第三章三相短路的实用计算

第三章三相短路的实用计算3-1周期电流起始值的计算周期电流：知道周期电流，可根据冲击系数计算冲击电流和最大有效值电流，满足电气设备选择的需要起始值：知道起始值，可作继电保护整定值的计算。三相短路:对称短路，可用单相电路表示.结论：三相短路的周期分量起始值计算是应用广泛、涉及基本方法、概念的短路计算。一.实用计算中的假定1.简化电源①发电机用E”|0|、x”d表示；②假设各电势E”|0同相③可取E”|0=1，空载。2.简化网络空载DZ;不计接地支路mCZY,00R,avBUU即：～～～iE0dixjiU10E1dxj1Tjxljx2Tjx20E结论：①简化后，计算得保守值；②简化后，是纯电抗网络，且是已知电势、求电流的直流电路问题。二.周期电流起始值的计算10E1dxj1Tjxljx2Tjx20EfI是直流网络中求某一支路电流的问题1.直接法：短路电流是各电源提供电流之和；ffjx1:fI:fI：fI第一步：用近似法作等值电路；第二步：星网变换，消去中间节点即：各电源用dxIjUE0表示，短路点接地，对短路点作消去节点的网络化简，得辐射形网络，然后第三步：ifiijxEI，ifII复杂网络中求某一支路电流采用戴维南定理；f0fU0fU0fU短路正常ffI0fU故障分量网络叠加法：各电源接地，短路点施加正常电压；求短路点等值阻抗fZ得：fffZUI0例3-1：说明计及负荷的短路计算是复数计算；例3-3：说明短路计算的基本步骤第一步：用近似法作标幺值等值电路；第二步：网络化简①串联；②并联；③星网变换对于叠加法：将电源接地，求等值电抗对于直接法：保留电源节点和短路点，化为辐射形网络ffxI1解：1.由例3-3得等值网络为：第一步：作系统的等值电路。画系统等值电路图和作标幺值计算三相短路，系统等值电路同潮流计算等值电路，标幺值计算采用近似法：216.05.62100135.0:111GBdSSxxG175.060100135.0100%:141TBsSSUxT216.03.610026361.0:22229BBNNUSSUxxL系统1：提供的短路电流为13.20758.02.1311:*1101sIxS经串联、并联后，求短路点的等值电抗A0.3910.436G1G2G3S1S20.4160.4160.3490.3490.07580.190.190.877BS1,G1合并：A0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.3490.3490.0630.190.190.877B①f星网变化的一般形式为：1ni…j…多条支路接于一个节点n，消去节点n后，得两两相联的新网络，其任两点间相联的电抗为：inyy:1，即与节点n相联支路的导纳和yxxxjninij:2消去节点A，相关节点S1G1、①、f。新增支路xS1G1-①、xS1G1-f、x①-f0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.190.190.877B0.4750.4752.63①f消去节点B，相关节点S2、①、f。新增支路xS2-①、xS2-f、x①-f0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.4750.4752.63①f1.941.940.421节点①f间的支路并联：0.198G2G3S1、G1S20.4160.4160.4750.475①f1.941.94电源S1G1与S2合并0.198G2G3S1、S2、G10.4160.4160.3820.382①f电源S1S2G1与G2合并，得图（f），最后得等值电抗133.0fx短路电流标幺值：52.7133.011Iffx短路电流有名值：)(9.683.6310052.73*kAUSIIBBff名词：短路容量：fNfIUS3①由系统提供的短路容量估算系统电抗：②由出口断路器的遮断容量S，估算系统电抗§3-2运算曲线法一．运算曲线的制定①运行方式：②参数：根据汽轮发电机（12～200MW）、水轮发电机（12.5～225MW），用误差平方和最小为目标，估计得标准电机参数：XdX’dX”dxqT’doT”doT”qoTacos汽轮机1.90400.21500.13851.90409.02880.18192.01250.25600.805水轮机0.98510.30250.20550.64235.90000.06730.15810.21240.85***133xIIUIUSSSfBBfNBff～sfIsfSsEsjxsfBsfsSSIx1*SSxBs*～50%50%③数学模型：考虑励磁调节的严格模型④结果：以SGN、IGN为基准的各电气距离下的短路电流周期分量值Igxjs⑤使用：根据电气距离查曲线得计及负荷及励磁调节影响的周期分量电流。§3-4计算机算法原理一.等值网络根据叠加原理：短路分量=正常运行分量+故障分量正常运行分量可由潮流计算得；空载条件下，E”=1,Uf|0|=1二.短路电流的计算故障分量网络为：网络可用ZB表示，则故障分量网络的方程为：0fUfI0011111101fnnnfnfnfffnfnfIZZZZZZZZZUUU则)(0ffffIZUffffffZZUI1fififfiiiiZIZIUUUU100ijjiijzUUI三.利用YB形成ZBZB=Y-1B，根据节点导纳矩阵，利用数值解法求逆矩阵的方法，称为三角分解法（因子表法）100010001111111111111nnnininiiininnnininiiiniZZZZZZZZZYYYYYYYYY根据乘法，0101111111fnfffnnnininiiiniZZZYYYYYYYYYY阵已知，用加减消去法求解上式线性方程，可得Z阵中的第f列元素。常用的求解方法为三角分解法。四．短路点在线路上任意处的计算公式jfklzjk(1-l)zjk1.求网络中新增一节点f情况下的节点阻抗矩阵的第f列元素Zf1…Zff…Zfn2.利用原节点阻抗矩阵元素时kijifilZZlZ)1(jkkfijfffzlllZZlZ)1()1(