短路電流計算課件

掌握短路的概念、原因和危害掌握用標(biāo)幺值法計算設(shè)備電抗的方法掌握計算三相電流電流的一般方法掌握電力系統(tǒng)不對稱短路的分析方法掌握短路電流電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)的計算教學(xué)要求單元六短路電流計算掌握短路的概念、原因和危害教學(xué)要求單元六短路1課題1短路的一般概念短路:相與相之間、相與地之間（大接地系統(tǒng)）的不正常連接。一、概念短路類型:兩相接地短路(k(1，1))單相接地短路(k(1))兩相短路(k(2))三相短路(k(3))不對稱短路

——對稱短路

課題1短路的一般概念短路:相與相之間、相與地之間（大接地2

(c)

(d)圖4-1短路的種類(c)3①絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。②惡劣天氣：雷擊，架空線路由于大風(fēng)、覆冰引起電桿倒塌等。③人為誤操作：如帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就送電。④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。二、短路的原因絕緣受損①絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)4(1)短路電流過大：設(shè)備過熱、損壞;機(jī)械應(yīng)力過大，使導(dǎo)體變形、損壞。(2)電壓大幅度下降，電能質(zhì)量差。(3)破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成停電。三、短路的危害1）消除短路產(chǎn)生的原因；2）盡快切除故障；3）采用限制短路電流的措施，如裝設(shè)電抗器等。為減輕短路的影響：(1)短路電流過大：設(shè)備過熱、損壞;機(jī)械應(yīng)力過大，使導(dǎo)體變5四、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；繼電保護(hù)設(shè)計和整定；分析電力系統(tǒng)的故障；比較和選擇電氣主接線，確定限制短路電流的措施。四、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果6課題2電力系統(tǒng)中各元件的電抗1kV以上電網(wǎng)：只求G、T、L、架空線及電纜線的電抗值。各元件的R>(1/3)X時才計算。1kV以下電網(wǎng)：要考慮各元件的電阻、電抗值;長度在10~15米以上的連接電纜;母線、多匝電流互感器的原繞組和自動空氣開關(guān)的過電流線圈等的阻抗;開關(guān)觸頭的接觸電阻等.課題2電力系統(tǒng)中各元件的電抗1kV以上電網(wǎng)：只求G、T、7有名值法:用于低壓裝置計算方法標(biāo)幺值法:用于高壓裝置一、標(biāo)么值如，以200V電壓為基準(zhǔn)值，則50V電壓的標(biāo)幺值為0.25。

標(biāo)幺值無單位。有名值法:用于低壓裝置計算方法標(biāo)幺值法:用于高壓裝置一、標(biāo)么81.元件的工作狀態(tài):用S、U、I、X表示。選擇基準(zhǔn)功率Sb、基準(zhǔn)電壓Ub，得則各電氣量對于所選基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值分別為，

，

1.元件的工作狀態(tài):用S、U、I、X表示。選擇基準(zhǔn)功9

上標(biāo)“*”——標(biāo)幺值；腳注“b”——對于任意選取的數(shù)值為基準(zhǔn)值。式中有名值的單位：電壓--kV，電流--kA，功率--MVA，電抗為歐姆。同一個電氣量的標(biāo)幺值很多2.標(biāo)幺額定值:以額定參數(shù)(SN、UN、IN及XN)為基準(zhǔn)值，則得到元件的標(biāo)幺額定值----(唯一)。

，

，，

上標(biāo)“*”——標(biāo)幺值；腳注“b”——對于任意選取的數(shù)值為10

3.標(biāo)幺值特點(diǎn)：1)線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相等；2)三相功率與單相功率的標(biāo)幺值相等3)腳注“N”——以額定參數(shù)為基準(zhǔn)值。一般地:G、T和L，在產(chǎn)品目錄中給出其標(biāo)幺額定值。這些參數(shù)也用百分值表示，關(guān)系是因此：簡單、方便、可判斷計算結(jié)果的正確性。

3.標(biāo)幺值特點(diǎn)：1)線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相等；腳注“N11二、電力系統(tǒng)中各元件的電抗1．同步G超瞬態(tài)電抗(次暫態(tài)電抗)的標(biāo)幺額定值------產(chǎn)品目錄中查出。

1）雙繞組T：Uk%(短路電壓百分?jǐn)?shù))---產(chǎn)品目錄中查到。則其標(biāo)幺額定值為2．T二、電力系統(tǒng)中各元件的電抗1．同步G超瞬態(tài)電抗(次暫態(tài)電抗)12

2）三繞組T和自耦T：銘牌中給出各繞組間短路電壓的百分?jǐn)?shù)為

，則各繞組的標(biāo)幺額定值為2）三繞組T和自耦T：銘牌中給出各繞組間短路電壓的百分13其電抗的百分?jǐn)?shù)為3．電抗器L

4．架空線路及電纜線路給出每公里的電抗值X0(Ω/km)，可采用61頁的平均值。其電抗的百分?jǐn)?shù)為3．電抗器L4．架空線路及電纜線路14三、短路回路總電抗的確定步驟：作計算電路圖1．計算電路圖1）簡化的單線圖。2）僅畫出G、T、L、架空線路、電纜五類元件及其連接，注明參數(shù)。3）各元件統(tǒng)一編號。4）使用短路計算電壓Uc(平均額定電壓)。求回路總電抗做等值電路圖網(wǎng)絡(luò)化簡求短路電流課題3短路電流計算程序三、短路回路總電抗的確定步驟：作計算電路圖1．計算電路圖求回15短路電流計算課件16短路計算電壓的概念圖示，1T的二次側(cè)額定電壓U1N=121kV，2T的一次側(cè)額定電壓U2N=110kV，則線路的短路計算電壓為短路計算電壓的概念圖示，1T的二次側(cè)額定電壓U1N=1171）各級Uc為：346、230、115、63、37、15.7、13.8、10.5、6.3、3.15、0.4和0.23kV。3）電抗器L：用其實(shí)際額定電壓來計算。

如10kV的L用于6kV的電網(wǎng)中，計算其電抗值時要用10kV。2）同一電壓級的所有元件：UN=Uc。規(guī)定：1）各級Uc為：346、230、115、63、37、15.7182．等值電路圖僅畫出k點(diǎn)短路時，短路電流通過的元件。123452．等值電路圖12345193．回路總電抗的確定利用串、并聯(lián)和Y-Δ等效變換等原則，將等值電路圖化簡，求出回路總電抗（有名值或標(biāo)幺值）。3．回路總電抗的確定201）用有名值法計算。必須折算

折算到Uc3級，k點(diǎn)短路的等值電路圖為123451）用有名值法計算。必須折算21各元件的電抗（有名值）為：12345各元件的電抗（有名值）為：123422由于各元件串聯(lián)，所以化簡：

