電力系統(tǒng)暫態(tài)學(xué)習(xí)課件

短路電流的工程計(jì)算多數(shù)情況下只要求計(jì)算短路電流基頻交流分量的初始值，即次暫態(tài)電流I’’這是由于使用快速保護(hù)和高速斷路器后，斷路器開(kāi)斷時(shí)間小于0.1s；此外，若已知交流分量起始值，即可近似計(jì)算直流分量以及沖擊電流。第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算三相短路實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)

（1）電勢(shì)都同相位：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。（2）負(fù)荷近似估計(jì)：或當(dāng)作恒定電抗，或當(dāng)作某種臨時(shí)附加電源，視具體情況而定。當(dāng)短路點(diǎn)附近有大容量的電動(dòng)機(jī)（機(jī)端電壓下降較多），可能使異步電動(dòng)機(jī)變成一個(gè)能提供短路電流的電源時(shí)，需另作處理。（3）不計(jì)磁路飽和：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是線(xiàn)性的，恒定的，可以應(yīng)用疊加原理。（4）對(duì)稱(chēng)三相系統(tǒng)：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。（5）純電抗表示:忽略高壓輸電線(xiàn)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。（6）金屬性短路: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、接觸電阻等），這種電阻通常稱(chēng)為“過(guò)渡電阻”。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)渡電阻等于零的短路情況。（7）短路電流的倍頻分量略去不計(jì)，非周期分量?jī)H作近似地計(jì)算。（8）有多臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)中，看作與一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)短路電流周期分量的變化規(guī)律相同。（9）各臺(tái)發(fā)電機(jī)均用xd“作為其等值電抗，E”作為其等值電勢(shì)。即雖然E“并不具有在突然短路前后不突變的特性，但工程實(shí)用計(jì)算時(shí)，近似認(rèn)為不突變。對(duì)于電源，發(fā)電機(jī)的等值電動(dòng)勢(shì)為次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)：

對(duì)于調(diào)相機(jī)，等值電動(dòng)勢(shì)為次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)也為上式。即：不計(jì)負(fù)荷時(shí)，短路前為空載，所有電源的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)均取為額定電壓，即標(biāo)幺值為1，且同相位。記及負(fù)荷時(shí)，電壓平衡方程為：

G為發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)第一節(jié)短路電流交流分量初始值的計(jì)算同步發(fā)電機(jī)向量圖短路后電網(wǎng)中的負(fù)荷用恒定阻抗表示為：

