/cccIIcIIcIIcIIcIEZfffffff 或或 332211cZZcZZcZZffffff動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院網(wǎng)

32、絡(luò)還原法網(wǎng)絡(luò)還原法 圖圖3-8 3-8 并聯(lián)支路的電流分布系數(shù)并聯(lián)支路的電流分布系數(shù) IZIZeqiiIZZIieqicZZcieqi兩端同時(shí)除以短路電流兩端同時(shí)除以短路電流 fI動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院對(duì)于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時(shí)對(duì)于兩條并聯(lián)支路且短路發(fā)生在總支路上時(shí)（ ） 21122121ZZZcZZZc1ccZZcieqi動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題1圖圖3-9 3-9 網(wǎng)絡(luò)及其變換過

33、程網(wǎng)絡(luò)及其變換過程 (a) (b) (c) (d)動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院補(bǔ)充例題補(bǔ)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(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 3.2 11. 105. 1 E實(shí)用計(jì)算：實(shí)用計(jì)算：1 E不計(jì)負(fù)載影響：不計(jì)負(fù)載影響： 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)：用次暫態(tài)電勢(shì)：用次暫態(tài)電勢(shì) 和次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗 表示。表示。E dX IXjEVd 動(dòng)力與電氣工程系

34、：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)： 000sinIXVE 2 . 0 X圖圖3-11 3-11 異步電機(jī)簡(jiǎn)化相量圖異步電機(jī)簡(jiǎn)化相量圖 動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院綜合負(fù)荷綜合負(fù)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 。 ffmfmfffZEIZEZEZEI 2211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(jì)算電路及次

35、暫態(tài)電流計(jì)算動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2. 2. 沖擊電流的計(jì)算沖擊電流的計(jì)算LDLDimLDimIki 2LDLDimimimIkIki 221. LDimk1.7.51. LDimk1.8.71. LDimk動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院3.3 短路電流計(jì)算曲線及其應(yīng)用 計(jì)算曲線的概念 ),(tXfIef定義計(jì)算電抗 jsXedjsXXX ),(tXfIjsP則在發(fā)電機(jī)的參數(shù)和運(yùn)行初態(tài)給定后，短路電流僅是電源到短路點(diǎn)

36、的距離 和時(shí)間的函數(shù)。動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院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*動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊動(dòng)力與電氣工程系：陳帝伊西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院3. 計(jì)算曲線的應(yīng)用計(jì)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(jī)合并起來的發(fā)電機(jī)合并起來 。（3)3)遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的同類型發(fā)電廠合并；遠(yuǎn)離短路點(diǎn)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)與短路點(diǎn)電氣距離相差