化簡后的等值電路圖:

由于各元件串聯(lián)，所以化簡：化簡后的等值電路圖:232）用標(biāo)么值法計算。先選擇基準(zhǔn)功率Sb和基準(zhǔn)電壓Ub。一般選Sb=100MVA或系統(tǒng)總?cè)萘?，Ub選折算級的Uc。2）用標(biāo)么值法計算。24各元件的電抗標(biāo)幺值為12345在圖4-4中，選Sb=100MVA，Ub=Uc3，則各元件的電抗標(biāo)幺值為1234525123451234526在短路計算中，可選Ub=Uc，直接用上式計算電抗標(biāo)幺值。這些標(biāo)幺值可以直接串、并聯(lián)，因?yàn)樗鼈兌际墙?jīng)過折算的，可以認(rèn)為折算到任一級。12345在短路計算中，可選Ub=Uc，直接用上式計算電抗標(biāo)幺27例4-1解：選Sb=100MVA,Ub=Uc作等值電路圖例4-1解：選Sb=100MVA,Ub=Uc作等值電28求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.84求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.8429求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.841.050.581.05求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.841.050.581.0530Y-△等效變換公式：

化簡電路Y-△等效變換公式：化簡電路31化簡電路化簡電路32將△形變成Y形，應(yīng)用公式，得

化簡電路0.230.230.41將△形變成Y形，應(yīng)用公式，得化簡電路0.230.230.433化簡電路0.230.230.410.390.84化簡電路0.230.230.410.390.8434由于兩臺G出口電勢相等，可將其合并成一個等值電源，合并后其電勢大小不變，容量為兩臺G容量之和，故回路總電抗為由于兩臺G出口電勢相等，可將其合并成一個等值電源，合并35課題4

無限大容量系統(tǒng)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路無限大容量電力系統(tǒng)說明：1）短路電流值偏大，但誤差不會過大。2）求得的是最大短路電流。3）估算或缺乏系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，可以這樣假設(shè)。系統(tǒng)阻抗ZS=0。系統(tǒng)容量SS=∞；系統(tǒng)的母線電壓不變；課題4無限大容量系統(tǒng)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路無限大容量電力36一、短路電流變化過程假設(shè)：1）短路前空載，負(fù)荷電流=0；2）某相電勢的相位角等于時，發(fā)生短路。則該相的短路電流為

一、短路電流變化過程假設(shè)：1）短路前空載，負(fù)荷電流=0；則該371．周期分量振幅不變的正弦波

周期分量有效值的標(biāo)幺值其有效值為(忽略電阻時)1．周期分量周期分量有效值的標(biāo)幺值其有效值為(忽略電阻時)382．非周期分量----衰減的指數(shù)函數(shù)。電感電路的電流不能突變，所以短路后t=0時刻2．非周期分量----衰減的指數(shù)函數(shù)。39此時系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此時的短路電流稱為穩(wěn)態(tài)短路電流，其有效值為非周期分量的時間常數(shù)非周期分量經(jīng)過4后,基本衰減為零。此時系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此時的短路電流稱為穩(wěn)態(tài)短路電流，其有效40如果短路發(fā)生時刻恰好3.沖擊短路電流：在短路后半個周期即0.01秒瞬間，總短路電流(曲線3)達(dá)到最大值。

表示

如果：短路發(fā)生時刻某相初相角為0，則短路曲線如圖所示(忽略電阻時)。

如果短路發(fā)生時刻恰好3.沖擊短路電流：在短路后半個周期即0.41最大沖擊短路電流出現(xiàn)的條件：3)注：只在該相出現(xiàn)，其它兩相不出現(xiàn)。1）短路前空載；2）在某相電勢過零點(diǎn)瞬間短路。---是最嚴(yán)重的短路，用于校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定性。最大沖擊短路電流出現(xiàn)的條件：3)注：只在該相出現(xiàn)，其它兩相不42二、母線殘余電壓短路后，k點(diǎn)電壓降為零，網(wǎng)絡(luò)中距短路點(diǎn)電抗為X

的點(diǎn)的殘余電壓為1.有名值法：2.標(biāo)幺值法：1）求線電壓時：乘以母線所在電壓級的Uc；2）求相電壓時：乘以由殘壓的標(biāo)幺值換成有名值時：二、母線殘余電壓1.有名值法：43三、短路功率根據(jù)斷路能力選擇斷路器時，要計算短路功率。三相短路功率為1.有名值法：2.標(biāo)幺值法：三、短路功率1.有名值法：44例4-2（66頁）WL1的電抗:解：取MVA，電纜的電抗T的電抗:例4-2（66頁）WL1的電抗:解：取MV45回路總電抗

穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值：流過短路點(diǎn)的電流：等值電路圖如下

回路總電抗穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值：流過短路點(diǎn)的電流：等46流過電纜線路的電流：母線A的殘壓通過QF的短路功率流過電纜線路的電流：母線A的殘壓通過QF的短路功率47或者：通過QF的短路功率或者：通過QF的短路功率48課題5發(fā)電機(jī)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路周期分量：變化情況與發(fā)電機(jī)是否裝有自動電壓調(diào)整器有關(guān)。非周期分量：衰減的指數(shù)函數(shù)一般地，短路時，系統(tǒng)母線電壓下降。此時，應(yīng)將短路的電源看作等值發(fā)電機(jī)，其容量是系統(tǒng)總?cè)萘?，阻抗為系統(tǒng)總阻抗。一、短路電流曲線

假設(shè)：1）短路前回路空載；2）某相電勢過零時發(fā)生三相短路。課題5發(fā)電機(jī)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路周期分量：變化情況與49圖4-9無自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流圖4-9無自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流50圖4-10有自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流圖4-10有自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流51二、計算電抗對周期分量有效值的影響短路電流周期分量有效值的變化，還和短路點(diǎn)與發(fā)電機(jī)之間的電的距離有關(guān)。電的距離可以用計算電抗來表示。

---取基準(zhǔn)容量為時，的標(biāo)幺值二、計算電抗對周期分量有效值的影響短路電流周期分量有52遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)：特點(diǎn)：1）發(fā)電機(jī)端電壓不變；2）Ipt不變，計算方法同無限大容量電力系統(tǒng)。

取則取則遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)：特點(diǎn)：取則取則53三、短路電流的計算1．超瞬態(tài)短路電流（也稱次暫態(tài)短路電流）t=0時，Ip的值。

