[工程科技]第三章 短路電流計(jì)算 第二節(jié)ppt課件

1、內(nèi)容提要：本章概述短路電流的計(jì)算。首先闡明無(wú)限大容量電源系內(nèi)容提要：本章概述短路電流的計(jì)算。首先闡明無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析和無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分析和無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法，低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法，方法，低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算，不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法，引見(jiàn)了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響，最后引見(jiàn)了供電系統(tǒng)中電氣引見(jiàn)了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響，最后引見(jiàn)了供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過(guò)程的分無(wú)限大容量電源系統(tǒng)供電

2、時(shí)短路過(guò)程的分析析第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法法第四節(jié)第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算 第五節(jié)第五節(jié) 不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法 第六節(jié)第六節(jié) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響第七節(jié)第七節(jié) 供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)限大電源條件下短路電流的計(jì)算方法無(wú)限大電源條件下短路電流的計(jì)算方法l三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法兩種。歐姆法是最根本的短路計(jì)和標(biāo)幺制法兩種。歐姆法是最根本

3、的短路計(jì)算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的算方法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)供電系統(tǒng)；而標(biāo)幺制法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)。的供電系統(tǒng)。l短路計(jì)算中有關(guān)物理量普通采用以下單短路計(jì)算中有關(guān)物理量普通采用以下單位：電流為位：電流為“kA千安；電壓為千安；電壓為“kV千伏；短路容量和斷流容量為千伏；短路容量和斷流容量為“MVA 兆伏安；設(shè)備容量為兆伏安；設(shè)備容量為“kW千瓦或千瓦或“kV A 千伏安；阻抗為千伏安；阻抗為“歐姆歐姆等。等。l1 短路點(diǎn)的選取短路點(diǎn)的選取 短路點(diǎn)為各級(jí)電壓母線、各短路點(diǎn)為各級(jí)電壓母線、各級(jí)線路末端。級(jí)線路末端。l2 短路時(shí)

4、間確實(shí)定短路時(shí)間確實(shí)定 根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電維護(hù)整定的需求，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。維護(hù)整定的需求，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。l3 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算 包括最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式下最大包括最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式下最大短路電流、最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式下最小短路電流以及各級(jí)電短路電流、最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式下最小短路電流以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地短路電流，計(jì)算的詳壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地短路電流，計(jì)算的詳細(xì)工程及其計(jì)算條件取決于計(jì)算短路電流的目的。細(xì)工程及其計(jì)算條件取決于計(jì)算短路電流的目的。短路電流計(jì)算的內(nèi)容短路電流計(jì)算的內(nèi)容電力系統(tǒng)中，為使系統(tǒng)平安、經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)轉(zhuǎn)，或者滿足檢修任務(wù)的要求

5、，需求經(jīng)常變卦系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，由此相應(yīng)地引起了系統(tǒng)參數(shù)的變化。在設(shè)計(jì)變、配電站選擇開(kāi)關(guān)電器和確定繼電維護(hù)安裝整定值時(shí)，往往需求根據(jù)電力系統(tǒng)不同運(yùn)轉(zhuǎn)方式下的短路電流值來(lái)計(jì)算和校驗(yàn)所選用電器的穩(wěn)定度和繼電維護(hù)安裝的靈敏度。 最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)轉(zhuǎn)方式。普通根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式的短路電流值來(lái)校驗(yàn)所選用的開(kāi)關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)轉(zhuǎn)方式。普通根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式的短路電流值來(lái)校驗(yàn)繼電維護(hù)安裝的靈敏度。 電力系統(tǒng)最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式是發(fā)電機(jī)發(fā)出容量

6、最大，系統(tǒng)阻抗最小。 最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式是發(fā)電機(jī)發(fā)出容量相對(duì)較小，系統(tǒng)阻抗最大。 比如在一個(gè)有4臺(tái)發(fā)電機(jī)的電廠普通規(guī)定最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式是4臺(tái)機(jī)都運(yùn)轉(zhuǎn)，有兩臺(tái)主變的中性點(diǎn)直接接地，最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式規(guī)定為有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，另兩臺(tái)停運(yùn)，有一臺(tái)主變的中性點(diǎn)接地。 假設(shè)是變電站，最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式是一切進(jìn)出負(fù)荷和變壓器都正常運(yùn)轉(zhuǎn)，220KV、110KV的雙母線并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式普通規(guī)定為每條母線上只需一進(jìn)、一出兩個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。 l根本假定根本假定l短路電流計(jì)算中，為簡(jiǎn)化分析，通常采用以短路電流計(jì)算中，為簡(jiǎn)化分析，通常采用以下根本假定：下根本假定：l1 正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)。l2 一切

