5短路電流計(jì)算.ppt

1、4.5短路電流修正計(jì)算試驗(yàn)大綱5.1了解實(shí)用短路電流修正計(jì)算的近似條件5.2了解簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路電流的使用修正計(jì)算方法5.3了解短路容量的概念5.4沖擊電流、了解最大有效值電流的定義和關(guān)系5.5同步發(fā)電機(jī)、變壓器、單次、雙次電線的正、負(fù)、零相等值電路5.6簡(jiǎn)單電網(wǎng)的正、負(fù)、 零相序網(wǎng)的制定方法5.7理解非對(duì)稱短路的故障邊界條件和相應(yīng)的復(fù)合序網(wǎng)5.8理解非對(duì)稱短路的電流，理解電壓校正5.9正、負(fù)、零相電流、電壓經(jīng)過(guò)Yn、d11變壓器后的相位變化，理解4.5.1實(shí)用短路電流校正算的近似條件，1短路校正算的基本假設(shè)條件(1)磁路系統(tǒng)內(nèi)的(2)系統(tǒng)中的三相在非對(duì)稱故障位置以外可視為對(duì)稱。 因此，在應(yīng)用

2、對(duì)稱分量法的情況下，可以用單相等值電路分析各位次的網(wǎng)絡(luò)。 (3)各元件的電阻省略。 即，短路發(fā)生在電纜線路或截面小的架線上時(shí)，特別是發(fā)生在鋼導(dǎo)線上時(shí)，電阻不能忽略。 另外，在修正過(guò)渡電流的衰減時(shí)間常數(shù)時(shí)，也必須修正微小的電阻。 (4)短路是金屬性短路。 4.5.1實(shí)用短路電流校正運(yùn)算的近似條件、2無(wú)限大電力電源無(wú)限大電力電源是指，在電力系統(tǒng)的電源遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的電距離的情況下，短路引起的電源輸出電力(電流及電壓)的變化()遠(yuǎn)小于電源具有的電力，即，具有以下關(guān)系，該電源這一無(wú)限大電力電源的特征是，(1)短路(2)因此，在短路過(guò)程中無(wú)限大電力電源的端子電壓也是一定的。 (3)電壓一定的電源的內(nèi)部阻抗一

3、定為零。 因此，可以考慮無(wú)限大電力電源的內(nèi)部電抗。、4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用的修正算法、修正規(guī)定值修正算法短路電流的步驟如下：1.選擇基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電容基準(zhǔn)電壓可選擇具有短路點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓。 基準(zhǔn)容量可選擇100MVA或系統(tǒng)短路容量。4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用校正算法、2 .元件的電抗指標(biāo)或值(1)電力系統(tǒng)的電抗指標(biāo)或值電力系統(tǒng)的電抗指標(biāo)或值() 或(4-5-2)式中的基準(zhǔn)容量、MVA。 系統(tǒng)高壓輸電線路出口斷路器的開關(guān)容量、MVA系統(tǒng)短路容量、MVA。4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用修正方法，(2)變壓器電抗標(biāo)度或值(4-5-3)式中變壓器的額定容量，kVA； 變壓器電阻值的

4、百分比。4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用修正方法，(3)架空、電纜線路電抗尺度或值(4-5-4)式中的每線路單位長(zhǎng)度的電抗值，/km，相關(guān)線路可尋找線路長(zhǎng)度，km； 線路平均額定電壓，kV。4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用修正方法，(4)電抗器的電抗規(guī)或值電抗器的百分比電抗()以電抗器額定工作電壓和額定工作電流為基準(zhǔn)，將其與新的基準(zhǔn)相加的公式是(4-5-5)式中的電抗器的電抗器電阻值的百分比。4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用校正方法、3求短路電路的總電抗指標(biāo)或值從電源到短路點(diǎn)的總電抗是所有元件的電抗指標(biāo)或值之和。 在求出4三相短路電流周期分量的有效值的短路校正運(yùn)算中，若將短路點(diǎn)所在的線路的額定