應(yīng)用歐姆定律，得

標(biāo)幺值：1）對汽輪發(fā)電機(jī)：K=12）對于水輪發(fā)電機(jī)：可查表4-1。其中

K值：三、短路電流的計算1．超瞬態(tài)短路電流（也稱次暫態(tài)短路電流）t542．次暫態(tài)短路功率（也稱超瞬態(tài)短路功率）標(biāo)幺值：有名值：3．沖擊短路電流、沖擊短路電流有效值2．次暫態(tài)短路功率（也稱超瞬態(tài)短路功率）標(biāo)幺值：有名值：55四、運(yùn)算曲線法

Ip隨時間t變化，計算復(fù)雜----使用運(yùn)算曲線法。

幾點(diǎn)說明：2）簡單，準(zhǔn)確，應(yīng)用廣泛。

3）運(yùn)算曲線只畫到4）有阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)用圖4-13時，須將計算電抗加0.07再查，且t≤0.1s時用虛線。1）不同類型的發(fā)電機(jī)有不同的運(yùn)算曲線。運(yùn)算曲線:表明三相短路過程中，相對關(guān)系，即與之間的四、運(yùn)算曲線法Ip隨時間t變化，561．計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)化簡，求各電源和短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。

(2)求各電源的計算電抗。

1．計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)化簡，求各電源和短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。57

(4)求各個支路不同時刻

(3)查運(yùn)算曲線，求各個支路(5)求總的短路電流。(4)求各個支路不同時刻(3)查運(yùn)算曲線，求各個支路(558例4-3

解：取1)作等值電路圖并給元件編號，如右圖所示，計算元件電抗例4-3解：取1)作等值電路圖并給元件編號，如右圖所示，592)網(wǎng)絡(luò)化簡應(yīng)用Y/Δ等效變換，化簡成圖(d)，求各支路轉(zhuǎn)移電抗2)網(wǎng)絡(luò)化簡應(yīng)用Y/Δ等效變換，化簡成圖(d)，求各支路轉(zhuǎn)移603)求各電源的計算電抗4)查圖4-12的運(yùn)算曲線，得各電源提供的短路電流標(biāo)幺值

3)求各電源的計算電抗4)查圖4-12的運(yùn)算曲線，得各電源61電力系統(tǒng)到短路點(diǎn)的計算電抗>3，按遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)求短路電流5)短路點(diǎn)總的次暫態(tài)短路電流為短路點(diǎn)總的穩(wěn)態(tài)短路電流為電力系統(tǒng)到短路點(diǎn)的計算電抗>3，按遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)求短路電流5)62合并原則：1）G距離k較近時：將同類型的G合并。2）G距離k較遠(yuǎn)時：接在同一母線(非短路點(diǎn))上的G合并。3）無限大容量電力系統(tǒng)：不合并。2．計算的簡化電力系統(tǒng)中有臺多發(fā)電機(jī)時，可以把幾臺發(fā)電機(jī)合并成等值發(fā)電機(jī)，以減少工作量。合并原則：2．計算的簡化63例4-4對例4-3進(jìn)行簡化計算。解：電力系統(tǒng)和G1距離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)，可將它們合并成一個電源計算，網(wǎng)絡(luò)化簡后等值電路圖如圖4-15所示，合并后等值電源到短路點(diǎn)的支路電抗為求合并后等值電源的計算電抗G2的計算電抗仍不變例4-4對例4-3進(jìn)行簡化計算。解：電力系統(tǒng)和G1距離短64查運(yùn)算曲線，得等值電源提供的短路電流標(biāo)幺值

短路點(diǎn)總的次暫態(tài)短路電流短路點(diǎn)總的穩(wěn)態(tài)短路電流與例4-3相比，兩種方法的計算結(jié)果差別不大，而例4-4的計算過程得到了簡化。查運(yùn)算曲線，得等值電源提供的短路電流標(biāo)幺值短路點(diǎn)總65課題6系統(tǒng)中各元件的序參數(shù)和序網(wǎng)絡(luò)

一、對稱分量法正序分量零序分量負(fù)序分量合成將一組不對稱三相系統(tǒng)的向量(電流、電壓或磁通等)分解成三組對稱三相系統(tǒng)的向量之和。課題6系統(tǒng)中各元件的序參數(shù)和序網(wǎng)絡(luò)一、對稱分量法正序分量66正序分量：大小相等，互差1200，正相序。負(fù)序分量：大小相等，互差1200，負(fù)相序。零序分量：大小相等，相位一致。逆時針旋轉(zhuǎn)1200引入：運(yùn)算符號a，即正序分量：大小相等，互差1200，正相序。逆時針旋轉(zhuǎn)120067三相量用正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成三相量用正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成68正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量用三相量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量用三相量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成69對稱分量法適用于：(1)線性參數(shù)的系統(tǒng)中。(2)三相阻抗對稱的網(wǎng)絡(luò)注：對稱分量是客觀存在、可實(shí)測的。應(yīng)用：負(fù)序電壓保護(hù)和零序、負(fù)序電流保護(hù)等。對稱分量法適用于：注：70二、不對稱短路的序網(wǎng)絡(luò)圖1）各序分量有獨(dú)立性，都滿足歐姆定律、基爾霍夫定律。2）各序網(wǎng)絡(luò)是對稱的，用單線圖表示。

(a)(b)(c)(d)二、不對稱短路的序網(wǎng)絡(luò)圖1）各序分量有獨(dú)立性，都滿足歐姆定律711．正序網(wǎng)絡(luò)(有源網(wǎng)絡(luò))元件電抗為正序電抗。G的電勢是正序電勢。系統(tǒng)三相短路時的網(wǎng)絡(luò)即為正序網(wǎng)絡(luò)。(a)1．正序網(wǎng)絡(luò)(有源網(wǎng)絡(luò))(a)722.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)(無源網(wǎng)絡(luò))----與正序網(wǎng)相似元件的電抗為負(fù)序電抗，G負(fù)序電勢為0。(a)2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)(無源網(wǎng)絡(luò))----與正序網(wǎng)相似(a)733.零序網(wǎng)絡(luò)（無源網(wǎng)絡(luò)）元件的電抗為零序電抗。(a)三相零序電流大小相等、方向相同，只能經(jīng)過大地(或公共接地零線)流動。中性點(diǎn)不接地電力網(wǎng)(或沒有公共接地零線)---無零序電流。對于有零序電流通過，而又連在中性點(diǎn)的消弧線圈等，在零序網(wǎng)絡(luò)中消弧線圈的阻抗應(yīng)乘以3。3.零序網(wǎng)絡(luò)（無源網(wǎng)絡(luò)）(a)三相零序電流大小相等、方向相74各序網(wǎng)絡(luò)中，各參數(shù)之間的關(guān)系：