L為負(fù)荷總數(shù)以異步電動(dòng)機(jī)為例，失去電源后能提供短路電流是機(jī)械和電磁慣性作用的結(jié)果。異步電動(dòng)機(jī)突然三相短路電流波形可推想，可以用一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁鏈成正比的電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)E”以及相應(yīng)的次暫態(tài)電抗x“，作為定子交流分量的等值電動(dòng)勢(shì)和電抗。次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)短路前后瞬間不變，可以用E|0|”和x“計(jì)算初始電流。當(dāng)短路瞬間異步電動(dòng)機(jī)端電壓小于E|0|”時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)變成暫時(shí)電源向外供應(yīng)短路電流。電流中存在直流分量和交流分量。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子鼠籠式短路條構(gòu)成的等值繞組的磁鏈，突然短路時(shí)不會(huì)突變。所以定子和轉(zhuǎn)子繞組中均感應(yīng)有直流分量電流。短路瞬時(shí)等值電路異步電動(dòng)機(jī)向量x”與啟動(dòng)電抗相等，可直接由啟動(dòng)電流求得：設(shè)正常時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓為U（0），吸收電流為I（0），則有：（1）Ist標(biāo)幺值一般為5，故x”近似取0.2X”的表達(dá)式：其模值為：U（0），I（0），ψ（0）——短路前異步電動(dòng)機(jī)的端電壓，電流以及電壓電流的相角差。（2）實(shí)用計(jì)算中，若短路前為額定運(yùn)行方式，x“取0.2，E（0）”約為0.9，電動(dòng)機(jī)端點(diǎn)短路的交流電流初始值約為電動(dòng)機(jī)額定電流的4.5倍；若近似取E（0）”為1，則在電動(dòng)機(jī)端點(diǎn)發(fā)生短路發(fā)生時(shí)，其反饋的短路電流初始值就等于啟動(dòng)電流初始值。實(shí)用羅計(jì)算侵中，遍只對(duì)既于短屑路點(diǎn)引附近概顯著丘地供受給短接路電毅流的播大型筆電動(dòng)辯機(jī)，冰才按指上面腳（1）（2）算脊出次戴暫態(tài)慚電抗減和次親暫態(tài)話(huà)電動(dòng)瓣勢(shì)。乖其余鐵的電與動(dòng)機(jī)宗，則亂看做爆是系醫(yī)統(tǒng)中抖負(fù)荷董節(jié)點(diǎn)蛛的綜摧合負(fù)蓄荷的帶一部嫌分，尾綜合花負(fù)荷蠅的參統(tǒng)數(shù)須譽(yù)由該場(chǎng)地區(qū)炭用戶(hù)吵的典江型成唐分及椅配電親網(wǎng)典愚型線(xiàn)獸路的揉平均兼參數(shù)璃來(lái)確評(píng)定。著在短部路瞬晚間，罪這個(gè)嶼綜合怖負(fù)荷啟也可過(guò)以近痰似地昂用含盼有暫科態(tài)電魯勢(shì)和途次暫清態(tài)電朵抗的述等值蛋支路魯來(lái)表創(chuàng)示，筍以額啟定運(yùn)狠行參托數(shù)為屆基準(zhǔn)敗，綜貍合負(fù)麻荷的執(zhí)電勢(shì)秋和電拼抗的有標(biāo)幺微值為倘，暫執(zhí)態(tài)電銷(xiāo)抗中戲包括詢(xún)電動(dòng)且機(jī)電怨抗0.你2和降豆壓變創(chuàng)壓器縫及饋資電線(xiàn)滴路的懲估計(jì)對(duì)電抗0.讓15閉.負(fù)荷煙的沖提擊電帆流為恐：負(fù)荷燃提供臉的起苦始次伐暫態(tài)另電流傻的有袋效值適當(dāng)繩選取歉沖擊值系數(shù)kfm，可戚把周拜期電震流的鴨衰減準(zhǔn)估計(jì)呀進(jìn)去國(guó)。小容泛量的辟電動(dòng)系機(jī)和送綜合討負(fù)荷20肯0~腰50鄰0k柳w異步閑電動(dòng)聯(lián)機(jī)50待0~煮10賭00端kw異步哄電動(dòng)怠機(jī)10徑00捉kw以上斯異步啟電動(dòng)茄機(jī)同步訪(fǎng)電動(dòng)峽機(jī)和鴨調(diào)相馬機(jī)沖互擊系偏數(shù)之閃值和鋒相同橡容量精的同債步發(fā)鮮電機(jī)濱的大甩約相造同。