第二章-实用短路电流计算

第二章实用短路电流计算概述1.短路的原因电器绝缘损坏；运行人员误操作；其它因素。2.短路的类型对称短路：三相短路不对称短路：两相短路、两相接地短路和和单相接地短路概述3.短路的危害短路电流的热效应使设备急剧发热，可能导致设备过热损坏；短路电流产生很大的电动力，可能使设备永久变形或严重损坏；短路时系统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作；短路可能使电力系统的运行失去稳定；不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作2.1短路电流计算的目的与原则2.1.1短路电流计算的目的•电气主接线的比较与选择。•断路器等电气设备选择与校验；•研究限制短路电流措施；•为继电保护设计与调试提供依据2.1.2短路电流计算的一般规定（1）计算时系统情况所有电源在额定运行状态；三相系统对称运行；（2）接线方式计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（3）计算容量应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成后的5~10年。（4）短路种类一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自藕变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。（5）短路计算点在正常接线方式时，通过设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。（6）短路计算方法在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算方法。所谓实用计算法，是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是微分方程去求解短路电流的完整表达式。aTtkpmmkpmappkeIItIiii)sin()sin()sin(实用计算方法•无穷大容量电源系统三相短路计算•有限容量电源系统三相短路电流的计算•多电源系统的三相短路电流计算一、无穷大容量电源系统三相短路计算•1.三相短路电流周期分量有效值****1pIIIX•标幺制:**1()3BpdavSIIIIIkAXU•2.短路电流冲击值2()shshiKIkA212(1)()shshIIKkA•3.三相短路功率*3BkavSSUIX二、有限容量电源系统三相短路电流的计算有限容量电源系统发生三相短路后，其母线电压不再保持恒定，短路电流周期分量也随之发生变化。•在实际工程计算中，通常采用“运算曲线”来求解三相短路电流周期分量的有效值••式中：t——待求短路电流的时间；•X*ca——短路回路的计算电抗,是以向短路点直接提供短路电流的发电机总容量为基准功率求出的电抗标幺值。),(captXtfI汽轮发电机的运算曲线X*ca3.45，这时短路点较远，可以认为是无穷大电源，和无穷大电源类似运算曲线法步骤•画出以标幺值电抗表示的等值电路（SB=100MVA）•化简网络，求出电源至短路点的转移电抗•将转移电抗换算到以电源容量为基准容量的新标幺值，即计算电抗X*ca•查曲线•求出有名值三、多电源供电系统的短路电流计算当多个电源同时对某一供配电系统供电时，称该系统为多电源供电系统，其电源组成有以下三种情况：1.多个电源均来自无穷大容量系统；2.多个电源均来自有限容量系统；3.部分电源来自无穷大容量系统，另一部分电源来自有限容量系统。可应用叠加原理求解2.2三相短路电流计算步骤2.2.1元件参数计算（1）基本假设•系统中发电机均为理想电机。电源的电动势大小取值为1，相位角相同；•原件的电阻都略去不计；•不考虑输电线路的电容；•不计及静止负荷的作用；（2）参数标幺值基准值：MVA，100BSBavUU发电机：Bd*dGNSxxPcos变压器：100dBT*TNU%SxS线路：2Bl*lavSxxU对于三绕组变压器，各侧等值电抗计算式为：112*132312xxxx212*231312xxxx313*231212xxxxF1F2353MVAX”d=16.7%ZB1380MVAUd=14%ZB2C1Sc1=∞220kV500kVC2Sc2=∞F3F4F5F6667MVAX”d=21%ZB3ZB4ZB5ZB6720MVAUd=14%Ud1-2=11%Ud1-3=34%Ud2-3=21.2%360MVAUd=16%2.2.2网络化简，求转移电抗230kV525kVF1F2F3F4F5F6C1C210.47320.38930.47340.38950.2886-0.01870.23880.47390.444100.473110.444120.315130.194140.315150.194160.1035f1NBUU05.1MVASB1000取230kV525kVF1,F2C1C2170.43150.2886-0.01870.238160.1035f1180.164F3~F6431.02389.0473.022117xxx164.02444.0473.0||2194.0315.02||213129818xxxxxF1,F2C1C2200.98190.655160.1035f1180.164F3~F6655.0431.022.0288.022.0288.01111776576519xxxxxxxx98.0288.022.0431.022.0431.011117765761720xxxxxxxx2.2.3求计算电抗BGNzyjsSSxx根据上述计算得到的转移电抗，按照各发电机的额定容量和系统的基准容量根据式可得计算电抗。不计算无穷大系统的计算电抗。694.0100070698.020jsx335.010002040164.018jsx665.019jsx1035.016jsx2.2.4各电源点短路电流标幺值由计算所得的计算电抗，查相应机组的运算曲线，可得不同时刻的短路电流标幺值。当计算电抗值时，不考虑短路电流周期分量的衰减，此时的短路电流标幺值根据式计算。3jsx1jsIx当发电机节点为无穷大系统时，其短路电流标幺值根据式计算，且所有时刻都相等。1Ix2.2.5各电源点短路电流周期分量的计算BGNUSII3BBUSII3根据基准电流，即可计算各发电机阶段短路电流有名值。有限大电源无限大电源2.2.6短路容量和短路电流最大值tBIUS3MVAIUSB5.18778525651.2033MVAIUSB76.1801331.01.0MVAIUSB03.1729932.02.0MVAIUSB07.17098344（1）短路容量（2）短路冲击电流三相短路发生后的半个周期（t=0.01s），短路电流的瞬时值达到最大，称为冲击电流，其值按下式计算（当不计周期分量的衰减时）：Ikichch22.3不对称短路电流计算不对称短路计算一般采用对称分量法。三相网络内任一组不对称量都可以分解为三组对称分量。由于三组对称网络中对称分量的独立性，可利用叠加原理，分别计算，然后从对称分量中求出实际的短路电流或电压值。