(b)(c)(d)各序網(wǎng)絡(luò)中，各參數(shù)之間的關(guān)系：(b)75三、各元件的各序電抗1.正序電抗X1----三相短路時的電抗。，2．負(fù)序電抗X2（1）WL、電纜、T及L等：X2=X1；（2）旋轉(zhuǎn)電機(jī)：---從產(chǎn)品目錄中查

(1)G、WL、電纜：可查表或近似處理；3.零序電抗X0(2)L：X0=X1；。(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

三、各元件的各序電抗1.正序電抗X1----三相短路時的電76零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。

(a)Y0/Y0接的T：與下一級T的接線有關(guān)(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。77零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。

(b)Y0/Y接的T：X0=XI0+Xm0(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。78(d)Y0/Y0/△接的T：(c)Y0/△接的T：X0=XI0+Xm0//XII0=XI0+XII0=X1(d)Y0/Y0/△接的T：(c)Y0/△接的T：X0=79(f)Y0/△/△接的變壓器：X0=XI0+XII0//XIII0(e)Y0/Y/△接的變壓器：X0=XI0+Xm0//XIII0=XI0+XIII0(f)Y0/△/△接的變壓器：X0=XI0+XII0//XI80例4-5如圖所示，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時，畫出電路的各序網(wǎng)絡(luò)圖。(a)圖4-19例4-5題圖(b)解：1）正序網(wǎng):----同三相短路的網(wǎng)絡(luò)圖，元件電抗為正序電抗。例4-5如圖所示，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時，畫出電路的各序812）負(fù)序網(wǎng)：---與正序網(wǎng)相似，但無電源。元件電抗為負(fù)序電抗。3）零序網(wǎng):從短路點(diǎn)向兩側(cè)畫，無源網(wǎng)絡(luò)。元件電抗為零序電抗。2）負(fù)序網(wǎng)：---與正序網(wǎng)相似，但無電源。元件電抗為負(fù)序電抗82四、不對稱短路的計算方法(1)求各元件的各序阻抗；(2)做k點(diǎn)的各序網(wǎng)；(3)做復(fù)合序網(wǎng)；(4)解出k點(diǎn)的電流和電壓的各序分量，求出k點(diǎn)的各相電流和各相電壓。(5)求出各指定支路的各相序電流和指定節(jié)點(diǎn)的各相序電壓。課題7不對稱短路時電流和電壓的計算

四、不對稱短路的計算方法課題7不對稱短路時電流和電壓的計算831．單相接地短路A相----特殊相；B、C兩相----非故障相。

1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：1．單相接地短路1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：843）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖

從復(fù)合序網(wǎng)中，得出對稱分量電流

3）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖從復(fù)合序網(wǎng)中，得出對稱分量電流85因此,A相流到故障點(diǎn)電流為4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖

因此,A相流到故障點(diǎn)電流為4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖862．兩相短路A相---特殊相、非故障相；B、C兩相---故障相。

1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：2．兩相短路1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：873）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖

從復(fù)合序網(wǎng)中，得出

3）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖從復(fù)合序網(wǎng)中，得出88因此，故障相B和C的短路電流得

、因此，故障相B和C的短路電流得89

短路點(diǎn)電壓的對稱分量可得短路點(diǎn)的各相電壓、短路點(diǎn)電壓的對904）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖

4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖913．兩相接地短路A相----特殊相、非故障相；B、C兩相---故障相。

1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：3．兩相接地短路1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：923）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖

從復(fù)合序網(wǎng)中，得出

3）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖從復(fù)合序網(wǎng)中，得出93故障相電流的絕對值為短路點(diǎn)流入地中電流為零序電流的3倍。短路點(diǎn)電壓對稱分量為

故障相電流的絕對值為短路點(diǎn)流入地中電流為零序電流的3倍。短路944）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖

4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖95例4-6計算圖4-19中k點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時，經(jīng)過變壓器中性點(diǎn)接地線的超瞬態(tài)短路電流。

解：選正序電抗：負(fù)序電抗：零序電抗：例4-6計算圖4-19中k點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路時，經(jīng)過變壓96，所以特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖如右圖其中：，所以特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖如右圖97流到短路點(diǎn)的次暫態(tài)正序電流為流到短路點(diǎn)的次暫態(tài)零序電流為接地線中的次暫態(tài)短路電流為流到短路點(diǎn)的次暫態(tài)正序電流為流到短路點(diǎn)的次暫態(tài)零序電流為接地98五、正序等效定則三種不對稱短路電流的正序分量：不對稱短路時：短路點(diǎn)正序電流值，與在實(shí)際的短路點(diǎn)串聯(lián)一附加電抗后，發(fā)生三相短路時的電流值相等，------正序等效定則。五、正序等效定則三種不對稱短路電流的正序分量：不對稱短路時：99計算三相短路電流的方法，可以用于計算系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時的正序電流。各種不對稱短路時，短路點(diǎn)故障相電流與正序電流值之間的關(guān)系，可以表示為計算三相短路電流的方法，可以用于計算系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短100短路類型k(n)三相短路k(3)01兩相短路接地k(1,1)兩相短路k(2)X2Σ單相接地短路k(1)X2Σ+X0Σ3表4-2各種不對稱短路時的與的值三相短路k(3)01單相接地短路k(1)X2Σ+X0Σ3表101六、各種短路時短路電流的比值(1)某一點(diǎn)發(fā)生兩相短路時與發(fā)生三相短路時的超瞬態(tài)短路電流之比

實(shí)用計算中，一般取，因此很重要六、各種短路時短路電流的比值(1)某一點(diǎn)發(fā)生兩相短路時與發(fā)102(2)單相短路和三相短路時短路電流的比值，得(3)兩相接地短路電流，也可能超過三相短路電流，但最大不超過倍。(2)單相短路和三相短路時短路電流的比值，得(3)兩相接地短103課題8短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)一、短路電流的電動力效應(yīng)1．短路電流的電動力計算短路電流所產(chǎn)生的效應(yīng)可分為電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。計算電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)是選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的依據(jù)。方向：電流同向時相吸引；反向時相排斥。

課題8短路電流的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)一、短路電流的電動力效1041）電路中發(fā)生兩相短路，則兩相沖擊短路電流產(chǎn)生的電動力(排斥力)為2）三相短路時，假定三相導(dǎo)體平行布置在同一平面上，由于短路沖擊電流只在一相中發(fā)生，中間B相將受到最大作用力，其值為1）電路中發(fā)生兩相短路，則兩相沖擊短路電流產(chǎn)生的電動力(排斥1052．短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn)原則所謂電器的動穩(wěn)定度是足夠的，是指在最大短路電動力作用下，電器的機(jī)械強(qiáng)度仍有裕度。由于三相短路時的沖擊短路電流最大，短路電動力也最大，因此校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定性時用三相短路電流。(1)對一般電器，要求：

