電氣工程45節(jié)課件

1、17.4 網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算第第7章章 一一 網(wǎng)絡(luò)的等值簡化網(wǎng)絡(luò)的等值簡化 二二 轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗 三三 利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流2一一 網(wǎng)絡(luò)的等值簡化網(wǎng)絡(luò)的等值簡化7.4節(jié)節(jié) 1 等值電勢法等值電勢法2 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法3 利用電路的對稱性化簡利用電路的對稱性化簡3IIIIn217.4節(jié)節(jié)1 等值電勢法等值電勢法原則：原則： 使網(wǎng)絡(luò)中其他部分的電壓、電流在變換使網(wǎng)絡(luò)中其他部分的電壓、電流在變換前后保持不變。前后保持不變。1E2EnI1I2InE- +- + - + - +Z1Z2ZnUI1212eqnneqEUEUEUEUZZ

2、ZZUI - +ZeqeqE一一 網(wǎng)絡(luò)的等值簡化網(wǎng)絡(luò)的等值簡化(續(xù)續(xù)1)4故故則則，令令 , 0 0 21 eqnEEEEeqnZZZZ111121 111eqniiZZ 即：即：7.4節(jié)節(jié)1212eqnneqEUEUEUEUZZZZ1 等值電勢法等值電勢法(續(xù)續(xù)1)57.4節(jié)節(jié)1212eqnneqEUEUEUEUZZZZ1111niniiieqeqniiiiEZEEZZZ 0U 令令eqeqnnZEZEZEZE 2211即：即：1 等值電勢法等值電勢法(續(xù)續(xù)2)6 2 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法7.4節(jié)節(jié)目標(biāo)：目標(biāo)： 消除網(wǎng)絡(luò)中非電源的節(jié)點。消除網(wǎng)絡(luò)中非電源的節(jié)點。X1X2X3X41234nX13

3、X14X23X241234nX12X34一一 網(wǎng)絡(luò)的等值簡化網(wǎng)絡(luò)的等值簡化(續(xù)續(xù)2)77.4節(jié)節(jié)X1X2X3X41234nX13X14X23X241234nX12X3411mijinjnkknXX XX 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)節(jié)點i和節(jié)和節(jié)點點j之間的電抗之間的電抗網(wǎng)絡(luò)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)節(jié)點k與待消與待消節(jié)點節(jié)點n之間的電抗之間的電抗網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)的頂點數(shù)的頂點數(shù)星網(wǎng)變換公式：星網(wǎng)變換公式：2 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法(續(xù)續(xù)1)8z13132z23z12z1132z3z27.4節(jié)節(jié)3212112zzzzzz 2313113zzzzzz 1323223zzzzzz 2 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法(續(xù)續(xù)2)9z13132z2

4、3z12z1132z3z223131213121zzzzzz 23131223122zzzzzz 23131213233zzzzzz 7.4節(jié)節(jié)2 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法(續(xù)續(xù)3)10v 電位相等的節(jié)點，可直接相連；電位相等的節(jié)點，可直接相連；v 等電位點之間的電抗，可短接后除去。等電位點之間的電抗，可短接后除去。 3 利用電路的對稱性化簡利用電路的對稱性化簡7.4節(jié)節(jié)一一 網(wǎng)絡(luò)的等值簡化網(wǎng)絡(luò)的等值簡化(續(xù)續(xù)3)117.4節(jié)節(jié)X1X5X6X2X3X412k + -1E + -2E - +E + -21EE X6 - +EX1X22X3X4k3 利用電路的對稱性化簡利用電路的對稱性化簡(續(xù)續(xù)1)1

5、2二二 轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗7.4節(jié)節(jié)1E2E- +- + - +Z1kZ2kZnkkInknikikkkZEZEZEZEI 2211nE - +iEk 各電源送到短路點的電流由各電源電勢節(jié)點和各電源送到短路點的電流由各電源電勢節(jié)點和短路點之間的阻抗決定，這個阻抗稱為該電源對短短路點之間的阻抗決定，這個阻抗稱為該電源對短路點間的轉(zhuǎn)移阻抗。路點間的轉(zhuǎn)移阻抗。可見可見1 定義定義137.4節(jié)節(jié) 如果只在第如果只在第i個電源節(jié)點加電勢個電源節(jié)點加電勢 ，其它，其它電勢為零，則電勢為零，則 與從第與從第k個節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)的電個節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)的電流流Ik之比值，即為節(jié)點之比值，即為節(jié)點i與節(jié)點與節(jié)點k之間的轉(zhuǎn)移