7、電源的電動(dòng)勢(shì)相位角一樣。一切電源的電動(dòng)勢(shì)相位角一樣。l3 系統(tǒng)中一切同步和異步電動(dòng)機(jī)均為理系統(tǒng)中一切同步和異步電動(dòng)機(jī)均為理想電機(jī)，即不思索電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)想電機(jī)，即不思索電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子構(gòu)造完全對(duì)稱，定子三體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子構(gòu)造完全對(duì)稱，定子三相繞組空間位置相差相繞組空間位置相差120電氣角度。電氣角度。短路電流計(jì)算條件短路電流計(jì)算條件l4 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。l5 同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁安裝。同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)

8、整勵(lì)磁安裝。l6 不思索短路點(diǎn)的電弧電阻。不思索短路點(diǎn)的電弧電阻。l7 不思索變壓器的勵(lì)磁電流。不思索變壓器的勵(lì)磁電流。l8 除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓電除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓電網(wǎng)的短路電流外，元件的電阻略去不計(jì)。網(wǎng)的短路電流外，元件的電阻略去不計(jì)。l9 輸電線路的電容略去不計(jì)。輸電線路的電容略去不計(jì)。l10 元件的計(jì)算參數(shù)取額定值。元件的計(jì)算參數(shù)取額定值。l1.短路計(jì)算公式短路計(jì)算公式l歐姆法是因其短路計(jì)算中的阻抗都采歐姆法是因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位用有名單位“歐姆而得名。對(duì)無(wú)限大系統(tǒng)，歐姆而得名。對(duì)無(wú)限大系統(tǒng)，三相短路電流周期分量有效值可按下式計(jì)三相短路電流周

9、期分量有效值可按下式計(jì)算。算。1、歐姆法、歐姆法(3)k22UUI=3|Z |3 R +XavavUav短路點(diǎn)所在網(wǎng)段的平均電壓，短路點(diǎn)所在網(wǎng)段的平均電壓，在計(jì)算中在計(jì)算中Uav=1.05UNR 、 X電源至短路點(diǎn)間的總阻抗于總電抗電源至短路點(diǎn)間的總阻抗于總電抗l在高壓電路的短路計(jì)算中，通常總電抗在高壓電路的短路計(jì)算中，通?？傠娍惯h(yuǎn)比總電阻大，所以普通只計(jì)電抗，不計(jì)電遠(yuǎn)比總電阻大，所以普通只計(jì)電抗，不計(jì)電阻。阻。l在低壓電路的短路計(jì)算中，也只需當(dāng)短在低壓電路的短路計(jì)算中，也只需當(dāng)短路電路路電路RX/3時(shí)才需求思索電阻。時(shí)才需求思索電阻。l假設(shè)不計(jì)電阻，三相短路周期分量有效假設(shè)不計(jì)電阻，三相短路

10、周期分量有效值為值為:lI(3)k=Uav/( 3X)l三相短路容量為三相短路容量為:lS(3)k= 3UavI(3)kUIR這就是歐姆定律的積分方式。電荷的流動(dòng)是由電場(chǎng)推進(jìn)的，把上述歐姆定律用于導(dǎo)體某處微小的電流管，得出j式中j和E分別是該處的電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度；是導(dǎo)體的電導(dǎo)率。這是歐姆定律的微分方式，它以點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的關(guān)系更為細(xì)致地描畫(huà)導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律。 電學(xué)的根本實(shí)驗(yàn)定律。1826年，德國(guó)物理學(xué)家G.S.歐姆由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)一段導(dǎo)體的電流強(qiáng)度I與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，即IU，由此，將電壓與電流之比定義為該導(dǎo)體的電阻R，得出喬治西蒙歐姆(Georg Simon Ohm)根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他總