(2)對絕緣子，要求：

2．短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn)原則由于三相短路時的沖擊短路電流最大，106(3)對母線等硬導(dǎo)體，要求：

最大應(yīng)力按下式計算

式中M為母線所受的彎曲力矩，且當(dāng)母線水平放置時，當(dāng)母線垂直放置時，，W為母線的抗彎截面系數(shù)，(3)對母線等硬導(dǎo)體，要求：最大應(yīng)力按下式計算式中M為母線107二、短路電流的熱效應(yīng)1．導(dǎo)體的溫度變化電器和導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度合格，是指在短路時間內(nèi)，設(shè)備和導(dǎo)體的最高溫度，不應(yīng)超過其短時發(fā)熱的最高允許溫度。圖示為設(shè)備流過負(fù)荷電流和短路電流時的變化曲線。二、短路電流的熱效應(yīng)圖示為設(shè)備流過負(fù)荷電流和短路電流時的變化1082．短路電流發(fā)熱的計算設(shè)短路時間=tk，則短路電流向單位體積材料提供的熱量=短路時導(dǎo)體加熱系數(shù)Kk減去負(fù)荷時導(dǎo)體加熱系數(shù)KL:升高到短路后，短路電流Ikt產(chǎn)生的熱量Qk全部被設(shè)備吸收，并使自身溫度由2．短路電流發(fā)熱的計算設(shè)短路時間=tk，升高到短路后，109求設(shè)備短路最高發(fā)熱溫度的步驟：由設(shè)備中由Kk查到查表得到KL，由正常負(fù)荷時的溫度由式(4-67)計算出，再從圖4-31其中：式中tima——短路發(fā)熱假想時間，秒。

求設(shè)備短路最高發(fā)熱溫度的步驟：由設(shè)備中由Kk查到查表得到K110(1)周期分量假想時間t1：(2)非周期分量假想時間t2：：t2=0；

:由圖4-32中的曲線決定。

(1)周期分量假想時間t1：(2)非周期分1113．短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)原則短路時最高允許溫度(1)短路電流發(fā)熱的最高溫度，必須小于設(shè)備(2)對于電纜和母線：

(3)對于一般電器：

3．短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)原則短路時最高允許溫度(1)短路電流發(fā)112因?yàn)槊?，所以忽略非周期假想時間。所以斷路器能滿足熱穩(wěn)定的要求。QF斷路時間為0.2秒，試檢驗(yàn)QF的熱穩(wěn)定度。例4-7SN10-10/600戶內(nèi)斷路器的4秒鐘熱穩(wěn)定電流為17.3kA，實(shí)際流過斷路器的最大短路電流保護(hù)動作時間為2秒，解：短路時間查曲線4-32，得秒，因?yàn)橐驗(yàn)槊?，所以忽略非周期假想時間。所以斷路器能滿足熱穩(wěn)定的要求113掌握短路的概念、原因和危害掌握用標(biāo)幺值法計算設(shè)備電抗的方法掌握計算三相電流電流的一般方法掌握電力系統(tǒng)不對稱短路的分析方法掌握短路電流電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)的計算教學(xué)要求單元六短路電流計算掌握短路的概念、原因和危害教學(xué)要求單元六短路114課題1短路的一般概念短路:相與相之間、相與地之間（大接地系統(tǒng)）的不正常連接。一、概念短路類型:兩相接地短路(k(1，1))單相接地短路(k(1))兩相短路(k(2))三相短路(k(3))不對稱短路

——對稱短路

課題1短路的一般概念短路:相與相之間、相與地之間（大接地115

(c)

(d)圖4-1短路的種類(c)116①絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。②惡劣天氣：雷擊，架空線路由于大風(fēng)、覆冰引起電桿倒塌等。③人為誤操作：如帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就送電。④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。二、短路的原因絕緣受損①絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)117(1)短路電流過大：設(shè)備過熱、損壞;機(jī)械應(yīng)力過大，使導(dǎo)體變形、損壞。(2)電壓大幅度下降，電能質(zhì)量差。(3)破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成停電。三、短路的危害1）消除短路產(chǎn)生的原因；2）盡快切除故障；3）采用限制短路電流的措施，如裝設(shè)電抗器等。為減輕短路的影響：(1)短路電流過大：設(shè)備過熱、損壞;機(jī)械應(yīng)力過大，使導(dǎo)體變118四、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；繼電保護(hù)設(shè)計和整定；分析電力系統(tǒng)的故障；比較和選擇電氣主接線，確定限制短路電流的措施。四、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果119課題2電力系統(tǒng)中各元件的電抗1kV以上電網(wǎng)：只求G、T、L、架空線及電纜線的電抗值。各元件的R>(1/3)X時才計算。1kV以下電網(wǎng)：要考慮各元件的電阻、電抗值;長度在10~15米以上的連接電纜;母線、多匝電流互感器的原繞組和自動空氣開關(guān)的過電流線圈等的阻抗;開關(guān)觸頭的接觸電阻等.課題2電力系統(tǒng)中各元件的電抗1kV以上電網(wǎng)：只求G、T、120有名值法:用于低壓裝置計算方法標(biāo)幺值法:用于高壓裝置一、標(biāo)么值如，以200V電壓為基準(zhǔn)值，則50V電壓的標(biāo)幺值為0.25。

標(biāo)幺值無單位。有名值法:用于低壓裝置計算方法標(biāo)幺值法:用于高壓裝置一、標(biāo)么1211.元件的工作狀態(tài):用S、U、I、X表示。選擇基準(zhǔn)功率Sb、基準(zhǔn)電壓Ub，得則各電氣量對于所選基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值分別為，

，

1.元件的工作狀態(tài):用S、U、I、X表示。選擇基準(zhǔn)功122

上標(biāo)“*”——標(biāo)幺值；腳注“b”——對于任意選取的數(shù)值為基準(zhǔn)值。式中有名值的單位：電壓--kV，電流--kA，功率--MVA，電抗為歐姆。同一個電氣量的標(biāo)幺值很多2.標(biāo)幺額定值:以額定參數(shù)(SN、UN、IN及XN)為基準(zhǔn)值，則得到元件的標(biāo)幺額定值----(唯一)。

，

，，

上標(biāo)“*”——標(biāo)幺值；腳注“b”——對于任意選取的數(shù)值為123

3.標(biāo)幺值特點(diǎn)：1)線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相等；2)三相功率與單相功率的標(biāo)幺值相等3)腳注“N”——以額定參數(shù)為基準(zhǔn)值。一般地:G、T和L，在產(chǎn)品目錄中給出其標(biāo)幺額定值。這些參數(shù)也用百分值表示，關(guān)系是因此：簡單、方便、可判斷計算結(jié)果的正確性。