5、電壓()設(shè)為基準(zhǔn)電壓，則三相短路電流周期分量為(4-5-6)式中的短路點(diǎn)所在的線路的額定電壓、kV即基準(zhǔn)電壓、kV； 從電源到短路點(diǎn)之間的所有電氣部件的電抗和。、4.5.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)三相短路的實(shí)用的修正計(jì)算方法是，因?yàn)槿喽搪冯娏髦芷诔煞值臉?biāo)準(zhǔn)值是(4-5-7)三相短路電流周期成分的有名值，所以修正短路電流的關(guān)鍵是求出短路電路的總電抗標(biāo)準(zhǔn)值。4.5.3短路容量、短路容量的數(shù)值為(4-5-8)式中的短路部位的額定電壓、kV； t時(shí)刻的短路電流周期成分的有效值，kA。 在標(biāo)準(zhǔn)或制中，采用時(shí)，(4-5-9)短路電容的標(biāo)準(zhǔn)或值與短路電流的標(biāo)準(zhǔn)或值相等。 (4-5-10 )，4.5.4沖擊電流和最大有效值

6、電流，根據(jù)產(chǎn)生1三相短路的最大沖擊電流瞬時(shí)值最大短路電流的條件，短路電流周期分量和非周期分量重疊的結(jié)果，在經(jīng)過(guò)了短路后半周期的時(shí)刻出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值(4-5-11 )式中的短路電流的周期分量，kA； 短路沖擊系數(shù)。4.5.4沖擊電流和最大有效值電流、短路在單機(jī)容量12MW以上的發(fā)電機(jī)母線發(fā)生時(shí)，短路沖擊系數(shù)為1.9: (4-5-12 )在高壓電網(wǎng)的其他各點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路沖擊系數(shù)取1.8:(4)，4.5.4沖擊電流和最大有效值電流、2三相短路在任一時(shí)刻，所謂電流有效值，是指以時(shí)刻為中心的一個(gè)周期內(nèi)的瞬時(shí)電流的均方根值(4-5-15 )式中的短路總電流的瞬時(shí)值、kA； 時(shí)間非周期成分電流的

7、瞬時(shí)值、kA； 時(shí)間周期成分電流的瞬時(shí)值、kA。4.5.4沖擊電流和最大有效值電流在短路最壞的情況下，短路電流的最初周期的有效值最大，將該有效值稱為短路電流的最大有效值，用表示。 (4-5-16 )短路沖擊系數(shù)為1.9的情況(4-5-17 )短路沖擊系數(shù)為1.8的情況(4-5-18 )短路沖擊系數(shù)為1.3的情況(4-5-19 )經(jīng)常使用短路電流的最大有效值、4.5.5系統(tǒng)要素的各順序一對(duì)稱分量法是在一個(gè)多相系統(tǒng)中，如果各相量的絕對(duì)值相等，且相鄰的兩相間的相位差相等，則構(gòu)成一組對(duì)稱的多相量。 在三相系統(tǒng)中，任意非對(duì)稱的三相量可分為三組對(duì)稱分量，這三組對(duì)稱分量分別為(1)正相分量(2)反相分量(3

8、)零相分量、4.5.5系統(tǒng)元素的各相殘奧計(jì)和等值網(wǎng)絡(luò)、對(duì)應(yīng)于三相非對(duì)稱相量的三組對(duì)稱分量a )正在正相成分中，與(4-5-19 )式中明顯存在(4-5-20 )、4.5.5系統(tǒng)要素的各相殘奧計(jì)為等價(jià)網(wǎng)絡(luò)，(2)負(fù)相成分的三相量的反相成分也是平衡三相系。 反相成分通常也稱為反相成分。 對(duì)于負(fù)相成分，(3)零相成分大小相等，始終存在由相位相同的相量構(gòu)成的關(guān)系。4.5.5系統(tǒng)要素的各序列殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)是將任意給定的3組對(duì)稱成分中各相的3個(gè)對(duì)稱成分分別重疊來(lái)構(gòu)成1個(gè)三相系統(tǒng)，即，通過(guò)(4-5-23 )式得到的對(duì)稱成分的值是(4-5-以后很多情況下，還必須確定網(wǎng)絡(luò)中某些分支路徑的電流和網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)

