短路故障分析與計(jì)算

1、電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分

2、析與計(jì)算短路種類(lèi)主要有短路種類(lèi)主要有三相短路、兩相短路、單相接地三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路短路和兩相接地短路四種。三相短路屬四種。三相短路屬對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)短路，短路，其它屬其它屬不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)短路。短路。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算 選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備；選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備； 進(jìn)行繼保裝置和自動(dòng)裝置的選型與整定計(jì)算；進(jìn)行繼保裝置和自動(dòng)裝置的選型與整定計(jì)算； 分析電力系統(tǒng)的故障及穩(wěn)定性能；分析電力系統(tǒng)的故障及穩(wěn)定性能； 選擇限制短路電流的措施；選擇限制短路電流的措

3、施； 確定電力線路對(duì)通信線路的影響等。確定電力線路對(duì)通信線路的影響等。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算 負(fù)荷負(fù)荷用恒定電抗表示或忽略不計(jì)；用恒定電抗表示或忽略不計(jì)； 所有所有發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電勢(shì)相位在短路過(guò)程中保的轉(zhuǎn)速和電勢(shì)相位在短路過(guò)程中保持不變（即發(fā)電機(jī)無(wú)搖擺現(xiàn)象），且所有發(fā)電持不變（即發(fā)電機(jī)無(wú)搖擺現(xiàn)象），且所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)同相位；機(jī)的電勢(shì)同相位； 認(rèn)為系統(tǒng)中各認(rèn)為系統(tǒng)中各元件參數(shù)元件參數(shù)恒定，在高壓電網(wǎng)中不恒定，在高壓電網(wǎng)中不計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納，變壓器略去勵(lì)磁支路；計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納，變壓器略去勵(lì)磁支路； 系統(tǒng)除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)系統(tǒng)除不對(duì)稱(chēng)

4、故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱(chēng)局部不對(duì)稱(chēng)，其余部，其余部分是三相對(duì)稱(chēng)的。分是三相對(duì)稱(chēng)的。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算注意：注意：l 標(biāo)么值是一個(gè)無(wú)單位的比值標(biāo)么值是一個(gè)無(wú)單位的比值l 對(duì)同一個(gè)實(shí)際值，基值不同時(shí)其標(biāo)幺值也各對(duì)同一個(gè)實(shí)際值，基值不同時(shí)其標(biāo)幺值也各異。所以當(dāng)說(shuō)一個(gè)量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)異。所以當(dāng)說(shuō)一個(gè)量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)說(shuō)明它的基準(zhǔn)值才有意義說(shuō)明它的基準(zhǔn)值才有意義電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六

5、章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算ddSU通常給定和233ddddddddSIUUUZSI電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算ddSU原則上和可以任意指定dS 取一整數(shù)（如100MVA,1000MVA）或系統(tǒng)中某一最大容量電氣設(shè)備的額定功率dU 取各級(jí)電網(wǎng)的額定電壓或平均額定電壓 電網(wǎng)額定 電壓/kV361035110220330 500電網(wǎng)平均額定電壓 /kV3.156.310.537115230345 525電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)

6、算短路故障分析與計(jì)算2* * *3333ddddddSU ISU ISUIUZ IUZIUZ IUUZIS和電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算*2*3dddddddSS SUU USII IIUUZZS電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算標(biāo)幺值標(biāo)幺值1 1標(biāo)幺值標(biāo)幺值2 2基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值1基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值2？標(biāo)幺值標(biāo)幺值1 1標(biāo)幺值標(biāo)幺值2 2基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值1基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值2電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算()()()*G NG NG NUSX銘牌參數(shù)：2()*()*2()G N

7、dGG NG NdUSXXSU()()%T NT NkUSU銘牌參數(shù)：22()()*()*22()()%100T NT NddTT NT NdNdkTUUSSXXSUSUU()*%100kT NUX注意：盡管變壓器的電抗注意：盡管變壓器的電抗有名值有名值歸算至高壓側(cè)和低壓側(cè)的歐歸算至高壓側(cè)和低壓側(cè)的歐姆值不同，但其姆值不同，但其標(biāo)幺值標(biāo)幺值是相同的是相同的電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算()()%R NR NRUIX銘牌參數(shù)：()()*()*(*2)2)(%100%10330R NR NddRR NddR NRR NRR NUUSSXXXXUUIIX