3.標(biāo)幺值特點(diǎn)：1)線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相等；腳注“N124二、電力系統(tǒng)中各元件的電抗1．同步G超瞬態(tài)電抗(次暫態(tài)電抗)的標(biāo)幺額定值------產(chǎn)品目錄中查出。

1）雙繞組T：Uk%(短路電壓百分?jǐn)?shù))---產(chǎn)品目錄中查到。則其標(biāo)幺額定值為2．T二、電力系統(tǒng)中各元件的電抗1．同步G超瞬態(tài)電抗(次暫態(tài)電抗)125

2）三繞組T和自耦T：銘牌中給出各繞組間短路電壓的百分?jǐn)?shù)為

，則各繞組的標(biāo)幺額定值為2）三繞組T和自耦T：銘牌中給出各繞組間短路電壓的百分126其電抗的百分?jǐn)?shù)為3．電抗器L

4．架空線路及電纜線路給出每公里的電抗值X0(Ω/km)，可采用61頁的平均值。其電抗的百分?jǐn)?shù)為3．電抗器L4．架空線路及電纜線路127三、短路回路總電抗的確定步驟：作計算電路圖1．計算電路圖1）簡化的單線圖。2）僅畫出G、T、L、架空線路、電纜五類元件及其連接，注明參數(shù)。3）各元件統(tǒng)一編號。4）使用短路計算電壓Uc(平均額定電壓)。求回路總電抗做等值電路圖網(wǎng)絡(luò)化簡求短路電流課題3短路電流計算程序三、短路回路總電抗的確定步驟：作計算電路圖1．計算電路圖求回128短路電流計算課件129短路計算電壓的概念圖示，1T的二次側(cè)額定電壓U1N=121kV，2T的一次側(cè)額定電壓U2N=110kV，則線路的短路計算電壓為短路計算電壓的概念圖示，1T的二次側(cè)額定電壓U1N=11301）各級Uc為：346、230、115、63、37、15.7、13.8、10.5、6.3、3.15、0.4和0.23kV。3）電抗器L：用其實(shí)際額定電壓來計算。

如10kV的L用于6kV的電網(wǎng)中，計算其電抗值時要用10kV。2）同一電壓級的所有元件：UN=Uc。規(guī)定：1）各級Uc為：346、230、115、63、37、15.71312．等值電路圖僅畫出k點(diǎn)短路時，短路電流通過的元件。123452．等值電路圖123451323．回路總電抗的確定利用串、并聯(lián)和Y-Δ等效變換等原則，將等值電路圖化簡，求出回路總電抗（有名值或標(biāo)幺值）。3．回路總電抗的確定1331）用有名值法計算。必須折算

折算到Uc3級，k點(diǎn)短路的等值電路圖為123451）用有名值法計算。必須折算134各元件的電抗（有名值）為：12345各元件的電抗（有名值）為：1234135由于各元件串聯(lián)，所以化簡：

化簡后的等值電路圖:

由于各元件串聯(lián)，所以化簡：化簡后的等值電路圖:1362）用標(biāo)么值法計算。先選擇基準(zhǔn)功率Sb和基準(zhǔn)電壓Ub。一般選Sb=100MVA或系統(tǒng)總?cè)萘?，Ub選折算級的Uc。2）用標(biāo)么值法計算。137各元件的電抗標(biāo)幺值為12345在圖4-4中，選Sb=100MVA，Ub=Uc3，則各元件的電抗標(biāo)幺值為123451381234512345139在短路計算中，可選Ub=Uc，直接用上式計算電抗標(biāo)幺值。這些標(biāo)幺值可以直接串、并聯(lián)，因?yàn)樗鼈兌际墙?jīng)過折算的，可以認(rèn)為折算到任一級。12345在短路計算中，可選Ub=Uc，直接用上式計算電抗標(biāo)幺140例4-1解：選Sb=100MVA,Ub=Uc作等值電路圖例4-1解：選Sb=100MVA,Ub=Uc作等值電141求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.84求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.84142求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.841.050.581.05求元件電抗標(biāo)幺值為0.390.841.050.581.05143Y-△等效變換公式：

化簡電路Y-△等效變換公式：化簡電路144化簡電路化簡電路145將△形變成Y形，應(yīng)用公式，得

化簡電路0.230.230.41將△形變成Y形，應(yīng)用公式，得化簡電路0.230.230.4146化簡電路0.230.230.410.390.84化簡電路0.230.230.410.390.84147由于兩臺G出口電勢相等，可將其合并成一個等值電源，合并后其電勢大小不變，容量為兩臺G容量之和，故回路總電抗為由于兩臺G出口電勢相等，可將其合并成一個等值電源，合并148課題4

無限大容量系統(tǒng)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路無限大容量電力系統(tǒng)說明：1）短路電流值偏大，但誤差不會過大。2）求得的是最大短路電流。3）估算或缺乏系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，可以這樣假設(shè)。系統(tǒng)阻抗ZS=0。系統(tǒng)容量SS=∞；系統(tǒng)的母線電壓不變；課題4無限大容量系統(tǒng)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路無限大容量電力149一、短路電流變化過程假設(shè)：1）短路前空載，負(fù)荷電流=0；2）某相電勢的相位角等于時，發(fā)生短路。則該相的短路電流為

一、短路電流變化過程假設(shè)：1）短路前空載，負(fù)荷電流=0；則該1501．周期分量振幅不變的正弦波

周期分量有效值的標(biāo)幺值其有效值為(忽略電阻時)1．周期分量周期分量有效值的標(biāo)幺值其有效值為(忽略電阻時)1512．非周期分量----衰減的指數(shù)函數(shù)。電感電路的電流不能突變，所以短路后t=0時刻2．非周期分量----衰減的指數(shù)函數(shù)。152此時系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此時的短路電流稱為穩(wěn)態(tài)短路電流，其有效值為非周期分量的時間常數(shù)非周期分量經(jīng)過4后,基本衰減為零。此時系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此時的短路電流稱為穩(wěn)態(tài)短路電流，其有效153如果短路發(fā)生時刻恰好3.沖擊短路電流：在短路后半個周期即0.01秒瞬間，總短路電流(曲線3)達(dá)到最大值。

表示

如果：短路發(fā)生時刻某相初相角為0，則短路曲線如圖所示(忽略電阻時)。

如果短路發(fā)生時刻恰好3.沖擊短路電流：在短路后半個周期即0.154最大沖擊短路電流出現(xiàn)的條件：3)注：只在該相出現(xiàn)，其它兩相不出現(xiàn)。1）短路前空載；2）在某相電勢過零點(diǎn)瞬間短路。---是最嚴(yán)重的短路，用于校驗(yàn)設(shè)備動穩(wěn)定性。最大沖擊短路電流出現(xiàn)的條件：3)注：只在該相出現(xiàn)，其它兩相不155二、母線殘余電壓短路后，k點(diǎn)電壓降為零，網(wǎng)絡(luò)中距短路點(diǎn)電抗為X

