10短路实电用计算.

第十章电力系统三相短路电流的实用计算10.1短路电流计算的基本原理和方法10.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算10.3短路电流计算曲线及其应用10.4短路电流周期分量的近似计算10.1短路电流计算的基本原理和方法（一）、建立电力系统节点方程1在潮流计算中，已经形成了不含发电机和负荷的节点方程2加上发电机阻抗3加上负荷等效阻抗kLDkkLDSVz.*2./2.*./kkLDkLDVSy或dx或''dxIYVVZI或i,LDkZiYNzikiIiyiE一、利用阻抗矩阵求其他元件的处理GjfifjijiIZIZVfifiiIZVV)0((0)fffffVIVZ0fffVIzfffffzZVI)0()0()0(ffffifiiVzZZVVpqqppqZVVkIVZIfz有源网络ffIfV有源网络ffIfVfzfIfVPqpqI1:kpqz短路计算框图输入原始数据形成节点导纳矩阵并进行三角分解计算支路电流输出结果选择故障点f计算节点阻抗矩阵第f列元素用公式计算短路电流用公式计算各节点电压YBjjYZejjLDUZe1(,1,...,1)nijiikkjkiZhuZinnfffffzZVI)0()0()0(ffffifiiVzZZVVpqqppqZVVkI12...TjjjnjZZZZ111211112121222212221212......10...0......01...0........................................00...1nnnnnnnnnnnnYYYZZZYYYZZZYYYZZZ0...1...0TjeBjjYZejjLDUZejUZHDHFjLFejf0,ij1,ij1,iikkkjlfijjh0,ij/,iifdij1(,1,...,1)nijiikkjkiZhuZinn回忆：阻抗矩阵列元素的求法1、转移阻抗的概念电势源i对短路点f的转移阻抗GifiifzEI/（二）、利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流无源线性网络f1z11EiziiEmzmmE2、电力系统短路电流可表示为：ififiEzIiE网络中只有一个电压源f点接地短路无源线性网络f1z11EizimzmfI3、转移阻抗的求法：((0)0)1fiffffffffifiiiifiiiffffifiififiiZZZZVZIZzIVEzEEEEzIZZ（2）由电流分布系数求//fiiiiififiiZIUzcIUZz故：（1）由阻抗矩阵求电源i的电流分布系数定义：在节点f单独注入电流时，所有电压源均短路接地，则可得到各电源支路电流，电流相比，得到cfI无源线性网络f1z1iIizimzmfIfffffiifiiZZzzZc（3）、利用网络的等值变换计算转移阻抗（1）将电源支路等值合并和网络变换，把原网络简化成一端接等值电势源另一端接短路点的单一支路，该支路的阻抗即等于短路点的输入阻抗，也就是等值电势源对短路点的转移阻抗，然后通过网络还原，算出各电势源对短路点的转移阻抗。（2）保留电势源节点和短路点的条件下，通过原网络的等值变换逐步消去一切中间节点，最终形成以电势源节点和短路点为顶点的全网形电路，这个最终电路中联结电势节点和短路点的支路阻抗即为该电源对短路点的转移阻抗。10.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算一、起始次暂态电流的计算1、定义：起始次暂态电流：短路电流周期分量的初值2、次暂态参数的选择（1）发电机：取次暂态电抗后电势次暂态电势假定发电机在短路前额定满载运行不计负荷影响，取（4）综合负荷：次暂态电势仅在该点电压低于此值才考虑次暂态电抗3、的计算：I]0[]0[]0[0sinIxVE11.1~07.10E10E（2）汽轮发电机和有阻尼绕组的凸极发电机的次暂态电抗可以取为。（3）电动机：次暂态电抗一般包含在负荷中了dxx1/0.2stxI8.0E35.0xI0''''/fifiiGIEz1''fiGfiIz近似计算1.交轴次暂态电势与直轴次暂态电抗qqddEUxi(0)dqdIEx2.直轴次暂态电势及交轴次暂态电抗ddqqEUxiqodqxEI)(有阻尼绕组同步发电机的相量图3.次暂态电抗后电势''''''('')dqqdEEjEUjxIxxx二、冲击电流的计算负荷提供的冲击电流(冲击系数k的取值见P148：小容量取1,200~500kW取1.3~1.5,500~1000kW取1.5~1.7；1000kW以上去1.7~1.8)电源提供的冲击电流(k的取值见P100：厂高压母线1.85，厂发电机电压母线1.9，其它1.8)总的冲击电流LDLDimLDimIki2....2imGimGGikI.,22imimLDLDimGGikIkI3fNfSUI短路容量10.3短路电流计算曲线及其应用一、计算曲线的概念计算电抗是指归算到发电机额定容量的外接电抗的标幺值和发电机纵轴次暂态电抗的标幺值之和。