6、阻之間的轉(zhuǎn)移阻抗抗Zik 。iEiE1E2EnE- +- + - + - +kIiEkkiikIEZ 2 求解求解Z1kZ2kZnkZik二二 轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗(續(xù)續(xù)1)14三三 利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流7.4節(jié)節(jié)1 網(wǎng)絡(luò)化簡法網(wǎng)絡(luò)化簡法2 單位電流法單位電流法3 例題例題157.4節(jié)節(jié)1 網(wǎng)絡(luò)化簡法網(wǎng)絡(luò)化簡法X13X1kX23X12kX1X2X3X4n1E3E2Ek1E3E2EX2kX3k三三 利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流(續(xù)續(xù)1)167.4節(jié)節(jié)2 單位電流法單位電流法kX1X2X3X41E3E2E- +- +- +XkkX1X2X

7、3X41E3E2E- +- +- +XkkE+ -11 I三三 利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流(續(xù)續(xù)2)177.4節(jié)節(jié)kX1X2X3X4XkkE+ -11 I1112212412443334/aababkkbkkUI XXIUXXXIIIUUI XIUXIIIEUI X ab2I4I3IkI各電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為：各電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為：/kikiXEI 2 單位電流法單位電流法(續(xù)續(xù)1)18例例7-6 某系統(tǒng)等值電路如下，所某系統(tǒng)等值電路如下，所有電抗和電勢均為歸算至統(tǒng)一有電抗和電勢均為歸算至統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。（1）試分別用網(wǎng)絡(luò)化簡法及

8、單）試分別用網(wǎng)絡(luò)化簡法及單位電流法求各電源對短路點的位電流法求各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。轉(zhuǎn)移電抗。（2）若在）若在k點發(fā)生三相短路，點發(fā)生三相短路，試求短路點電流的標(biāo)幺值。試求短路點電流的標(biāo)幺值。7.4節(jié)節(jié)X2=0.83X6=0.0075X1=0.83X4=1.4X5=1.4k + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX3=1.53從本例開始，標(biāo)幺值省去下標(biāo)從本例開始，標(biāo)幺值省去下標(biāo)“*”197.4節(jié)節(jié)X2=0.83X6=0.0075X1=0.83X4=1.4X5=1.4k + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX3=1.53解：解：1 求轉(zhuǎn)移阻抗

9、求轉(zhuǎn)移阻抗(1) 網(wǎng)絡(luò)化簡法網(wǎng)絡(luò)化簡法X9X7X83473451.53 1.42.140.491.531.41.44.33X XXXXX 3583451.53 1.40.494.33X XXXXX 4593451.4 1.40.454.33X XXXXX 例例7-6(續(xù)續(xù)1)207.4節(jié)節(jié)X2=0.83X6=0.0075X1=0.83k + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX9X7X8X10X11102711690.830.491.320.0750.450.525XXXXXX例例7-6(續(xù)續(xù)2)217.4節(jié)節(jié)X1=0.83k + -25. 11 E + -1 . 12

10、 E - +13 EX8X10X11X3kX2k281081011381181011111()3.04111()1.21kkXX XXXXXX XXXX 因此有轉(zhuǎn)移電抗：因此有轉(zhuǎn)移電抗：X1k = X1 = 0.83例例7-6(續(xù)續(xù)3)227.4節(jié)節(jié)(2) 單位電流法單位電流法X2=0.83X6=0.0075X1=0.83X4=1.4X5=1.4k + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX3=1.53X1k + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX8X10X11例例7-6(續(xù)續(xù)4)237.4節(jié)節(jié)(2) 單位電流法單位電流法X1k + -25. 1

11、1 E + -1 . 12 E - +13 EX8X10X11 + -kE13 I311210823881 0.5250.5250.525 1.320.3980.3981.01.3980.5251.398 0.491.21aakaUI XIUXIIIEUI X a2I8I2233/1.21/0.3983.04/1.21/1.01.21kkkkXEIXEI X1k = X1 = 0.83因此有轉(zhuǎn)移電抗：因此有轉(zhuǎn)移電抗：例例7-6(續(xù)續(xù)5)247.4節(jié)節(jié)X1kk + -25. 11 E + -1 . 12 E - +13 EX3kX2k2 求短路電流求短路電流3121231.251.11.02.6

12、90.833.041.21kkkkEEEIXXX -完完-例例7-6(續(xù)續(xù)6)25本節(jié)結(jié)束本節(jié)結(jié)束點此進(jìn)入下一節(jié)點此進(jìn)入下一節(jié)267.5 有限容量系統(tǒng)三相短路電流的實用計算有限容量系統(tǒng)三相短路電流的實用計算第第7章章無限大功率電源：無限大功率電源： 端電壓維持不變端電壓維持不變有限容量電源：有限容量電源： 存在內(nèi)電抗，端電壓無法維持恒定存在內(nèi)電抗，端電壓無法維持恒定短路電流周期分量的幅值將隨時間發(fā)生變化短路電流周期分量的幅值將隨時間發(fā)生變化277.5 有限容量系統(tǒng)三相短路電流的實用計算有限容量系統(tǒng)三相短路電流的實用計算第第7章章 一一 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程同步發(fā)電機(jī)突然三相短路