11、結(jié)出了下面的公式： X=a/(b+x) 式中的X代表電流磁效應(yīng)的強(qiáng)度，相當(dāng)于電流；x代表導(dǎo)線的長(zhǎng)度，相當(dāng)于外電路的電阻；a代表電源的“激活力，也就是電動(dòng)勢(shì)；b相當(dāng)于內(nèi)阻。上式實(shí)踐上就是我們?nèi)缃裰v的閉合電路的歐姆定律I=E/(R+r)。 l2.供電系統(tǒng)元件阻抗的計(jì)算l1 電力系統(tǒng)的阻抗l電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，可不計(jì)。其電抗可由變電站高壓饋電線出口斷路器的斷流容量Soc計(jì)算，即lXs=Soc/U2cl2 電力變壓器的阻抗電力變壓器的阻抗l 變壓器的電阻變壓器的電阻RT可由變壓器的短路可由變壓器的短路損耗損耗Pk近似地求出，即近似地求出，即lRTPk(Uc/SN)2l 變壓器的電抗變壓器

12、的電抗XT可由變壓器的短路可由變壓器的短路電壓電壓Uk%近似地求出，即近似地求出，即lXTUk%/100U2c/SNl3 電力線路的阻抗電力線路的阻抗l 線路的電阻線路的電阻RWL可由線路長(zhǎng)度可由線路長(zhǎng)度l和知和知截面的導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電阻截面的導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電阻R0求得，求得，即即lRWL=R0ll 線路的電抗線路的電抗XWL可由線路長(zhǎng)度可由線路長(zhǎng)度l和導(dǎo)和導(dǎo)線或電纜的單位長(zhǎng)度電抗線或電纜的單位長(zhǎng)度電抗X0求得，即求得，即lXWL=X0ll4 電抗器的阻抗電抗器的阻抗l由于電抗器的電阻很小，故只需計(jì)算其由于電抗器的電阻很小，故只需計(jì)算其電抗值。電抗值。lXR=XR%/100UN/(

13、 3IN)l留意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，假設(shè)電留意：在計(jì)算短路電路阻抗時(shí)，假設(shè)電路中含有變壓器，那么各元件阻抗都應(yīng)一致路中含有變壓器，那么各元件阻抗都應(yīng)一致?lián)Q算到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓中去，阻抗換換算到短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓中去，阻抗換算的公式為算的公式為l=R(Uc=X(Uc /Uc)2/Uc)2 RXl歐姆法短路計(jì)算步驟歐姆法短路計(jì)算步驟l(1) 繪出計(jì)算電路圖，將短路計(jì)算中各元件的額繪出計(jì)算電路圖，將短路計(jì)算中各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)；確定短路定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)；確定短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算點(diǎn),短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在能夠產(chǎn)生最大短路電流短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在能夠產(chǎn)生最大

14、短路電流的地方。普通來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)選在高壓母線位置，低壓的地方。普通來(lái)說(shuō)，高壓側(cè)選在高壓母線位置，低壓側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)側(cè)選在低壓母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)選在電抗器之后。選在電抗器之后。l(2) 按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖,在圖在圖上將短路電流所流經(jīng)的主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其上將短路電流所流經(jīng)的主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)。序號(hào)。l(3) 計(jì)算電路中各主要元件的阻抗，并將計(jì)算電路中各主要元件的阻抗，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)于等效電路元件序號(hào)下面分母的計(jì)算結(jié)果標(biāo)于等效電路元件序號(hào)下面分母的位置。位置。l(4) 將等效電路化

15、簡(jiǎn)，求系統(tǒng)總阻抗。對(duì)將等效電路化簡(jiǎn)，求系統(tǒng)總阻抗。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)做無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此普通只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將此普通只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。l(5) 計(jì)算短路電流計(jì)算短路電流I3k，然后分別求，然后分別求出其他短路電流參數(shù)，最后求出短路容量出其他短路電流參數(shù)，最后求出短路容量S(3)k。l標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值