9、的電壓。 因此，在求出故障點(diǎn)的各時(shí)序電流及各時(shí)序電壓之后，需要進(jìn)一步求出各時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中的各關(guān)聯(lián)分支電路的各時(shí)序電流與各關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的各時(shí)序電壓。 相加同一分支路徑的各相電流，則得到該分支路徑的各相電流。相加同一節(jié)點(diǎn)的各相電壓，則得到該節(jié)點(diǎn)的各相電壓。4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用對(duì)稱分量法來(lái)糾正系統(tǒng)的非對(duì)稱故障，其步驟大致如下： (1)糾正電力系統(tǒng)的各要素的各順序阻抗(2)創(chuàng)建電力系統(tǒng)的各順序網(wǎng)絡(luò)(3) 根據(jù)各順序網(wǎng)絡(luò)和故障條件列舉對(duì)應(yīng)方程式(4)從聯(lián)立方程式組求出故障點(diǎn)的電流和電壓的各相分量，加上相應(yīng)的各相分量，求出故障點(diǎn)的各相電流和各相電壓(5)修正各順序電流和各順序電壓在網(wǎng)

10、絡(luò)中的分布，進(jìn)而修正各指定分支路的各相電流4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧節(jié)計(jì)與等值網(wǎng)、2序列阻抗的基本概念某一元件的正相阻抗是指僅正相電流通過(guò)該元件時(shí)產(chǎn)生的正相電壓降與該正相電流之比。 根據(jù)在具有正相電流元件中產(chǎn)生的一相的電壓降，正相阻抗負(fù)相阻抗零相阻抗元件的三相阻抗完全不同。4.5.5系統(tǒng)元件的各相殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，只要電力系統(tǒng)中的任意靜止元件是三相對(duì)稱的，如果流過(guò)正相和負(fù)相的電流，其他兩個(gè)相對(duì)的正相的感應(yīng)電壓相同，所以正相阻抗和負(fù)相阻抗相等。 由于流過(guò)零相電流時(shí)，三相電流為同相，相間互感的影響不同(對(duì)變壓器來(lái)說(shuō)，零相阻抗與變壓器的結(jié)構(gòu)及繞組的連接方式有關(guān))，因此零相阻抗和正相(負(fù)相)阻抗

11、不同。 如果各相間不存在互感，中線阻抗為零，則正相(負(fù)相)阻抗與零相阻抗相等。 架空輸電線路、電纜、變壓器上都有。 在由3個(gè)單相電抗器、電容器構(gòu)成的三相電抗器、電容器以及由3個(gè)單相變壓器構(gòu)成的三相變壓器組(如果可以流過(guò)零相電流)中。 4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等效網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)要素，例如發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，當(dāng)各順序電流分別通過(guò)時(shí)，引起不同的電磁過(guò)程：正的順序電流產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，反相電流產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)因此，旋轉(zhuǎn)元件的正相、負(fù)相、零相阻抗彼此不相等。 4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)，3同步發(fā)電機(jī)的順序阻抗同步發(fā)電機(jī)正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，只存在正的

