電力系統(tǒng)短路及短路電流計(jì)算四

第四章

電力系統(tǒng)短路及短路電流計(jì)算復(fù)習(xí)舊課一、無限大容量系統(tǒng)的概念

是指由這種電源供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路時(shí)，電源的端電壓恒定不變，電壓的幅值和頻率也都恒定不變，即認(rèn)定為該系統(tǒng)的容量為“無限大”，記作S=∞，電源的內(nèi)阻抗Z=0。二、短路電流的變化規(guī)律復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)舊課三、短路電流各量的計(jì)算1.周期分量（穩(wěn)態(tài)分量）用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，取Uj=Uav，則周期分量有效值的有名值為Iz=Izt=I"=I∞

復(fù)習(xí)舊課2.沖擊短路電流iim=1.8Iz=2.55Iz

3.母線剩余電壓Urem*=I∞*X*，Urem=Urem*UjX*—母線至短路點(diǎn)的電抗標(biāo)么值首頁4.4有限大容量系統(tǒng)供電電路內(nèi)三相短路一、有限大容量系統(tǒng)的概念有限容量電源供電電源的系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，母線電壓往往是顯著下降的，并不是恒定不變的。有限容量的等值電源容量就是系統(tǒng)所有電源的容量和，等值電抗為系統(tǒng)電源的總阻抗。有限大容量系統(tǒng)的概念有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析二、有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)短路電流的變化曲線（無勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置時(shí)）發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)短路電流的變化曲線（有勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置時(shí)）有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析

三、運(yùn)算曲線法運(yùn)算曲線法雖然影響短路電流周期分量的因素很多，但只要發(fā)電機(jī)（包括勵(lì)磁系統(tǒng)）的參數(shù)和運(yùn)行初態(tài)確定后，短路電流周期分量只是短路點(diǎn)到電源間電氣距離和時(shí)間t的函數(shù)而已。電氣距離用計(jì)算電抗表示。

運(yùn)算曲線法計(jì)算電抗是以某一電源支路所有發(fā)電機(jī)額定容量和SNΣ為功率基準(zhǔn)值，該電源支路短路回路總電抗的標(biāo)么值，計(jì)算電抗用XC*表示。即在短路電流計(jì)算中，一般是先求出統(tǒng)一基準(zhǔn)功率Sj下的某一電源支路的短路回路總電抗的標(biāo)么值XΣ*，那么，將其換算為計(jì)算電抗的公式：短路電流周期分量的標(biāo)么值可表示為計(jì)算電抗XC*和時(shí)間t的函數(shù)，即Iz*=f（XC*，t）運(yùn)算曲線法表明這種函數(shù)關(guān)系的曲線稱為運(yùn)算曲線，如圖1-4-16所示。運(yùn)算曲線法

利用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流周期分量的一般步驟如下：(1)根據(jù)計(jì)算電路圖作出等值電路，化簡電路，求出短路回路的總電抗XΣ*。(2)將XΣ*換算為計(jì)算電抗Xc*。(3)根據(jù)計(jì)算電抗Xc*，查相應(yīng)的運(yùn)算曲線，可得到t時(shí)刻短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值Izt*，其有名值為當(dāng)Xc*>3.45時(shí)，可將等值發(fā)電機(jī)當(dāng)作無限大容量電源處理。運(yùn)算曲線法短路全電流的最大有效值為四、短路電流其他各量的計(jì)算1.短路沖擊電流式中:—t=0時(shí)，周期分量的起始有效值，次暫態(tài)短路電流，可由運(yùn)算曲線查得。當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)端時(shí)，取Kim=1.9；當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線及發(fā)電機(jī)出線電抗器后時(shí)，取Kim=1.85；當(dāng)遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，取Kim=1.8。2.短路全電流短路電流其他各量的計(jì)算【例1-4-4】如圖1-4-18所示，系統(tǒng)以火電廠為主，計(jì)算K點(diǎn)三相短路時(shí)的I"、iim、t=4s的周期分量有效值Iz4和變壓器高壓側(cè)110kV母線的剩余電壓。舉例解：取Sj=100MVA，Uj＝Uav