8、（ ）0 xl通常給出每公里的歐姆值 和線路長(zhǎng)度()*02LdL NddXSXx lZU電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算l假設(shè)選定第假設(shè)選定第1 1段作為基本段；段作為基本段；l然后選擇功率基準(zhǔn)值然后選擇功率基準(zhǔn)值S Sd d和電壓基準(zhǔn)值和電壓基準(zhǔn)值U Ud1d1。其他各段。其他各段的 基 準(zhǔn) 電 壓 分 別 為 ：的 基 準(zhǔn) 電 壓 分 別 為 ： U Ud 2d 2= U= Ud 1d 1* * 1 2 1 / 1 0 . 51 2 1 / 1 0 . 5 ， U Ud3

9、d3=U=Ud2d2* *6.6/1106.6/110 ；l求各元件標(biāo)幺值，作等值電路。求各元件標(biāo)幺值，作等值電路。GT1T2LR電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算2()*()*2()1G NdGG NG NdUSXXSU221()(1)1()(2)1*221()11()2%100100TNTNkdkdTTNdTNdUUUSUSXSUSU*022dLdSXxlU 222()(2)2()(3)2*222()22()3%100100TNTNkdkdTTNdTNdUUUSUSXSUSU()*23()%1003R NRdRdR NUXSXUIGT1T2LR電力

10、工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算()()()*G NG NG NUSX銘牌參數(shù)：2()*()*()(2()*)dGGG NdGG NG NdNG NUSSXXXSUSX()()%T NT NkUSU銘牌參數(shù)：2*()*2()%1%10000T NkdTTkTNddTNUUSUSXXSSU電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算()()%R NR NRUIX銘牌參數(shù)：()()*22()()%10010033R NR NRdRdRRdavR NR NUUXSXSXXUUII0 xl通常給出每公里的歐姆值 和線路長(zhǎng)度()*(

11、)*0202dL NaLdvdNSXx lUSXx lU電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算l 在三相電路中在三相電路中, ,標(biāo)幺值相量等于線量；標(biāo)幺值相量等于線量；l 三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相同；三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相同；l 三相電路的標(biāo)幺值歐姆定律為三相電路的標(biāo)幺值歐姆定律為U U* *=I=I* *X X* *，功率方程，功率方程為為S S* *=U=U* *I I* *, ,與單相電路的相同；與單相電路的相同；l 當(dāng)電網(wǎng)的電源電壓為額定值時(shí)當(dāng)電網(wǎng)的電源電壓為額定值時(shí)( (即即U U* *=1)=1)，功率標(biāo)，功率標(biāo)幺值與電流標(biāo)么值相等，

12、且等于電抗標(biāo)么值的倒數(shù)；幺值與電流標(biāo)么值相等，且等于電抗標(biāo)么值的倒數(shù)；由于上述特點(diǎn)，用標(biāo)么值計(jì)算短路電流可使計(jì)算簡(jiǎn)便，且由于上述特點(diǎn)，用標(biāo)么值計(jì)算短路電流可使計(jì)算簡(jiǎn)便，且結(jié)果明顯，便于迅速及時(shí)地判斷計(jì)算結(jié)果的正確性。結(jié)果明顯，便于迅速及時(shí)地判斷計(jì)算結(jié)果的正確性。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算因此，也稱(chēng)其為因此，也稱(chēng)其為“恒定電勢(shì)源恒定電勢(shì)源”電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算

13、短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算l 短路前短路前電路處于電路處于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) sin()sin()mme UtiIt 222()()mmUIRRLL1()LLtgRR 電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算l 設(shè)設(shè)t=0t=0時(shí)刻發(fā)生三相短路時(shí)刻發(fā)生三相短路有一個(gè)有一個(gè)暫態(tài)暫態(tài)過(guò)程過(guò)程電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算sin()mdiRiLUtdt其解就是短路的全電流，其解就是短路的

14、全電流，它由兩部分組成：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。 pnpiii電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算22()mpmUIRLRLtg1sin()ppmiIt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（微分方差的特解）：（微分方差的特解）：Pi電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算非周期電流非周期電流 （微分方差的通解）：（微分方差的通解）：atTptnpiCeCe0 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

15、電流衰減的時(shí)間常數(shù) RLpTa1短路電流的自由分量短路電流的自由分量, ,記為記為 npi電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算短路的全電流可表示為短路的全電流可表示為： /sin()at TpnppmiiiItCesin()sin()mpmIIC0sin()sin()npmpmCIiI/sin() sin()sin()at TpmmpmiItIIesin()miIt 電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章