16、。標(biāo)幺制法位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺制法就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。在短路電就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。在短路電流計(jì)算中通常涉及四個(gè)基準(zhǔn)量，即基準(zhǔn)電壓流計(jì)算中通常涉及四個(gè)基準(zhǔn)量，即基準(zhǔn)電壓Ud、基、基準(zhǔn)電流準(zhǔn)電流Id、基準(zhǔn)視在功率、基準(zhǔn)視在功率Sd和基準(zhǔn)阻抗和基準(zhǔn)阻抗Zd。在高壓。在高壓系統(tǒng)中，由于回路電抗普通遠(yuǎn)大于電阻，為了方便，系統(tǒng)中，由于回路電抗普通遠(yuǎn)大于電阻，為了方便，在工程上普通可忽略電阻，直接用電抗替代各元件在工程上普通可忽略電阻，直接用電抗替代各元件的阻抗，這樣的阻抗，這樣ZdXd。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用

17、標(biāo)幺制法可以省去不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺制法可以省去不同電壓等級(jí)間電氣參量的折算。在高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺制級(jí)間電氣參量的折算。在高壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺制法進(jìn)展短路電流計(jì)算。法進(jìn)展短路電流計(jì)算。2 2、標(biāo)幺制法、標(biāo)幺制法 按標(biāo)幺值法進(jìn)展短路計(jì)算時(shí)，普通是先選定基準(zhǔn)容量按標(biāo)幺值法進(jìn)展短路計(jì)算時(shí)，普通是先選定基準(zhǔn)容量SjSj和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓UjUj，基準(zhǔn)電流基準(zhǔn)電流IjIj和基準(zhǔn)電抗和基準(zhǔn)電抗XjXj)()(與實(shí)際值同單位該量的基準(zhǔn)值任意單位該量的實(shí)際值某量的標(biāo)幺值 jjSSS jjUUUjjIIIjjXXX 采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流1 1標(biāo)幺制法概念標(biāo)幺制法概念恣

18、意一個(gè)有名值的物理量與同單位的基準(zhǔn)值之比，稱為標(biāo)幺值。無(wú)單位的恣意一個(gè)有名值的物理量與同單位的基準(zhǔn)值之比，稱為標(biāo)幺值。無(wú)單位的純數(shù)。純數(shù)。 基準(zhǔn)值選擇以運(yùn)算方便、簡(jiǎn)單為目的。通常標(biāo)幺值用基準(zhǔn)值選擇以運(yùn)算方便、簡(jiǎn)單為目的。通常標(biāo)幺值用 表示，參表示，參考值用考值用 表示，實(shí)踐值用表示，實(shí)踐值用 表示，因此表示，因此*AjAA普通取普通取 =100MVA?；鶞?zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即?；鶞?zhǔn)電壓取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即 = 。jScUjUjAAA 二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值 1 1輸電線路輸電線路jjjjIUSSSjjjjXIUUU*2jjjjJUU

19、XIS復(fù)數(shù)量的標(biāo)幺值表示法可分別用其實(shí)部和虛部或模數(shù)對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值來(lái)表示 sjeQPjQPSSS22jzjeXRjXRZjXRZ22jjj*0022javjSSXX Xx lx lUU圖35 多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)表示圖 2av3av42av2av32av1av2l1l1UUUUUUXX2av1jl12jj2av3av42av2av32av1av2l1jl1l1USXUSUUUUUUXXXX 結(jié)論：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)段，只需選取短路段的平均電結(jié)論：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)段，只需選取短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，那么任一段線路電抗壓為基準(zhǔn)電壓，那么任一段線路電抗(歐姆值歐姆值)對(duì)基準(zhǔn)

20、值的標(biāo)幺值，等于該對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值，等于該電抗有名值乘以基準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去電抗有名值乘以基準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去除。即選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)幺值就只與除。即選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)幺值就只與元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無(wú)關(guān)。這也是用標(biāo)元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無(wú)關(guān)。這也是用標(biāo)幺值法進(jìn)展短路計(jì)算的特點(diǎn)之一。幺值法進(jìn)展短路計(jì)算的特點(diǎn)之一。 圖35 多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)表示圖 2 2變壓器變壓器1001003%u2TNTTNNTTTNkUXSUXITNj

21、k2jjTN2TNkjTT100%u100%uSSUSSUXXX 3 3電抗器電抗器1003%LRNLRLRNLRUXIX2jjLRNLRN2LRNLRjLRLR3100%USIUUXXXX 4 4電源電源kjsSSX三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗 計(jì)算出每個(gè)元件的電抗后，就可以畫(huà)出由電源至短路點(diǎn)的等效電路圖。圖3-6就是圖3-5的等效電路圖。求總電抗時(shí)，可根據(jù)元件間的串、并聯(lián)關(guān)系求出總的電抗標(biāo)幺值*X。 圖36 圖35所示系統(tǒng)的等效電路圖 四、短路參數(shù)的計(jì)算四、短路參數(shù)的計(jì)算 XS13kjk13*33/3/XUXUIIIjavjkk）（）（javUU選取 ，且*1/ X