12、順序電流，電動(dòng)機(jī)的殘奧儀表是正的順序殘奧儀表。 平穩(wěn)時(shí)用的同步電抗、過(guò)渡時(shí)用的和都是正相阻抗。 汽輪發(fā)電機(jī)和有衰減線圈的凸極電動(dòng)機(jī)在近似校正時(shí)也可以看作沒(méi)有衰減線圈的凸極電動(dòng)機(jī)同步機(jī)的相對(duì)于零相電流的交鏈磁通的氣隙之和等于零，因此零相電抗與轉(zhuǎn)子位置無(wú)關(guān)，但漏磁通與定子形式有密切的關(guān)系，通常這些殘奧由于四個(gè)負(fù)載的序列阻抗在負(fù)載中占據(jù)著很大的比重，所以負(fù)載阻抗可以近似地取異步電動(dòng)機(jī)的各序列的阻抗，其中，所述四個(gè)負(fù)載的序列阻抗與所述五個(gè)系統(tǒng)元素的序列殘奧儀表是等值的。 正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載的正相阻抗約為以額定容量為基準(zhǔn)的額定值。 短路時(shí)，計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流時(shí)通常優(yōu)選計(jì)算二次過(guò)渡電流時(shí)的二次過(guò)渡電位。 雖然異

13、步電動(dòng)機(jī)的反相阻抗是優(yōu)選的，但為了簡(jiǎn)化校正運(yùn)算，可僅取電抗部分。 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這樣的中性點(diǎn)接地，所以不考慮其零相電阻抗。、4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧定儀和等值網(wǎng)絡(luò)，5變壓器的序列阻抗變壓器的負(fù)序列電抗等于正序列電抗。 變壓器的零相電阻與變壓器繞組的連接方式、中性點(diǎn)是否接地、變壓器的結(jié)構(gòu)(單相、三相和鐵芯的結(jié)構(gòu)形式)有關(guān)。4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧節(jié)表和等值網(wǎng)絡(luò)，a)Yn、d連接變壓器由于變壓器的各組繞相所感應(yīng)的零相電動(dòng)勢(shì)同相且大小相等，所以零相電流流入三角形，形成一合并電路，因?yàn)槿切瓮怆娐窙](méi)有零相電流，所以等效電路中零相電流流入繞組的泄漏電阻、繞組等效電路中繞組一端的短路并不表示繞組一

14、端接地，而是表示零相電流的閉合電路。 零相電流中的電壓降等于變壓器勵(lì)磁電抗中的電壓降。 零相電抗、4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)、Yn、Yn連接的變壓器在線圈中流過(guò)零相電流，其外部電路必須具有接地的中性點(diǎn)。 否則其零等效電路與Yn、y連接相同。 相當(dāng)于繞組從外部電路斷開。 Yn、y連接變壓器的零相電抗與4.5.5系統(tǒng)元件的各時(shí)序殘奧儀表為等值網(wǎng)絡(luò)，2繞組變壓器的2繞組的漏阻抗值大致相等，等于短路電壓百分率(或阻抗值)的一半，一般作為勵(lì)磁電抗支路在三相三柱式變壓器中，零相磁通需要通過(guò)氣隙和箱殼，因此磁阻大，所以零相電抗小，通常認(rèn)為零相勵(lì)磁電抗在0.31.0的范圍內(nèi)。4.5.5系統(tǒng)要

15、素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，Yn、d、y連接三繞組變壓器、繞組是開路的，所以零相電抗是、4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)、Yn、d、Yn連接變壓器。 繞組中流過(guò)零相電流時(shí)，零相網(wǎng)絡(luò)中需要外部電流路徑。4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和同值網(wǎng)絡(luò)、Yn、d、d連接的變壓器、繞組和中的電壓降等可并聯(lián)連接，零相電抗器和4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和同值網(wǎng)絡(luò)， 6輸電線的正阻抗架空輸電線的負(fù)相電抗與正相電抗相等，零相電流在三相線路中為同方向，互感大，因此零相電阻大于正相電阻。 由于零相電流通過(guò)地線和架空地線運(yùn)行，架空地線給三相導(dǎo)線帶來(lái)屏蔽作用，減少零相交磁通，減少零相電阻。4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧表和等值網(wǎng)、7線纜的序列阻抗電纜的負(fù)序列阻抗與正序列相等，由于三相芯線間距小，正序列電抗遠(yuǎn)小于架空輸電線電纜的零相電阻關(guān)系到電纜外皮的接地情況，一般由試驗(yàn)決定