16、 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算0)sin(iIm0sin()pmPIi00iiP電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算1.1.概念概念短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用 表示。其主要作表示。其主要作用是校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。用是校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。2.2.非周期電流有最大初值的條件非周期電流有最大初值的條件（1）短路前電路空載（短路前電路空載（ ）（2）短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過(guò)零（）短路發(fā)生時(shí)，電源電勢(shì)過(guò)零（ ）（3）短路回路為純感性電路（）短路回路為純感性電路（ ）shi900180或0mI電力工程基礎(chǔ)電力工程基

17、礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期半個(gè)周期時(shí)出現(xiàn)。若時(shí)出現(xiàn)。若f=50Hzf=50Hz，這個(gè)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間約為約為0.010.01秒秒電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算/0.01/0.01/sin() sin()sin()0090cos0.01(0.01)(1)2aaaat Tpmmpmmt TpmpmTTpmppsmphmshtsiItIIeIiItI eiII eeIK Ii0.01/112aTshshKeK 沖擊系數(shù)電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六

18、章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算1.9shK1.85shK1.8shK電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算在短路過(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，是指以時(shí)刻以時(shí)刻t t為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值。為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值。2 /2 /22 /2 /211 ()t Tt Tttptnptt Tt TIi dtiidtTT電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算非周期電流分量非周期電流分量為了簡(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

19、非周期電流在以時(shí)在以時(shí)間間t t為中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在為中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在時(shí)間時(shí)間t t的有效值就等于它的瞬時(shí)值，即的有效值就等于它的瞬時(shí)值，即nptnptiI電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算周期電流分量周期電流分量對(duì)于對(duì)于周期電流周期電流，它在所計(jì)算的周期內(nèi)是幅值恒，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)線所確定定的，其數(shù)值即等于由周期電流包絡(luò)線所確定的的t t時(shí)刻的幅值。因此，時(shí)刻的幅值。因此，t t時(shí)刻的周期電流有效時(shí)刻的周期電流有效值應(yīng)為值應(yīng)為 2pmptpIII電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六

20、章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算根據(jù)上述假定條件根據(jù)上述假定條件2 /222 /21()t Ttptnptpnptt TIiidtIIT電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算短路電流的最大有效值：短路電流的最大有效值： 2220.01(1) 212(1)shttpshppshIIIKIIK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)備的斷流能力或耐力強(qiáng)度斷流能力或耐力強(qiáng)度。 0.01/0.01/0.01221aaTTnpttpmpshpIIeeIKI電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與

21、計(jì)算短路故障分析與計(jì)算短路功率短路功率也稱(chēng)為也稱(chēng)為短路容量短路容量，它等于短路電流有效，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3tavtSU I用標(biāo)幺值表示時(shí)用標(biāo)幺值表示時(shí) 33avttttdavdU IISIIU 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。 電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算(1)(1)選定基準(zhǔn)功率選定基準(zhǔn)功率 和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓 ，作出系，作出系統(tǒng)的標(biāo)幺值等值電路，其中電源電勢(shì)統(tǒng)的標(biāo)幺值等值電路，其中電源電勢(shì)

22、 ，不計(jì)，不計(jì)負(fù)荷。負(fù)荷。(2)(2)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗 (3)(3)求短路電流周期分量的標(biāo)幺值求短路電流周期分量的標(biāo)幺值dSdavUU1 E*X1PIX電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算*133ddPPdPavavSSIIIIXUU（4 4）電流有名值）電流有名值（5 5）功率的有名值）功率的有名值*1PddSISSX電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算例題例題在下圖所示的無(wú)窮大功率電力系統(tǒng)中，三相短路分別發(fā)生在下圖所示的無(wú)窮大功率電力系統(tǒng)中，三相短路分別發(fā)生在

23、在 和和 點(diǎn)，試計(jì)算短路電流周期分量、沖擊電流、沖點(diǎn)，試計(jì)算短路電流周期分量、沖擊電流、沖擊電流有效值和短路容量。各元件的參數(shù)如下：擊電流有效值和短路容量。各元件的參數(shù)如下：線路線路L： ；40km。變壓器。變壓器T：30MVA，Uk%=10.5。電抗器電抗器R：6.3kV，0.3kA，XR%=4。電纜。電纜C： 0.5km。1f2f00.4 /lxkm00.08/cxkm1.8shK1.85shK電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算解：解：（1 1）選定基準(zhǔn)功率）選定基準(zhǔn)功率 和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓100dSMVAdavUU（2 2）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺

24、值并畫(huà)出等值電路圖）計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值并畫(huà)出等值電路圖1*0222*3*224*022100L0.4 400.12115%10.5100T0.3510010030%46.3100R0.221001006.3330.3100C0.08 dlavkdT NR NdRavR NdcavSXxlUUSXSUSXXUISXxlU 線路 ：變壓器 ：電抗器 ：電纜 ：電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算 當(dāng)當(dāng)f f1 1點(diǎn)三相短路時(shí)點(diǎn)三相短路時(shí)（3 3）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗 *1*0.12XX等

25、值電路圖如下圖所示等值電路圖如下圖所示電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（4 4）求短路電流周期分量標(biāo)幺值）求短路電流周期分量標(biāo)幺值110.12PIX（5 5）短路電流周期分量有名值）短路電流周期分量有名值*11004.180.1233115dPpdpavSIIIIkAU（）（6 6）沖擊電流和沖擊電流有效值）沖擊電流和沖擊電流有效值2212(1)4.1812 1.85 16.54shpshIIKkA（）22 1.854.1810.94shshpiK IkA（）電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（7 7）短路容

26、量）短路容量*11100833.30.12PddSISSMVAX（）電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算 當(dāng)當(dāng)f f2 2點(diǎn)三相短路時(shí)，重復(fù)點(diǎn)三相短路時(shí)，重復(fù)（3 3） （7 7）（3 3）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)求出電源對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗 *1*2*3*4*0.120.35 9XXXXX（4 4）求短路電流周期分量標(biāo)幺值）求短路電流周期分量標(biāo)幺值111.79PIX（5 5）短路電流周期分量有名值）短路電流周期分量有名值*11005.121.79336.3dPpdpavSIIIIkAU（）電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ)

27、第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（6 6）沖擊電流和沖擊電流有效值）沖擊電流和沖擊電流有效值221 2(1)5.721 2 1.8 18.64shpshIIKkA（）22 1.8 5.7214.56shshpiK IkA（）（7 7）短路容量）短路容量*1110055.871.79PddSISSMVAX（）電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算發(fā)生短路時(shí)，作為發(fā)生短路時(shí)，作為電源電源的發(fā)電機(jī)的的發(fā)電機(jī)的內(nèi)部也發(fā)生暫態(tài)內(nèi)部也發(fā)生暫態(tài)過(guò)程，并不能保持其端電壓和頻率不變

28、過(guò)程，并不能保持其端電壓和頻率不變。一般講，由于。一般講，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量較大，在分析短路電流時(shí)可以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量較大，在分析短路電流時(shí)可以近似近似地地認(rèn)為轉(zhuǎn)子保持同步轉(zhuǎn)速、即頻率保持恒定，但通常應(yīng)計(jì)認(rèn)為轉(zhuǎn)子保持同步轉(zhuǎn)速、即頻率保持恒定，但通常應(yīng)計(jì)及發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)過(guò)程。及發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)過(guò)程。該電磁暫態(tài)過(guò)程可以應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)的該電磁暫態(tài)過(guò)程可以應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)的雙反應(yīng)原理雙反應(yīng)原理和和超導(dǎo)回路的磁鏈?zhǔn)睾阍沓瑢?dǎo)回路的磁鏈?zhǔn)睾阍韥?lái)分析。來(lái)分析。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算同步發(fā)電機(jī)三相短路后實(shí)測(cè)電流波形同步發(fā)電機(jī)三相短路后實(shí)測(cè)電流波形(a)

29、定子電流 (b)勵(lì)磁電流實(shí)測(cè)短路電流波形分析實(shí)測(cè)短路電流波形分析l 短路電流包絡(luò)線中心短路電流包絡(luò)線中心偏離時(shí)間軸，說(shuō)明短偏離時(shí)間軸，說(shuō)明短路電流中含有路電流中含有衰減的衰減的非周期分量非周期分量；l 交流分量的幅值是衰交流分量的幅值是衰減的減的，說(shuō)明電勢(shì)或阻，說(shuō)明電勢(shì)或阻抗是變化的?？故亲兓?。l 勵(lì)磁回路電流也含有勵(lì)磁回路電流也含有衰減的交流分量和非衰減的交流分量和非周期分量，說(shuō)明周期分量，說(shuō)明定子定子短路過(guò)程中有一個(gè)復(fù)短路過(guò)程中有一個(gè)復(fù)雜的電樞反應(yīng)過(guò)程。雜的電樞反應(yīng)過(guò)程。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算同步發(fā)電機(jī)三相短路電流波形同步發(fā)電機(jī)三相短