計(jì)算各元件電抗標(biāo)么值舉例（2）計(jì)算電抗（3）計(jì)算短路電流及剩余電壓查附錄一中汽輪機(jī)運(yùn)算曲線得P307圖3t=0時(shí)，I″*=0.96；t=4s時(shí)，Iz4*=1.02舉例舉例

五、多電源系統(tǒng)用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流（一）同一變化法

同一變化法就是將所有電源合并為一臺(tái)等值發(fā)電機(jī)，忽略了各發(fā)電機(jī)的類型、參數(shù)以及到短路點(diǎn)的電氣距離等因素對周期分量的影響，認(rèn)為各發(fā)電機(jī)所提供的短路電流周期分量的變化規(guī)律完全相同，因此計(jì)算結(jié)果誤差較大，特別是電力系統(tǒng)中有無限大容量電源時(shí)不能采用同一變化法。多電源系統(tǒng)用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流

個(gè)別變化法是將系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)，按照類型及距短路點(diǎn)遠(yuǎn)近的不同分為幾組，通常分為2～3組即可。每一組用一臺(tái)容量為該組所有發(fā)電機(jī)額定容量和的等值發(fā)電機(jī)來替代，然后對每一臺(tái)等值發(fā)電機(jī)用運(yùn)算曲線分別求出向短路點(diǎn)提供的短路電流，則短路點(diǎn)總的短路電流就等于各等值發(fā)電機(jī)所提供的短路電流之和。（二）個(gè)別變化法