22、XXjk*3/1XIk）（jkIXI）（）（*3/1兩端乘以 ，那么javUU33jjkavIXUIU）（）（*3/133jkSXS）（）（*3/1 標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流公式簡(jiǎn)明、明晰、數(shù)字簡(jiǎn)單，特別是在大型復(fù)雜、標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流公式簡(jiǎn)明、明晰、數(shù)字簡(jiǎn)單，特別是在大型復(fù)雜、短路計(jì)算點(diǎn)多的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)更為突出。所以標(biāo)幺值法在電力工程計(jì)算中短路計(jì)算點(diǎn)多的系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)更為突出。所以標(biāo)幺值法在電力工程計(jì)算中運(yùn)用廣泛。運(yùn)用廣泛。 三相短路容量，用來(lái)校驗(yàn)所選斷路器的斷流才干或斷開(kāi)容量(或稱遮斷容量)能否滿足可靠任務(wù)的要求。 供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式可分為最大運(yùn)

23、轉(zhuǎn)方式和最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式。最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式下電源系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組投運(yùn)多，雙回輸電線路及并聯(lián)變壓器均全部運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大；反之，最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式下由于電源中一部分發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路解列，一些并聯(lián)變壓器為保證處于最正確運(yùn)轉(zhuǎn)形狀也采用分列運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣將使總的短路阻抗變大，短路電流也相應(yīng)地減小。在用戶供電系統(tǒng)中，用最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式求， 供繼電維護(hù)校驗(yàn)靈敏度用。 )2(zI3 3標(biāo)幺制法計(jì)算步驟標(biāo)幺制法計(jì)算步驟1 1 畫(huà)出計(jì)算電路圖，并標(biāo)明各元件的參數(shù)與計(jì)算無(wú)關(guān)的原始數(shù)據(jù)一概畫(huà)出計(jì)算電路圖，并標(biāo)明各元件的參數(shù)與計(jì)算無(wú)關(guān)的原始數(shù)據(jù)一概除去；除去；2 2 畫(huà)出相應(yīng)的等值電路圖采用電抗的

24、方式，并注明短路計(jì)算點(diǎn)，畫(huà)出相應(yīng)的等值電路圖采用電抗的方式，并注明短路計(jì)算點(diǎn)，對(duì)各元件進(jìn)展編號(hào)采用分?jǐn)?shù)符號(hào)：對(duì)各元件進(jìn)展編號(hào)采用分?jǐn)?shù)符號(hào)： ；標(biāo)幺電抗元件編號(hào)3 3 選取基準(zhǔn)容量，普通取選取基準(zhǔn)容量，普通取=100MVA =100MVA ， = = 。4 4 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 ，并標(biāo)于等值電路上；，并標(biāo)于等值電路上；5 5 從電源到短路點(diǎn)，化簡(jiǎn)等值電路，依次求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)從電源到短路點(diǎn)，化簡(jiǎn)等值電路，依次求出各短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值幺值 ；6 6 根據(jù)標(biāo)題要求，計(jì)算各短路點(diǎn)所需的短路參數(shù)，如：根據(jù)標(biāo)題要求，計(jì)算各短路點(diǎn)所需的短路參數(shù)，如： , , , , ,

25、, , , , , , , , , 等；等；7 7 將計(jì)算結(jié)果列成表格方式表示。將計(jì)算結(jié)果列成表格方式表示。jUcUkI 2kII 2IkSshishI I*X*Xl標(biāo)幺制法短路計(jì)算步驟標(biāo)幺制法短路計(jì)算步驟l(1) 繪制短路電路計(jì)算電路圖，確定短路計(jì)繪制短路電路計(jì)算電路圖，確定短路計(jì)算點(diǎn)。算點(diǎn)。l(2) 確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)，取確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)，取Sd=100 MVA和和Ud=Uc(有幾個(gè)電壓等級(jí)就取幾個(gè)有幾個(gè)電壓等級(jí)就取幾個(gè)Ud)，并求出一，并求出一切短路計(jì)算點(diǎn)電壓下的切短路計(jì)算點(diǎn)電壓下的Id。l(3) 繪出短路電路等效電路圖，并計(jì)算各元繪出短路電路等效電路圖，并計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值，標(biāo)示在圖上。

