第四章

電力系統(tǒng)短路及短路電流計算復(fù)習(xí)舊課一、無限大容量系統(tǒng)的概念

是指由這種電源供電的電路內(nèi)發(fā)生三相短路時，電源的端電壓恒定不變，電壓的幅值和頻率也都恒定不變，即認(rèn)定為該系統(tǒng)的容量為“無限大”，記作S=∞，電源的內(nèi)阻抗Z=0。二、短路電流的變化規(guī)律復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)舊課三、短路電流各量的計算1.周期分量（穩(wěn)態(tài)分量）用標(biāo)么值計算時，取Uj=Uav，則周期分量有效值的有名值為Iz=Izt=I"=I∞

復(fù)習(xí)舊課2.沖擊短路電流iim=1.8Iz=2.55Iz

3.母線剩余電壓Urem*=I∞*X*，Urem=Urem*UjX*—母線至短路點(diǎn)的電抗標(biāo)么值首頁4.4有限大容量系統(tǒng)供電電路內(nèi)三相短路一、有限大容量系統(tǒng)的概念有限容量電源供電電源的系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時，母線電壓往往是顯著下降的，并不是恒定不變的。有限容量的等值電源容量就是系統(tǒng)所有電源的容量和，等值電抗為系統(tǒng)電源的總阻抗。有限大容量系統(tǒng)的概念有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析二、有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)短路電流的變化曲線（無勵磁自動調(diào)節(jié)裝置時）發(fā)電機(jī)供電電路內(nèi)短路電流的變化曲線（有勵磁自動調(diào)節(jié)裝置時）有限容量系統(tǒng)三相對稱短路分析

三、運(yùn)算曲線法運(yùn)算曲線法雖然影響短路電流周期分量的因素很多，但只要發(fā)電機(jī)（包括勵磁系統(tǒng)）的參數(shù)和運(yùn)行初態(tài)確定后，短路電流周期分量只是短路點(diǎn)到電源間電氣距離和時間t的函數(shù)而已。電氣距離用計算電抗表示。