的點(diǎn)的殘余電壓為1.有名值法：2.標(biāo)幺值法：1）求線電壓時：乘以母線所在電壓級的Uc；2）求相電壓時：乘以由殘壓的標(biāo)幺值換成有名值時：二、母線殘余電壓1.有名值法：156三、短路功率根據(jù)斷路能力選擇斷路器時，要計算短路功率。三相短路功率為1.有名值法：2.標(biāo)幺值法：三、短路功率1.有名值法：157例4-2（66頁）WL1的電抗:解：取MVA，電纜的電抗T的電抗:例4-2（66頁）WL1的電抗:解：取MV158回路總電抗

穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值：流過短路點(diǎn)的電流：等值電路圖如下

回路總電抗穩(wěn)態(tài)短路電流的標(biāo)幺值：流過短路點(diǎn)的電流：等159流過電纜線路的電流：母線A的殘壓通過QF的短路功率流過電纜線路的電流：母線A的殘壓通過QF的短路功率160或者：通過QF的短路功率或者：通過QF的短路功率161課題5發(fā)電機(jī)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路周期分量：變化情況與發(fā)電機(jī)是否裝有自動電壓調(diào)整器有關(guān)。非周期分量：衰減的指數(shù)函數(shù)一般地，短路時，系統(tǒng)母線電壓下降。此時，應(yīng)將短路的電源看作等值發(fā)電機(jī)，其容量是系統(tǒng)總?cè)萘?，阻抗為系統(tǒng)總阻抗。一、短路電流曲線

假設(shè)：1）短路前回路空載；2）某相電勢過零時發(fā)生三相短路。課題5發(fā)電機(jī)供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路周期分量：變化情況與162圖4-9無自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流圖4-9無自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流163圖4-10有自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流圖4-10有自動電壓調(diào)整器的發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)三相短路電流164二、計算電抗對周期分量有效值的影響短路電流周期分量有效值的變化，還和短路點(diǎn)與發(fā)電機(jī)之間的電的距離有關(guān)。電的距離可以用計算電抗來表示。

---取基準(zhǔn)容量為時，的標(biāo)幺值二、計算電抗對周期分量有效值的影響短路電流周期分量有165遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)：特點(diǎn)：1）發(fā)電機(jī)端電壓不變；2）Ipt不變，計算方法同無限大容量電力系統(tǒng)。

取則取則遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)：特點(diǎn)：取則取則166三、短路電流的計算1．超瞬態(tài)短路電流（也稱次暫態(tài)短路電流）t=0時，Ip的值。

應(yīng)用歐姆定律，得

標(biāo)幺值：1）對汽輪發(fā)電機(jī)：K=12）對于水輪發(fā)電機(jī)：可查表4-1。其中

K值：三、短路電流的計算1．超瞬態(tài)短路電流（也稱次暫態(tài)短路電流）t1672．次暫態(tài)短路功率（也稱超瞬態(tài)短路功率）標(biāo)幺值：有名值：3．沖擊短路電流、沖擊短路電流有效值2．次暫態(tài)短路功率（也稱超瞬態(tài)短路功率）標(biāo)幺值：有名值：168四、運(yùn)算曲線法

Ip隨時間t變化，計算復(fù)雜----使用運(yùn)算曲線法。

幾點(diǎn)說明：2）簡單，準(zhǔn)確，應(yīng)用廣泛。

3）運(yùn)算曲線只畫到4）有阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)用圖4-13時，須將計算電抗加0.07再查，且t≤0.1s時用虛線。1）不同類型的發(fā)電機(jī)有不同的運(yùn)算曲線。運(yùn)算曲線:表明三相短路過程中，相對關(guān)系，即與之間的四、運(yùn)算曲線法Ip隨時間t變化，1691．計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)化簡，求各電源和短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。

(2)求各電源的計算電抗。

1．計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)化簡，求各電源和短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。170

(4)求各個支路不同時刻

(3)查運(yùn)算曲線，求各個支路(5)求總的短路電流。(4)求各個支路不同時刻(3)查運(yùn)算曲線，求各個支路(5171例4-3

解：取1)作等值電路圖并給元件編號，如右圖所示，計算元件電抗例4-3解：取1)作等值電路圖并給元件編號，如右圖所示，1722)網(wǎng)絡(luò)化簡應(yīng)用Y/Δ等效變換，化簡成圖(d)，求各支路轉(zhuǎn)移電抗2)網(wǎng)絡(luò)化簡應(yīng)用Y/Δ等效變換，化簡成圖(d)，求各支路轉(zhuǎn)移1733)求各電源的計算電抗4)查圖4-12的運(yùn)算曲線，得各電源提供的短路電流標(biāo)幺值

3)求各電源的計算電抗4)查圖4-12的運(yùn)算曲線，得各電源174電力系統(tǒng)到短路點(diǎn)的計算電抗>3，按遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)求短路電流5)短路點(diǎn)總的次暫態(tài)短路電流為短路點(diǎn)總的穩(wěn)態(tài)短路電流為電力系統(tǒng)到短路點(diǎn)的計算電抗>3，按遠(yuǎn)距離短路點(diǎn)求短路電流5)175合并原則：1）G距離k較近時：將同類型的G合并。2）G距離k較遠(yuǎn)時：接在同一母線(非短路點(diǎn))上的G合并。3）無限大容量電力系統(tǒng)：不合并。2．計算的簡化電力系統(tǒng)中有臺多發(fā)電機(jī)時，可以把幾臺發(fā)電機(jī)合并成等值發(fā)電機(jī)，以減少工作量。合并原則：2．計算的簡化176例4-4對例4-3進(jìn)行簡化計算。解：電力系統(tǒng)和G1距離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)，可將它們合并成一個電源計算，網(wǎng)絡(luò)化簡后等值電路圖如圖4-15所示，合并后等值電源到短路點(diǎn)的支路電抗為求合并后等值電源的計算電抗G2的計算電抗仍不變例4-4對例4-3進(jìn)行簡化計算。解：電力系統(tǒng)和G1距離短177查運(yùn)算曲線，得等值電源提供的短路電流標(biāo)幺值