記及就負(fù)荷陪影響賤時(shí)短所路點(diǎn)渴的沖經(jīng)擊電本流為回：運(yùn)行組于電罰動(dòng)機(jī)勾狀態(tài)據(jù)，但青不帶辭機(jī)械倚負(fù)載川，只移向電甩力系必統(tǒng)提均供無(wú)冒功功翅率的掀同步效電機(jī)證。又挖稱(chēng)同侍步補(bǔ)赤償機(jī)扮。用耽于改鋤善電潛網(wǎng)功閥率因赴數(shù)，被維持話(huà)電網(wǎng)卷電壓世水平陵。憂(yōu)電力專(zhuān)系統(tǒng)合中的泄主要增負(fù)載刃是異研步電銷(xiāo)動(dòng)機(jī)歪和變蝕壓器獎(jiǎng)。這走些設(shè)杠備均賭從電昨網(wǎng)汲感取大省量的景無(wú)功誼功率診以供蛇其勵(lì)己磁之困用。爆所以緣瑞，電預(yù)網(wǎng)擔(dān)只負(fù)著舟很大睬一部孝分電她感性鉗的無(wú)益功電隸流，堡導(dǎo)致孫電網(wǎng)忍的功州率因廊數(shù)降健低，尊以致疲發(fā)電纏機(jī)和輛輸配雪電設(shè)圖備的壺作用后不能月充分逝發(fā)揮陰，線(xiàn)俱路損猛耗和搜電壓僻損失迎增大期，輸旬電質(zhì)姥量變條壞，辣甚至訴影響膏輸電呆的穩(wěn)青定性疊。由頑于同銳步電霞機(jī)處這在過(guò)驕勵(lì)狀沙態(tài)時(shí)擊，可勿以從耍電網(wǎng)可汲取討相位襖超前初于電鐘壓的主電流榨，從動(dòng)而改即善電井網(wǎng)的晉功率照因數(shù)歇（見(jiàn)查功率語(yǔ)因數(shù)該的提奪高，膠因此厚在過(guò)接去的洋生產(chǎn)眼實(shí)際袍中，脅除選輩用一景部分趁同步次電動(dòng)趁機(jī)外弓，還摧在電怒網(wǎng)的排受電驅(qū)端裝痰設(shè)一眾些同村步調(diào)跳相機(jī)扔，用負(fù)于改飛善電齊網(wǎng)的衰功率聲因數(shù)毫。根少據(jù)電蘿網(wǎng)負(fù)賢載情挺況的蓬不同限，適浴當(dāng)調(diào)蚊節(jié)調(diào)羅相機(jī)鼻的勵(lì)購(gòu)磁電垮流，休可改盾變調(diào)掘相機(jī)直汲取著的無(wú)齒功功燦率，訊使電廳網(wǎng)的那功率撈因數(shù)絞接近依于1。此惹外,在長(zhǎng)祥距離俗輸電核線(xiàn)路林中，革線(xiàn)路乞電壓籮降隨道負(fù)載地情況達(dá)的不資同而月發(fā)生亭變化非，如照果在牛輸電絹線(xiàn)的找受電握端裝淋一同霞步調(diào)所相機(jī)獸，在怨電網(wǎng)爛負(fù)載球重時(shí)抵，讓抱其過(guò)封勵(lì)運(yùn)抽行，院減少姐輸電絡(luò)線(xiàn)中叮滯后術(shù)的無(wú)伏功電亮流分泥量，翼從而達(dá)可減嫩少線(xiàn)拔路壓事降；剖在輸啟電線(xiàn)鈴輕載梢的情逃況下超，讓形其欠炭勵(lì)運(yùn)礦行，車(chē)吸收迅滯后愉的無(wú)沉功電逮流，滅可防帽止電提網(wǎng)電掠壓上罷升，店從而黑維持檔電網(wǎng)抄的電鐘壓在玻一定這的水悠平上疤。同鄰步調(diào)抖相機(jī)效還有遺提高談電力什系統(tǒng)立穩(wěn)定墳性的需作用戴。筋同步姻調(diào)相村機(jī)的溫結(jié)構(gòu)壞基本盲上與物同步盯電動(dòng)辜機(jī)相卷同，拾只是賄由于志它不帶帶機(jī)畫(huà)械負(fù)顆載，濟(jì)轉(zhuǎn)軸以可以甲細(xì)些鞏。如作果它芬具有勻自起控動(dòng)能折力,則其憤轉(zhuǎn)子溝可以刻做成詢(xún)沒(méi)有擱軸伸,便于鞋密封錄。同漆步調(diào)假相機(jī)冬經(jīng)常租運(yùn)行智在過(guò)巷勵(lì)狀泄態(tài),勵(lì)磁坦電流質(zhì)較大,損耗璃也比蔥較大脾，發(fā)近熱比那較嚴(yán)捎重。挽容量熊較大進(jìn)的同始步調(diào)柿相機(jī)飾常采噴用氫蒸氣冷僵卻。汗隨著傭電力狡電子醬技術(shù)尿的發(fā)有展和匹靜止熄無(wú)功撒補(bǔ)償般器(S鑼VC窗)的推碑廣使遞用，稍調(diào)相瞇機(jī)現(xiàn)教已很溝少使私用。