運(yùn)算曲線法計算電抗是以某一電源支路所有發(fā)電機(jī)額定容量和SNΣ為功率基準(zhǔn)值，該電源支路短路回路總電抗的標(biāo)么值，計算電抗用XC*表示。即在短路電流計算算中，一般是先先求出統(tǒng)一基準(zhǔn)準(zhǔn)功率Sj下的某一電源支支路的短路回路路總電抗的標(biāo)么么值XΣ*，那么，將其換換算為計算電抗抗的公式：短路電流周期分分量的標(biāo)么值可可表示為計算電電抗XC*和時間t的函數(shù)，即Iz*=f（XC*，t）運(yùn)算曲線法表明這種函數(shù)關(guān)關(guān)系的曲線稱為為運(yùn)算曲線，如如圖1-4-16所示。運(yùn)算曲線法利用運(yùn)算曲線線計算短路電電流周期分量量的一般步驟如下：(1)根據(jù)計算電路路圖作出等值值電路，化簡簡電路，求出出短路回路的的總電抗XΣ*。(2)將XΣ*換算為計算電電抗Xc*。(3)根據(jù)計算電抗抗Xc*，查相應(yīng)的運(yùn)運(yùn)算曲線，可可得到t時刻短路電流流周期分量有有效值的標(biāo)么么值Izt*，其有名值為為當(dāng)Xc*>3.45時，可將等值值發(fā)電機(jī)當(dāng)作作無限大容量量電源處理。。運(yùn)算曲線法短路全電流的的最大有效值值為四、短路電流流其他各量的的計算1.短路沖擊電流流式中:—t=0時，周期分量量的起始有效效值，次暫態(tài)態(tài)短路電流，，可由運(yùn)算曲曲線查得。當(dāng)短路發(fā)生在在發(fā)電機(jī)端時時，取Kim=1.9；當(dāng)短路發(fā)生生在發(fā)電廠高高壓側(cè)母線及及發(fā)電機(jī)出線線電抗器后時時，取Kim=1.85；當(dāng)遠(yuǎn)離發(fā)電電廠的地點(diǎn)發(fā)發(fā)生短路時，，取Kim=1.8。2.短路全電流短路電流其他他各量的計算算【例1-4-4】】如圖1-4-18所示，系統(tǒng)以以火電廠為主主，計算K點(diǎn)三相短路時時的I"、iim、t=4s的周期分量有有效值Iz4和變壓器高壓壓側(cè)110kV母線的剩余電電壓。舉例解：取Sj=100MVA，Uj＝Uav計算各元件電電抗標(biāo)么值舉例（2）計算電抗（3）計算短路電電流及剩余電電壓查附錄一中汽汽輪機(jī)運(yùn)算曲曲線得P307圖3t=0時，I″*=0.96；t=4s時，Iz4*=1.02舉例舉例五、多電源系系統(tǒng)用運(yùn)算曲曲線法計算短短路電流（一）同一變變化法同一變化法就是將所有電電源合并為一一臺等值發(fā)電電機(jī)，忽略了了各發(fā)電機(jī)的的類型、參數(shù)數(shù)以及到短路路點(diǎn)的電氣距距離等因素對對周期分量的的影響，認(rèn)為為各發(fā)電機(jī)所所提供的短路路電流周期分分量的變化規(guī)規(guī)律完全相同同，因此計算算結(jié)果誤差較較大，特別是是電力系統(tǒng)中中有無限大容容量電源時不不能采用同一一變化法。多電源系統(tǒng)用用運(yùn)算曲線法法計算短路電電流個別變化法是將系統(tǒng)中所所有發(fā)電機(jī)，，按照類型及及距短路點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)近的不同分分為幾組，通通常分為2～3組即可。每一一組用一臺容容量為該組所所有發(fā)電機(jī)額額定容量和的的等值發(fā)電機(jī)機(jī)來替代，然然后對每一臺臺等值發(fā)電機(jī)機(jī)用運(yùn)算曲線線分別求出向向短路點(diǎn)提供供的短路電流流，則短路點(diǎn)點(diǎn)總的短路電電流就等于各各等值發(fā)電機(jī)機(jī)所提供的短短路電流之和和。（二）個別變變化法具體計算步驟驟如下：個別變化法(2)分別計算各等值發(fā)發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的的計算電抗。無限大容量電源仍保留以基準(zhǔn)準(zhǔn)功率為Sj的標(biāo)么電抗Xs*。(1)作出等值電路圖，，化簡電路。將發(fā)發(fā)電機(jī)進(jìn)行分組：與短路點(diǎn)直接連連接的同類型發(fā)電電機(jī)分為一組；與與短路點(diǎn)距離相差差不大的同類型發(fā)發(fā)電機(jī)分為另一組組；無限大容量電電源應(yīng)單獨(dú)為一組組。根據(jù)分組的結(jié)結(jié)果，化簡電路，，并將等值電路化化簡為各電源支路路直接與短路點(diǎn)相相連接。個別變化法(3)根據(jù)各計算電抗分分別查相應(yīng)的運(yùn)算算曲線，可得到各各等值發(fā)電機(jī)所提提供的短路電流周周期分量的標(biāo)么值值Izt1*、Izt2*、……。無限大容量電源源提供的短路電流流的標(biāo)么值為(4)計算短路點(diǎn)總的短短路電流周期分量量的有名值，為個別變化法「例1-4-6」試計算如圖1-4-20所示的計算電路中中K點(diǎn)三相短路時的I"和iim。舉例解：取Sj=100MVA，Uj=Uav計算各元件等值電電抗的標(biāo)么值并化簡電路舉例進(jìn)行Δ→丫：舉例將等值電路圖化簡為圖(c)所示的電路，其中中舉例進(jìn)行丫→Δ，并將系統(tǒng)S和火電廠H-1間的電抗略去，電電路化簡成如圖(d)所示舉例2．計算K點(diǎn)的短路電流(1)計算次暫態(tài)短路電電流I"無限大容量電源：：火電廠Hl：計算電抗短路點(diǎn)的次暫態(tài)短短路電流，應(yīng)等于于各電源支路所提提供的次暫態(tài)短路路電流的和。舉例查附錄一中汽輪發(fā)發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，，可得t=0時I"H1*=0.4計算電抗火電廠H2：舉例查附錄一中汽輪發(fā)發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線，，可得t=0時I"H2*=8.25于是，短路點(diǎn)總的的次暫態(tài)短路電流流為舉例(2)短路沖擊電流的計計算在短路點(diǎn)，短路的的沖擊電流等于各各電源支路所提供供的短路沖擊電流流之和。無限大容量電源，沖擊系數(shù)取Kim=1.8，則火電廠H1，沖擊系數(shù)取Kim=1.8，則舉例火電廠H2，沖擊系數(shù)取Kim=1.9，則于是，短路點(diǎn)總的的短路沖擊電流為為由以上計算可知，，在短路點(diǎn)，短路路電流的大小，主主要取決于額定容容量較小但距離短短路點(diǎn)較近的火電電廠H2。舉例例：試用個別法計計算右圖所示電路路中，d點(diǎn)發(fā)生三相短路時時的次暫態(tài)短路電電流和沖擊電流。。舉例習(xí)題：用個別變化法計算算下圖所示計算電電路K1、K3點(diǎn)三相短路時的I"、iim和t=4s的周期分量有效值值It=4s。系統(tǒng)以火電廠為為主，發(fā)電廠為水水電廠，其他計算算所需數(shù)據(jù)已標(biāo)明明在圖中。舉例舉例解：選取Sj=100MVA，Uj=Uav1.計算各元件的等等值電抗的標(biāo)么么值并化簡電路路舉例畫等值電路并化化簡如下圖所示示：舉例舉例舉例2.計算K1點(diǎn)的短路電流系統(tǒng)：計算電抗抗查附錄Ⅰ中汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)運(yùn)算曲線，可得得t=0時I″1*=0.95舉例t=4s時I1*t=4s=1.04水電廠：計算電電抗舉例查附錄Ⅰ中水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)運(yùn)算曲線，可得得t=0時I″2*=3.02t=4s時I2*t=4s=2.81舉例于是，短路點(diǎn)總總的次暫態(tài)短路路電流為t=4s時的周期分量有有效值：It=4s=2.611+1.76=4.381KAK1點(diǎn)總的短路沖擊擊電流為：iim=2.55×4.285=10.93KA舉例2.計算K2點(diǎn)的短路電流系統(tǒng)：計算電抗抗可看成無限大