短路點(diǎn)總的次暫態(tài)短路電流短路點(diǎn)總的穩(wěn)態(tài)短路電流與例4-3相比，兩種方法的計算結(jié)果差別不大，而例4-4的計算過程得到了簡化。查運(yùn)算曲線，得等值電源提供的短路電流標(biāo)幺值短路點(diǎn)總178課題6系統(tǒng)中各元件的序參數(shù)和序網(wǎng)絡(luò)

一、對稱分量法正序分量零序分量負(fù)序分量合成將一組不對稱三相系統(tǒng)的向量(電流、電壓或磁通等)分解成三組對稱三相系統(tǒng)的向量之和。課題6系統(tǒng)中各元件的序參數(shù)和序網(wǎng)絡(luò)一、對稱分量法正序分量179正序分量：大小相等，互差1200，正相序。負(fù)序分量：大小相等，互差1200，負(fù)相序。零序分量：大小相等，相位一致。逆時針旋轉(zhuǎn)1200引入：運(yùn)算符號a，即正序分量：大小相等，互差1200，正相序。逆時針旋轉(zhuǎn)1200180三相量用正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成三相量用正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成181正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量用三相量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成正、負(fù)、零序?qū)ΨQ分量用三相量表示正序分量零序分量負(fù)序分量合成182對稱分量法適用于：(1)線性參數(shù)的系統(tǒng)中。(2)三相阻抗對稱的網(wǎng)絡(luò)注：對稱分量是客觀存在、可實(shí)測的。應(yīng)用：負(fù)序電壓保護(hù)和零序、負(fù)序電流保護(hù)等。對稱分量法適用于：注：183二、不對稱短路的序網(wǎng)絡(luò)圖1）各序分量有獨(dú)立性，都滿足歐姆定律、基爾霍夫定律。2）各序網(wǎng)絡(luò)是對稱的，用單線圖表示。

(a)(b)(c)(d)二、不對稱短路的序網(wǎng)絡(luò)圖1）各序分量有獨(dú)立性，都滿足歐姆定律1841．正序網(wǎng)絡(luò)(有源網(wǎng)絡(luò))元件電抗為正序電抗。G的電勢是正序電勢。系統(tǒng)三相短路時的網(wǎng)絡(luò)即為正序網(wǎng)絡(luò)。(a)1．正序網(wǎng)絡(luò)(有源網(wǎng)絡(luò))(a)1852.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)(無源網(wǎng)絡(luò))----與正序網(wǎng)相似元件的電抗為負(fù)序電抗，G負(fù)序電勢為0。(a)2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)(無源網(wǎng)絡(luò))----與正序網(wǎng)相似(a)1863.零序網(wǎng)絡(luò)（無源網(wǎng)絡(luò)）元件的電抗為零序電抗。(a)三相零序電流大小相等、方向相同，只能經(jīng)過大地(或公共接地零線)流動。中性點(diǎn)不接地電力網(wǎng)(或沒有公共接地零線)---無零序電流。對于有零序電流通過，而又連在中性點(diǎn)的消弧線圈等，在零序網(wǎng)絡(luò)中消弧線圈的阻抗應(yīng)乘以3。3.零序網(wǎng)絡(luò)（無源網(wǎng)絡(luò)）(a)三相零序電流大小相等、方向相187各序網(wǎng)絡(luò)中，各參數(shù)之間的關(guān)系：

(b)(c)(d)各序網(wǎng)絡(luò)中，各參數(shù)之間的關(guān)系：(b)188三、各元件的各序電抗1.正序電抗X1----三相短路時的電抗。，2．負(fù)序電抗X2（1）WL、電纜、T及L等：X2=X1；（2）旋轉(zhuǎn)電機(jī)：---從產(chǎn)品目錄中查

(1)G、WL、電纜：可查表或近似處理；3.零序電抗X0(2)L：X0=X1；。(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

三、各元件的各序電抗1.正序電抗X1----三相短路時的電189零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。

(a)Y0/Y0接的T：與下一級T的接線有關(guān)(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。190零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。

(b)Y0/Y接的T：X0=XI0+Xm0(3)T：取決于型式、結(jié)構(gòu)和接線組別。

零序電流不能通過中性點(diǎn)不接地或沒有中性線的Y接的T。191(d)Y0/Y0/△接的T：(c)Y0/△接的T：X0=XI0+Xm0//XII0=XI0+XII0=X1(d)Y0/Y0/△接的T：(c)Y0/△接的T：X0=192(f)Y0/△/△接的變壓器：X0=XI0+XII0//XIII0(e)Y0/Y/△接的變壓器：X0=XI0+Xm0//XIII0=XI0+XIII0(f)Y0/△/△接的變壓器：X0=XI0+XII0//XI193例4-5如圖所示，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時，畫出電路的各序網(wǎng)絡(luò)圖。(a)圖4-19例4-5題圖(b)解：1）正序網(wǎng):----同三相短路的網(wǎng)絡(luò)圖，元件電抗為正序電抗。例4-5如圖所示，當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生不對稱短路時，畫出電路的各序1942）負(fù)序網(wǎng)：---與正序網(wǎng)相似，但無電源。元件電抗為負(fù)序電抗。3）零序網(wǎng):從短路點(diǎn)向兩側(cè)畫，無源網(wǎng)絡(luò)。元件電抗為零序電抗。2）負(fù)序網(wǎng)：---與正序網(wǎng)相似，但無電源。元件電抗為負(fù)序電抗195四、不對稱短路的計算方法(1)求各元件的各序阻抗；(2)做k點(diǎn)的各序網(wǎng)；(3)做復(fù)合序網(wǎng)；(4)解出k點(diǎn)的電流和電壓的各序分量，求出k點(diǎn)的各相電流和各相電壓。(5)求出各指定支路的各相序電流和指定節(jié)點(diǎn)的各相序電壓。課題7不對稱短路時電流和電壓的計算

四、不對稱短路的計算方法課題7不對稱短路時電流和電壓的計算1961．單相接地短路A相----特殊相；B、C兩相----非故障相。

1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：1．單相接地短路1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：1973）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖

從復(fù)合序網(wǎng)中，得出對稱分量電流

3）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖從復(fù)合序網(wǎng)中，得出對稱分量電流198因此,A相流到故障點(diǎn)電流為4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖

因此,A相流到故障點(diǎn)電流為4）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖1992．兩相短路A相---特殊相、非故障相；B、C兩相---故障相。

1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：2．兩相短路1）根據(jù)故障條件得2）邊界條件：2003）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖

從復(fù)合序網(wǎng)中，得出

3）特殊相的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖從復(fù)合序網(wǎng)中，得出201因此，故障相B和C的短路電流得

、因此，故障相B和C的短路電流得202

短路點(diǎn)電壓的對稱分量可得短路點(diǎn)的各相電壓、短路點(diǎn)電壓的對2034）短路點(diǎn)電壓和電流向量圖