調(diào)相與機(jī)第二霜節(jié)劫三相膚短路恭電流綿交流殺分量障初始具值的萍計(jì)算親機(jī)算找法一、朋等值勢(shì)網(wǎng)絡(luò)(c紫)圖3-梨10短路參電流悟網(wǎng)絡(luò)稻計(jì)算后模型(a桐)短路戰(zhàn)時(shí)網(wǎng)敬絡(luò)模蹄型；(b詢(xún))正常逮運(yùn)行智網(wǎng)絡(luò)犬模型絞；(c目)故障魄分量鋪網(wǎng)絡(luò)描模型(b)(a肅)(e)（d）（f）圖3-旁10短路貫電流伶網(wǎng)絡(luò)顛計(jì)算毫模型差（續(xù)棗）(d紹)不計(jì)籠負(fù)荷輸短路單時(shí)網(wǎng)侄絡(luò)模托型；(e）不怨計(jì)負(fù)繪荷正大常運(yùn)蓮行網(wǎng)流絡(luò)模役型；(f埋)不計(jì)板負(fù)荷研故障芒分量豪網(wǎng)絡(luò)尿模型二、裂用節(jié)移點(diǎn)阻撓抗矩矩陣表芳示的她節(jié)點(diǎn)庫(kù)電壓端方程對(duì)于炒個(gè)節(jié)飲點(diǎn)網(wǎng)臨絡(luò)，銳各節(jié)區(qū)點(diǎn)的金電壓硬方程滅為：電壓翼：網(wǎng)陡絡(luò)各害點(diǎn)對(duì)桿地電縮慧壓電流顫：網(wǎng)博絡(luò)外框部向胃各節(jié)幅點(diǎn)注妨入電縮慧流系數(shù)震矩陣滅：節(jié)鋤點(diǎn)阻找抗矩殘陣自阻忽抗互阻辣抗如果攔只有哭短路群點(diǎn)有各注入州電流群，各爹節(jié)點(diǎn)謀電壓刪的故釀?wù)戏稚趿繛轾Z：短路約點(diǎn)電受壓故筋障分查量短路陷點(diǎn)電幟流（1）直接匠短路鉤時(shí)（2）三相算短路圓時(shí)短診路點(diǎn)度電弧托阻抗因此央各節(jié)廢點(diǎn)短隊(duì)路后決的電熊壓為響：即任一鑒支路記電流男為：（3）（4）用節(jié)攔點(diǎn)阻浩抗矩胳陣計(jì)打算短扛路電授流的宏原理腸框圖輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣選擇短路節(jié)點(diǎn)f計(jì)算計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算各支路電流結(jié)束三、迷用節(jié)略點(diǎn)導(dǎo)倍納矩抓陣的吧計(jì)算賊方法除i節(jié)點(diǎn)旁外其稅他節(jié)面點(diǎn)均套接“默地”談時(shí)，斗自節(jié)過(guò)點(diǎn)i看進(jìn)朗網(wǎng)絡(luò)披的等懂值導(dǎo)晨納，員即為燭所有惱與i節(jié)點(diǎn)眾相連骨的支蛇路導(dǎo)惡納之銹和。自導(dǎo)哀納互導(dǎo)押納稀疏異矩陣?yán)脻?rùn)節(jié)點(diǎn)挽導(dǎo)納筋矩陣?yán)灿?jì)算惜短路點(diǎn)電流計(jì)算唇出U1~Un單位煉電流對(duì)應(yīng)括關(guān)系用節(jié)廈點(diǎn)導(dǎo)呢納矩若陣的倒計(jì)算紀(jì)原理網(wǎng)絡(luò)集的節(jié)辱點(diǎn)導(dǎo)銜納矩饞陣是義很容艇易形跪成的滔。當(dāng)料網(wǎng)絡(luò)氧結(jié)構(gòu)隱變化秒時(shí)也上易修鹿改，瞎而且爆是稀主疏矩巖陣。沾但要半用它閉來(lái)計(jì)期算短炒路電擴(kuò)流就榜不像以用節(jié)糾點(diǎn)阻惜抗那僵樣直拴接。藏可采深用下眠列步聯(lián)驟。1）應(yīng)有用節(jié)怨點(diǎn)導(dǎo)僑納矩臨陣計(jì)慨算短罪路點(diǎn)硬的自茄阻抗哀、互秧阻抗，傻，盆，妨，賴(lài)。2）利爽用式惠（1）或氏（2）可琴求得吐短路蓋點(diǎn)三曲相短嘆路電卸流杠。3）利滑用式行（3）（4）可專(zhuān)分別盾計(jì)算敏網(wǎng)絡(luò)散中的攝節(jié)點(diǎn)授電壓閱和支郵路電椒流分睡布。介紹冒三角碰分解蝦法求臂解導(dǎo)展納型紙節(jié)點(diǎn)峽電壓導(dǎo)納白矩陣殼：（5）按照賀三角赴分解倘法得（6）（6）代愚入（5）式單位逆下三舟角陣單位