所谓计算曲线是指描述短路电流周期分量与时间t和计算电抗之间关系的曲线，即jsxedjsxxx),(*txfIjsp电力系统短路电流计算公式复杂，实际应用不方便。故采用计算曲线方法：即先选择典型电路，在设定条件下令其短路，用精确的短路电流公式计算其短路电流值，将计算结果制成表格或曲线。当实际应用中需要算短路电流时，只要算出计算电抗，就可以直接查表得出电流。避免了复杂的运算。注意：此标幺值是以发电机额定容量为基准的。注意：此标幺值是以发电机额定容量为基准的。10.3短路电流计算曲线及其应用二、计算曲线的制作条件GNSfLDS（1）在短路过程中，负荷取50%，用恒定阻抗表示，即)sin(cos2jSVZLDLD9.0cos,1V式中，取（4）当时，近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变，直接按下式计算即可45.3jsxjspxI/1*根据我国的实际情况，制作曲线时选用如下接线45.3jsx（3）计算曲线只作到为止（2）发电机的强行励磁电压顶值取1.810.3短路电流计算曲线及其应用三、计算曲线的应用1、网络化简（把所有参数归算到一个统一的基准值下面再化简）忽略负荷略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路化简成完全网形电路（含电源点和短路点）略去电源点之间的支路2、电源合并按照电源特性相近，距离短路点距离相近则可以合并的原则进行合并，其目的是减少电源支路，简化计算（合并之后的等值电源容量为各支路容量之和，等值计算电抗为各支路计算电抗的并联值（要再归算在等值容量下））BNifijsSSxx3、查表计算fSPSxI/1*4、无限大电源取：5、将各短路电流有名值相加。续（5）计算短路电流周期分量的有名值第i台等值发电机提供的短路电流为无限大功率电源提供的短路电流为短路点周期电流的有名值为..*.*3NiptiptiNiptiavSIIIIV.**133gNiBPSptiPSiavavSSIIIVV**3BpSpSBpSavSIIIIV例6-8系统接线如图所示，参数如下，若f点发生三相短路，试求：短路后0.5s和2s时短路电流周期分量。31.25,0.13GdSMVAx20,%10.5NSSMVAU发电机G1，G2：变压器T－1、T-2：发电机G3：235.3,0.3GSMVAx线路L：2100,0.4/kmxkm每回思路1：将三个电源分别化简为独立支路，再查表思路2：将2、3电源合并为一个电源，查表思路1解：21221000.130.41631.25BBGBVSxxxSV发电机G1，G2：变压器T－1、T-2：发电机G3：线路L：（1）网络化简取100,BBavSMVAVV31000.30.127235.3x451000.1050.52520xx6211000.41000.1512115x解：（2）计算各电源的转移电抗90.9410.5250.9410.5253.2430.278x90.2780.5250.2780.5250.9580.941x解：（3）计算各电源的计算电抗11131.250.4160.13100GNjsfBSxxS100BSMVA31.25GSMVA发电机G1，G2：发电机G3：235.3GSMVA该数据是在基准容量下的，现在要转化到各发电机容量下22231.253.2431.013100GNjsfBSxxS333235.30.9582.254100GNjsfBSxxS解：（4）查表P259、P260得短路电流标幺值10.520.133.9182.801jsSSxII20.521.0130.9441.113jsSSxII30.522.2540.4530.458jsSSxII（5）将标幺值电流转化为短路点电压下的有名值通常近处电源短路电流随时间逐渐变小，远处电源短路电流随时间先变小然后增大到超过原来初始值。10.51231.2513.9183.91811.22k336.331.252.8013.9188.02k336.3GNSBGNSBSIAUSIAU发电机0.5222.704k2.958kSSIAIA发电机0.5239.768k9.876kSSIAIA发电机解：（6）将各短路电流有名值相加得到短路电流周期分量0.5211.222.7049.76823.693k8.022.9589.87612.92kSSIAIA思路2解：23(2//3)(2//3)31.25235.30.741.97100GNGNjsBSSxxS(2//3)0.521.970.5150.529jsSSxII0.5231.25235.30.51512.58k12.92k36.3SSIAIA有名值和1支路相加后的有名值0.5223.80k20.942kSSIAIA作业6-5，下周二交作业回忆：星网变换11211nijijkkzzzz52351z21z1431z41z52353z23z434z45z52z