30、路電流波形電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算Ishi電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（1 1）電勢(shì)都同相位：電勢(shì)都同相位：短路過(guò)程中各發(fā)電機(jī)之間不短路過(guò)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。發(fā)生搖擺，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，或當(dāng)作某種臨時(shí)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)都是恒定：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可以應(yīng)用疊加原理。的

31、，可以應(yīng)用疊加原理。（4 4）對(duì)稱(chēng)三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)三相系統(tǒng)：除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)局部的：除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)局部的不對(duì)稱(chēng)以外，實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都當(dāng)做是對(duì)稱(chēng)的。不對(duì)稱(chēng)以外，實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都當(dāng)做是對(duì)稱(chēng)的。三相短路實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)三相短路實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè) 電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（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外），加上所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)都同相位零序等值電路除外），加上所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)都同

32、相位的條件，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算。的條件，這就避免了復(fù)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）的接觸往短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過(guò)一定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電往經(jīng)過(guò)一定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電阻通常稱(chēng)為阻等），這種電阻通常稱(chēng)為“過(guò)渡電阻過(guò)渡電阻”。所謂金屬。所謂金屬性短路，就是不計(jì)過(guò)渡電阻的影響，即認(rèn)為過(guò)渡電阻性短路，就是不計(jì)過(guò)渡電阻的影響，即認(rèn)為過(guò)渡電阻等于零的短路情況。等于零的短路情況。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故

33、障分析與計(jì)算由于配電網(wǎng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量多，由于配電網(wǎng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量多，短路前運(yùn)行狀態(tài)難以弄清，短路前運(yùn)行狀態(tài)難以弄清，因而，在實(shí)用計(jì)算中，只考因而，在實(shí)用計(jì)算中，只考慮短路點(diǎn)附近的大型電動(dòng)機(jī)，慮短路點(diǎn)附近的大型電動(dòng)機(jī)，對(duì)于其余的電動(dòng)機(jī)，一般可對(duì)于其余的電動(dòng)機(jī)，一般可當(dāng)作綜合負(fù)荷來(lái)處理當(dāng)作綜合負(fù)荷來(lái)處理電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算用次暫態(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。GEdXGGdGUEjX IsinGGdGGEUX I 0000sinGdGGGEUX

34、I01.051.11GE 實(shí)用計(jì)算：實(shí)用計(jì)算：01GE 不計(jì)負(fù)載影響或空載情況下短路：不計(jì)負(fù)載影響或空載情況下短路： 電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算用次暫態(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。MEMXMMMMUEjX IsinMMMMMEUX I 0000sinMMMMMEUX I0.2MX 00.88ME MEMIMUMX電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算用次暫態(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。LDELDXLDLDLDLDUEjXIsinLDLDLDLDLDEU

35、XI 0000sinLDLDLDLDLDEUXI0.2LDX 00.88LDELDELDILDULDX電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算1.1.轉(zhuǎn)移電抗的定義轉(zhuǎn)移電抗的定義定義：定義：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)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)的短路支路的短路支路 施加電勢(shì)施加電勢(shì) ，在這種情況下，在這種情況下， 與第與第 條支路電流的比值，稱(chēng)為第條支路電流的比值，稱(chēng)為第 條電源支路與短路條電源支路與短路 支路支路 之間的之間的轉(zhuǎn)移電抗轉(zhuǎn)移電抗。 kEkEikkikikiXEI電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短

36、路故障分析與計(jì)算2.2.轉(zhuǎn)移電抗的計(jì)算方法轉(zhuǎn)移電抗的計(jì)算方法電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（1 1）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)法）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)法網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)的目的目的是消去除電源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)以外的是消去除電源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，而電源間的轉(zhuǎn)移電抗均可以統(tǒng)統(tǒng)除所有中間節(jié)點(diǎn)，而電源間的轉(zhuǎn)移電抗均可以統(tǒng)統(tǒng)除去，最后只保留各電源至短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。去，最后只保留各電源至短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算213133113232233212112ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ3123123

37、12333123122312231231231121ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ星網(wǎng)變換星網(wǎng)變換電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性化簡(jiǎn)利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性化簡(jiǎn)電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（2 2）利用轉(zhuǎn)移電抗的定義）利用轉(zhuǎn)移電抗的定義電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算kkiiEXI電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算（3 3）單位電流法）單位電流法電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算由定義求出轉(zhuǎn)移電抗由定義求出轉(zhuǎn)移電抗電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ) 第六章第六章 短路故障分析與計(jì)算短路故障分析與計(jì)算000GMLDGMLDGkMkLDkIIIIEEEXXX電力工程基礎(chǔ)電力工