三相短路计算

第二章电力系统三相短路电流的实用计算（1）电势都同相位：短路过程中各发电机之间不发生摇摆，并认为所有发电机的电势都同相位。（2）负荷近似估计：或当作恒定电抗，或当作某种临时附加电源，视具体情况而定。（3）不计磁路饱和：系统各元件的参数都是恒定的，可以应用叠加原理。三相短路实用计算的基本假设（4）对称三相系统：除不对称故障处出现局部的不对称以外，实际的电力系统通常都当做是对称的。（5）纯电抗表示:忽略高压输电线的电阻和电容，忽略变压器的电阻和励磁电流（三相三柱式变压器的零序等值电路除外），加上所有发电机电势都同相位的条件，这就避免了复数运算。（6）金属性短路:短路处相与相（或地）的接触往往经过一定的电阻（如外物电阻、电弧电阻、接触电阻等），这种电阻通常称为“过渡电阻”。所谓金属性短路，就是不计过渡电阻的影响，即认为过渡电阻等于零的短路情况。3.1网络变换与化简等值ffmfmfffZEIZEZEZEI22111.网络的等值变换（1）星网变换图3-1星形(a)和三角形(b)接线(a)(b)213133113232233212112ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ312312312333123122312231231231121ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ多支路星形变为网形图3-2多支路星形变为网形4321414141322341211211111111ZZZZZZZZZZZZZZZZZiiiijiijiiii:式中可以把该变化推广到i=n的情况（2）有源支路的并联图3-3并联有源支路的化简IZVEmiii1(a)(b)miiieqeqZEZVE1)0(2121ZZZZZeq211221ZZZEZEEeq令0I对于两条有源支路并联miieqZIVZ111iE令＝0IZVEmiii1由上图可得由戴维南定理定义计算Z6Z5fZ7Z4Z2Z3Z1Z10Z5fZ7Z8Z2Z9Z1fZ13Z11Z12Z2Z1fZ2fZ1ffZfΣEfΣ输入阻抗转移阻抗例:求输入阻抗和转移阻抗的过程2.分裂电势源和分裂短路点图3-4分裂电势源和分裂短路点(a)(b)(c)3.利用网络的对称性化简对称性：指网络的结构相同，电源一样，阻抗参数相等（或其比值相等）以及短路电流的走向一致等。在对应的点上，电位必然相同。同电位点之间的电抗可根据需要短接或断开。(a)网络接线图(b)等值电路(c)简化后的等值电路图3-5利用电路的对称性进行网络简化取网络中各发电机的电势为零，并仅在网络中某一支路（如短路支路）施加电势，在这种情况下，各支路电流与电势所在支路电流的比值，称为各支路电流的分布系数，用C表示。E电流分布系数的定义(1)电流分布系数的基本概念4.电流分布系数法fIIc11fIIc22fiiIIc……图3-6求电流分布系数示意图电流分布系数的特点：fIIII3211321321cccIIIIIIfff421III421ccc所以因为图3-7求电流分布系数示意图(2)分布系数与转移阻抗之间的关系ffIEZ11IEZf22IEZf33IEZf；；；fffffffffffffffZZZEZEIIcZZZEZEIIcZZZEZEIIc333322221111//////332211cZZcZZcZZffffff（3）电流分布系数的确定方法单位电流法21422111,/,IIIZVIZIZVaa343344,/,IIIZVIIZVVfbabfbfIZVE5令11I21444332211/////cccIIcIIcIIcIIcIEZfffffff＝或332211cZZcZZcZZffffff网络还原法图3-8并联支路的电流分布系数IZIZeqiiIZZIieqicZZcieqi两端同时除以短路电流fI对于两条并联支路且短路发生在总支路上时（）21122121ZZZcZZZc1ccZZcieqi补充例题1图3-9网络及其变换过程(a)(b)(c)(d)补充例题2图3-10网络的变换过程(a)(b)(c)(d)3.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算1.起始次暂态电流的计算•起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量）的初值。•静止元件的次暂态参数与稳态参数相同。11.1~05.1E实用计算：1E不计负载影响：•发电机：用次暂态电势和次暂态电抗表示。EdXIXjEVd•异步电动机：]0[]0[]0[sinIXVE2.0X图3-11异步电机简化相量图近似计算：•综合负荷：8.0E35.0X•输电线路和变压器：次暂态参数与其稳态参数相同。ffmfmfffZEIZEZEZEI2211用次暂态参数表示的等值电路及次暂态电流计算2.冲击电流的计算LDLDimLDimIki2•异步电机的提供的冲击电流：LDLDimimimIkIki22冲击电流对小容量电机和综合负荷：1.LDimk容量为200~500kW的异步电机：1.7~.51.LDimk容量为1000kW以上的异步电机：1.8~.71.LDimk3.3短路电流计算曲线及其应用作用：求任意时刻t的短路电流周期分量。1.计算曲线的概念),(tXfIef定义计算电抗jsXedjsXXX),(tXfIjsP则在发电机的参数和运行初态给定后，短路电流仅是电源到短路点的距离和时间的函数。2.计算曲线的制作汽轮发电机(18种):12MW~200MW水轮发电机(17种):12.5MW~225MW制作计算曲线的典型接线图当Xjs≥3.45时jsPXI/1*3.计算曲线的应用电源合并的原则：把短路电流变化规律大体相同的发电机合并起来。（3)远离短路点的同类型发电厂合并；（4)无限大功率电源（如果有的话）合并成一组。（1)与短路点电气距离相差不大的同类型发电机合并；（2)直接接于短路点的发电机（或发电厂）单独考虑；应用计算曲线法的步骤（1）绘制等值网络；（2）求转移电抗：Xif(i=1,2,…,g)、Xsf；（3）求计算电抗；BNiifjsiSSXX（4）查表：Ipt1*，Ipt2*，…，Ipt·g*。（5）无限大功率电源供给的短路周期电流SfpSXI1第i台等值发电机提供的短路电流为：avNiiptNiiptiptVSIIII3无限大功率电源提供的短路电流为：avBpSBpSpSVSIIII3短路点周期电流的有名值为：avBpSavNigiiptptVSIVSII331(6)计算短路电流周期分量的有名值3.4短路电流周期分量的近似计算(1)选定基准功率和基准电压，作出系统的标幺值等值电路，其中电源电势，不计负荷。(2)网络化简求出电源对短路点的组合电抗(3)求短路电流周期分量的标幺值BSavBVV1E*fXfPXI1基本思想假定电源为恒定电势源，周期分量的幅值不随时间而变化。fBBPPXIIII（4）电流有名值（5）功率的有名值fBXSSSBSBSSSIIX近似计算的应用确定未知系统的电抗(已知短路电流或短路功率)：未知系统例电力系统及其等值网络例