26、件的電抗標(biāo)幺值，標(biāo)示在圖上。l(4) 根據(jù)不同的短路計(jì)算點(diǎn)分別求出各自的根據(jù)不同的短路計(jì)算點(diǎn)分別求出各自的總電抗標(biāo)幺值，再計(jì)算各短路電流和短路容量?？傠娍箻?biāo)幺值，再計(jì)算各短路電流和短路容量。例：設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖3-7a所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，試求 3231kk及處的三相短路電流。 圖37 例31的供電系統(tǒng)圖a) 電路圖AMV100jS1) 選 31kkA 9.16kA3 . 63100j1I處，取Uj1=6.3kV 那么 32kkA 34.441kA4 . 03100j2I對(duì)于處，取Uj2=0.4kV 那么2)計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)幺值，繪制等效電路圖，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。 jmax3k m

27、ax1000.5200SXS jmin3k min1000.6166.7SXS146. 03710054 . 022av1j1012USlxX222. 215. 31001007100%NT1jk13SSuX2 . 03 . 6100108. 022av2j2024USlxX5 . 511001005 . 5100%NT2jk25SSuX解：圖37 例31的供電系統(tǒng)圖b等效電路圖 3)求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗。 (3)1k1 maxmax230.50.1462.222.868XXXX 1minmin230.60.1462.222.968XXXX 32k2 max1 max452.6860.25

28、.58.568XXXX 2 min1min458.668XXXX 4)求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量。(3)1k處的短路參數(shù)：最大運(yùn)轉(zhuǎn)方式時(shí)： 3z1max1max110.3492.868IX 33z1maxz1maxj10.349 9.16kA3.197 kAIII 33sh1maxz1max2.552.55 3.197kA8.152 kAiI 33sh1maxsh1maxkA4.835 kA1.686iI 33k1maxz1maxj0.349 100MVA34.9 MVASIS最小運(yùn)轉(zhuǎn)方式時(shí): 3z1min1min110.3372.968IX 33z1minz1minj10.33

29、7 9.16kA3.086 kAIII同理(3)2k點(diǎn)的短路參數(shù)為： 3z2 max10.1778.586I 3z2 min10.1158.668I 3z2 max0.117 144.34kA16.89 kAI 3z2 min0.115 144.34kA16.65 kAI 3sh2 max1.32 16.89kA31.05 kAi 33sh2 maxz2 max1.0918.41 kAII 33k2 maxz2 maxj11.7 MVASIS習(xí)題習(xí)題 標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流某供電系統(tǒng)如下圖，知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開(kāi)容量為某供電系統(tǒng)如下圖，知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開(kāi)容量為50

30、0MVA500MVA，試求變，試求變電所高壓電所高壓10kV10kV母線上母線上k-1k-1點(diǎn)短路和低壓點(diǎn)短路和低壓0.38kV0.38kV母線上母線上k-2k-2點(diǎn)短路的三相短路電點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量流和短路容量, ,知線路單位長(zhǎng)度電抗為知線路單位長(zhǎng)度電抗為0.38/km0.38/km，變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)為，變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)為4.5%4.5%。解：解：(1) 畫(huà)出相應(yīng)的等值電路，如圖畫(huà)出相應(yīng)的等值電路，如圖3-5所示；所示；圖圖 3-5 例例3-1的短路等效電路圖的短路等效電路圖2選取基準(zhǔn)容量，普通取選取基準(zhǔn)容量，普通取Sj=100MVA ，Uj1= 10.5kV, Uj2=

31、 0.4kV,得得 3 3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值1 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值： kAkVMVAUSIcdd50. 55 .103100311kAkVMVAUSIcdd1444 . 031003222 . 0500100*MVAMVASSXocds3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：電力變壓器的電抗標(biāo)幺值： 2電力線路的電抗標(biāo)幺值：電力線路的電抗標(biāo)幺值： 72. 1)5 .10(100538. 0220*CdWLUSlXX5 . 4100010010001005 . 4100%*NdkTSSUX4 4求求k-1k-1點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺

32、值和短路電流和短路容量202三相短路電流周期分量有效值：三相短路電流周期分量有效值： 1 1總電抗標(biāo)幺值：總電抗標(biāo)幺值： 92. 172. 12 . 0*2*1*)1(XXXkkAXIIkdk86. 292. 15 . 5*)1(113 3各三相短路電流：各三相短路電流： kAIIIk86. 21 kAIsh32. 486. 251. 1kAish29. 786. 255. 24) 三相短路容量：三相短路容量： MVAXSSkdk08.5292. 1100*)1()3(12三相短路電流周期分量有效值：三相短路電流周期分量有效值： 3各三相短路電流：各三相短路電流： 4) 4) 三相短路容量：三

33、相短路容量： 5求求k-2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)幺值：總電抗標(biāo)幺值： 17. 425 . 472. 12 . 0/*4*3*2*1*)2(XXXXXkkAXIIkdk53.3417. 4144*)2(22kAIIIk53.341 kAIsh6 .3753.3409. 1kAish5 .6353.3484. 1MVAXSSkdk98.2317. 4100*)2()3(2l23.98l63.5l37.6l34.53l34.53l34.53lk-2點(diǎn)l52.08l7.29l4.32l2.86l2.86l2.86lk-1點(diǎn)l三相短路容三相短路

34、容量量MVAMVAl三相短路電流kAl短路計(jì)算點(diǎn)kI IshIshikSI表表3-2 3-2 例例3-13-1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算結(jié)果第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算一、低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) shkshkXRek1shl kV以下的低壓配電網(wǎng)中短路電流計(jì)算具有以下的特點(diǎn)：1)配電變壓器一次側(cè)可以作為無(wú)窮大功率電源供電來(lái)思索。2) 低壓配電網(wǎng)中電氣元件的電阻值較大，電抗值較小，當(dāng)XR3時(shí)才計(jì)算X的影響。因X=R3時(shí)，用R替代Z，誤差5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。3)低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以m計(jì)，因此用有名值比較方便。4)因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，值在11.3范圍?？山?jīng)過(guò)求出XR比值后

35、在圖3-8中的曲線查出，也可按下式直接計(jì)算圖3-8 二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算 1 1高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗SS0.995XZSS0.1RX2 2配電變壓器的阻抗配電變壓器的阻抗應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗單位均為應(yīng)計(jì)及的電阻、電抗單位均為 有有 m歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算： 歸算到低壓側(cè)的變壓器阻抗可按下式計(jì)算：歸算到低壓側(cè)的變壓器阻抗可按下式計(jì)算： 23avS(3)k10UZS2TN2T2NTNCuTSUPRTN2T2N00kT100SUuZ變壓器的電抗 2T2TTRZX變壓器電阻 變壓器阻

36、抗 母線的電阻 3 3母線的阻抗母線的阻抗3M10AlR 程度陳列的平放矩形母線，每相母線的電抗bDlXavM4lg145. 0lX17. 0MlX13. 0M在工程適用計(jì)算中，母線的電抗亦可采用以下近似公式計(jì)算： 母線截面積在500 mm2以下時(shí) 母線截面積在500 mm2以上時(shí) 4.電流互感器一次線圈的阻抗、低壓斷路器過(guò)流線圈的阻抗以及刀開(kāi)關(guān)和低電流互感器一次線圈的阻抗、低壓斷路器過(guò)流線圈的阻抗以及刀開(kāi)關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計(jì)算時(shí)可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計(jì)算時(shí)可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手冊(cè)。冊(cè)。三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算 三相阻抗一樣的低壓配電系統(tǒng)、短路電流 (3)avZ223 ()UIRX圖3-9 三相系統(tǒng)中只需A、C兩相裝設(shè)電流互感器 )( 322av)3(BZXRUI2TA2TAav(3)BCZ(3)ABZ)2()2(XXRRUII校驗(yàn)低壓斷路器的最大短路容量時(shí)要用沒(méi)有裝設(shè)電流互感器那一相如B相的短路電流 校驗(yàn)電流互感器的穩(wěn)定度時(shí)，可按AB或BC相間的短路電流值算 例：某