电力系统三相短路电流的实用计算

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1、第三讲电力系统三相短路电流的实用计算3-3短路电流运算曲线法及其应用3-1短路计算的基本假设3-2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算1、在一定计算条件下，计算三相短路电流交流分量的初始值，同时分析了异步电动机的短路反馈电流；2、针对不同系统，利用等效化简、叠加原理或计算曲线，求解起始次暂态电流；3、利用转移阻抗，求解短路电流在网络中的分布。重点引言对于包含有多台发电机的实际电力系统，短路电流的工程实用计算，一般需要计算：1、短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流：用于继电保护的整定计算、校验断路器的开断容量等；2、任意时该周期分量电流的有效值：用于电气设备热

2、稳定性的校验；3、冲击电流：用于电气设备动稳定性的校验。10-1短路计算的基本假设一同步发电机的短路计算条件1、假设发电机d轴和q轴等值电抗相等，以作为等值电抗，得近似认为次暂态电动势在短路前后不变，可以通过短路前的运行参数求取。元件名称元件名称汽轮发电机0.13831.09同步发电机0.201.20水轮发电机0.20531.12同步电动机0.201.10表10.1同步发电机和的平均值2、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。⑴若在计算中忽略负荷，所有电源的次暂态电势可以取为额定电压，即标幺值为1，相位相同。⑵当短路点远离电源时，可以

3、将发电机端电压母线看作恒定电压源，电压值取为额定电压。二变压器、电抗器、输电线的短路计算条件静止元件，如变压器、电抗器、输电线等，次暂态电抗等于稳态电抗。建立系统的电路模型时，一般可以：⑴忽略线路对地电容和变压器的励磁回路;⑵高压电网可以忽略线路电阻;⑶标幺值计算不考虑变压器的实际变比，认为变压器的变比k均为平均额定电压之比。三负荷对短路电流的影响1、如果正常情况下的负荷电流远小于短路电流，可以在计算用的等值网络中忽略负荷。若需要计及，则⑴短路前计及负荷，发电机的次暂态电势根据潮流计算所得的发电机端电压Ui(0)和发电机注入功率Si(0)决定：⑵短路后电网中的负

4、荷可以利用恒定阻抗近似表示，阻抗值由短路前潮流计算结果中的负荷端电压UDi(0)和负荷功率SDi(0)求得：2、异步电动机的短路反馈电流分析⑴短路反馈电流周期分量的初始值计算式中，——为正常运行时电动机端电压与电流——为次暂态电抗。电动机一般情况下⑴次暂态电抗可近似与起动电抗相等，其标幺值约为0.2；⑵次暂态电势约为0.9；⑶机端短路的交流电流初始值约为其额定电流的4.5倍。⑵短路冲击电流的计算异步电动机供给的短路冲击电流中，其周期分量和非周期分量都是自由分量，按各自的时间常数衰减到零。不计磁路饱和，异步电动机供给的冲击电流为：式中——反馈电流周期分量起始有效值

5、；——反馈电流周期分量幅值；——电动机的冲击系数。如果数据不确定，冲击系数可参考表10-2取值。电机容量（KW）200以下1200～5001.3～1.5500～10001.5～1.71000以上1.7～1.8一般情况下a、如果电动机的次暂态电势大于机端电压，且电动机距离短路点较近，需要考虑其向短路点提供的反馈电流；b、反之，则忽略电动机对短路电流的影响。表10-2电动机的冲击系数四其他假设⑴对称的三相系统;⑵金属性短路;⑶不计磁路饱和等。3-2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算根据不同的要求，将的计算分为精确计算和近似计算两种。一简单系统的计算近似计算是工程上常

6、用的计算方法。常采用网络化简的方法或者应用叠加原理对网络进行分解合成。近似计算:；忽略负荷，将网络化简。图10-1简单系统的计算例10-1短路点的电流为：采用叠加原理，短路点电流为正常分量与故障分量的叠加。图10-2叠加原理的应用发电机提供的短路冲击电流为：如果短路为非金属性短路，设经过发生短路，则短路点电流的相量形式为：由于正常分量比故障分量小很多，在实用计算中可以忽略不计。因此，短路点的电流为：不同短路点的冲击系数可以按照表10-3选取：短路点冲击系数发电机端1.90发电厂变压侧母线及发电机电压电抗器后1.85远离发电厂的地点1.80表10-3发电机的冲击系

7、数式中：第一项为同步发电机提供的冲击电流；第二项为负荷提供的冲击电流，包括异步电动机、同步电动机和同期调相机供给的冲击电流。⑴当短路点附近有大容量的异步电动机时，应计入它能提供的冲击电流；⑵系统中的同步电动机和同期调相机也可能会向系统供给冲击电流。冲击电流的表达式如下：二复杂系统计算复杂系统起始次暂态电流的计算原则与简单系统相同。计算步骤：⑴作出短路电路图;⑵计算各元件电抗标么值;⑶根据短路点作出等值电路图；⑷给元件编号，并标注于等值电路图；⑺根据短路电流求取其它短路量，如。⑸网络化简，求短路点的等值电抗；⑹由求出短路点的短路电流；10-3短路电流运算曲线法及其

8、应用一运算曲线的制定1、