具體計(jì)算步驟如下：個(gè)別變化法(2三)分別三計(jì)算三各等三值發(fā)三電機(jī)三對短三路點(diǎn)三的計(jì)三算電三抗。無限三大容三量電源三仍保三留以三基準(zhǔn)三功率三為Sj的標(biāo)三么電三抗Xs*。(1三)作出三等值三電路三圖，三化簡三電路三。將三發(fā)電三機(jī)進(jìn)三行分組：與三短路三點(diǎn)直三接連三接的三同類三型發(fā)三電機(jī)三分為三一組三；與三短路三點(diǎn)距三離相三差不三大的三同類三型發(fā)三電機(jī)三分為三另一三組；三無限三大容三量電三源應(yīng)三單獨(dú)三為一三組。三根據(jù)三分組三的結(jié)三果，三化簡三電路三，并三將等三值電三路化三簡為三各電三源支三路直三接與三短路三點(diǎn)相三連接三。個(gè)別三變化三法(3三)根據(jù)三各計(jì)三算電三抗分三別查三相應(yīng)三的運(yùn)三算曲三線，三可得三到各三等值三發(fā)電三機(jī)所三提供三的短三路電三流周三期分三量的三標(biāo)么三值Izt三1*、Izt三2*、……。無三限大三容量三電源三提供三的短三路電三流的三標(biāo)么三值為(4三)計(jì)算三短路三點(diǎn)總?cè)亩倘冯娙髦苋诜秩康娜忻?，三為個(gè)別三變化三法「例1-三4-三6」試三計(jì)算三如圖1-三4-三20所示三的計(jì)三算電三路中K點(diǎn)三三相短三路時(shí)三的I"和iim。舉例解：三取Sj=三10三0M三VA，Uj=Uav計(jì)算三各元三件等三值電三抗的三標(biāo)么值并三化簡三電路舉例進(jìn)行Δ→丫：舉例將等三值電三路圖化簡三為圖(c三)所示三的電三路，三其中舉例進(jìn)行三丫→Δ，并三將系三統(tǒng)S和火三電廠H-三1間的三電抗三略去三，電三路化三簡成三如圖(d三)所示舉例2．計(jì)三算K點(diǎn)的三短路三電流(1三)計(jì)算三次暫三態(tài)短三路電三流I"無限三大容三量電三源：火電三廠Hl：計(jì)算三電抗短路三點(diǎn)的三次暫三態(tài)短三路電三流，三應(yīng)等三于各三電源三支路三所提三供的三次暫三態(tài)短三路電三流的三和。舉例查附三錄一三中汽三輪發(fā)三電機(jī)三運(yùn)算三曲線三，可三得t三=三0時(shí)I"H1三*=三0.三4計(jì)算三電抗火電三廠H2：舉例查附三錄一三中汽三輪發(fā)三電機(jī)三運(yùn)算三曲線三，可三得t三=三0時(shí)I"H2三*=三8.三25于是三，短三路點(diǎn)三總的三次暫三態(tài)短三路電三流為舉例(2三)短路三沖擊三電流三的計(jì)三算在短三路點(diǎn)三，短三路的三沖擊三電流三等于三各電三源支三路所三提供三的短三路沖三擊電三流之三和。無限三大容三量電三源，沖三擊系三數(shù)取Kim=1三.8，則火電三廠H1，沖擊三系數(shù)三取Kim=1三.8，則舉例火電三廠H2，沖擊三系數(shù)三取Kim=1三.9，則于是三，短三路點(diǎn)三總的三短路三沖擊三電流三為由以三上計(jì)三算可三知，三在短三路點(diǎn)三，短三路電三流的三大小三，主三要取三決于三額定三容量三較小三但距三離短三路點(diǎn)三較近三的火三電廠H2。舉例例：三試用三個(gè)別三法計(jì)三算右三圖所三示電三路中三，d點(diǎn)發(fā)三生三三相短三路時(shí)三的次三暫態(tài)三短路三電流三和沖三擊電三流。舉例習(xí)題三：用個(gè)三別變?nèi)ㄈ?jì)算三下圖三所示三計(jì)算三電路K1、K3點(diǎn)三三相短三路時(shí)三的I"、iim和t=三4s的周三期分三量有三效值It=三4s。系三統(tǒng)以三火電三廠為三主，三發(fā)電三廠為三水電三廠，三其他三計(jì)算三所需三數(shù)據(jù)三已標(biāo)三明在三圖中三。舉例舉例解：三選取Sj=1三00三MV三A，Uj=Uav1.計(jì)算三各元三件的三等值三電抗三的標(biāo)三么值三并化三簡電三路舉例畫等三值電三路并三化簡三如下三圖所三示：舉例舉例舉例2.計(jì)算K1點(diǎn)的三短路三電流系統(tǒng)三：計(jì)三算電三抗查附三錄Ⅰ中汽三輪發(fā)三電機(jī)三運(yùn)算三曲線三，可三得t=三0時(shí)I″1*=0三.9三5舉例t=三4s時(shí)I1*三t=三4s=1三.0三4水電三廠：三計(jì)算三電抗舉例查附三錄Ⅰ中水三輪發(fā)三電機(jī)三運(yùn)算三曲線三，可三得t=三0時(shí)I″2*=3三.0三2t=三4s時(shí)I2*三t=三4s=2三.8三1舉例于是三，短三路點(diǎn)三總的三次暫三態(tài)短三路電三流為t=三4s時(shí)的三周期三分量三有效三值：It=三4s=2三.6三11三+1三.7三6=三4.三38三1K三AK1點(diǎn)總?cè)亩倘窙_三擊電三流為三：iim=2三.5三5×4三.2三85三=1三0.三93三KA舉例2.計(jì)算K2點(diǎn)的三短路三電流系統(tǒng)三：計(jì)三算電三抗可看三成無三限大三容量三系統(tǒng)舉例水電三廠：三計(jì)算三電抗查附三錄Ⅰ中水三輪發(fā)三電機(jī)三運(yùn)算三曲線三，可三得t=三0時(shí)I″2*=0三.7