13、的電磁暫態(tài)過程 二二 起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算 三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)用計算曲線計算短路電流281 超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t一一 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程7.5節(jié)節(jié)2 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程291 超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t0 Ridtd 0 dtd R=0=常數(shù)常數(shù)超導(dǎo)體就是電阻為零的導(dǎo)體超導(dǎo)體就是電阻為零的導(dǎo)體超導(dǎo)體閉合回路：磁鏈不變超導(dǎo)體閉合回路：磁鏈不變eiR7.5節(jié)節(jié)一一 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁

14、暫態(tài)過程(續(xù)續(xù)1)30i1N1 1 Li00 1 11 Li00 Li+i07.5節(jié)節(jié)1 超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t(續(xù)續(xù)1)312 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程7.5節(jié)節(jié)定子繞組中周期分量電流的突然變化定子繞組中周期分量電流的突然變化勵磁繞組為了維持磁鏈不變，產(chǎn)生一個直流分量勵磁繞組為了維持磁鏈不變，產(chǎn)生一個直流分量使定子繞組的周期分量電流增大使定子繞組的周期分量電流增大衰減至零衰減至零穩(wěn)態(tài)短路電穩(wěn)態(tài)短路電流流一一 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的電磁暫態(tài)過程(續(xù)續(xù)2)32a 無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)7.5節(jié)節(jié)暫態(tài)過程暫態(tài)過程

15、dX qE 在短路瞬間，與轉(zhuǎn)子勵磁繞組交鏈的總磁鏈在短路瞬間，與轉(zhuǎn)子勵磁繞組交鏈的總磁鏈不能突變。不能突變。與總磁鏈成正比的與總磁鏈成正比的 保持不變。保持不變。q軸暫態(tài)電勢軸暫態(tài)電勢暫態(tài)電抗暫態(tài)電抗dEUjX I E 暫態(tài)電勢暫態(tài)電勢電勢方程電勢方程發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)端電壓端電壓定子電流定子電流2 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程(續(xù)續(xù)1)33b 有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)7.5節(jié)節(jié)dX qE 在短路瞬間，與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和阻尼繞組交在短路瞬間，與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和阻尼繞組交鏈的總磁鏈不能突變。鏈的總磁鏈不能突變。 與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和縱軸阻尼繞組成正比的與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和縱軸阻尼繞組成正比的 保持不變

16、。保持不變。q軸次暫態(tài)電勢軸次暫態(tài)電勢縱軸次暫態(tài)電抗縱軸次暫態(tài)電抗2 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程(續(xù)續(xù)2)347.5節(jié)節(jié)dE 與轉(zhuǎn)子橫軸阻尼繞組的總磁鏈成正比的與轉(zhuǎn)子橫軸阻尼繞組的總磁鏈成正比的 保保持不變。持不變。qX d軸次暫態(tài)電勢軸次暫態(tài)電勢橫軸次暫態(tài)電抗橫軸次暫態(tài)電抗qddEEEUjX I 電勢方程電勢方程2 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程(續(xù)續(xù)3)短路前后保持不變短路前后保持不變次暫態(tài)過程次暫態(tài)過程 有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)0000sinEUX I 近似公式為近似公式為端電流和端電端電流和端電壓的相角差壓的相角差發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)端電壓端電壓定子電流定子電流35二二 起始次暫態(tài)電流

17、和沖擊電流的計算起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算 7.5節(jié)節(jié)1 定義定義2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟3 沖擊電流的計算沖擊電流的計算4 例題例題367.5節(jié)節(jié) 短路電流周期分量的初值為起始次暫態(tài)電流。短路電流周期分量的初值為起始次暫態(tài)電流。1 定義定義二二 起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算 (續(xù)續(xù)1)377.5節(jié)節(jié)2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟a 把系統(tǒng)中所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示把系統(tǒng)中所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示二二 起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算 (續(xù)續(xù)2)b 按計算穩(wěn)態(tài)電流的方式計算起始次暫

18、態(tài)電流按計算穩(wěn)態(tài)電流的方式計算起始次暫態(tài)電流38v標(biāo)幺值計算采用近似方法，變壓器的變比為標(biāo)幺值計算采用近似方法，變壓器的變比為平均額定電壓之比平均額定電壓之比 v 忽略線路對地電容忽略線路對地電容v忽略變壓器的勵磁回路忽略變壓器的勵磁回路v高壓電網(wǎng)計算中，還可以忽略線路電阻高壓電網(wǎng)計算中，還可以忽略線路電阻注意注意2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟(續(xù)續(xù)1)7.5節(jié)節(jié)v變壓器、電抗器、輸電線路的次暫態(tài)電抗變壓器、電抗器、輸電線路的次暫態(tài)電抗=穩(wěn)穩(wěn)態(tài)電抗態(tài)電抗39v短路后電網(wǎng)中的負(fù)荷可近似用恒定阻抗表示。短路后電網(wǎng)中的負(fù)荷可近似用恒定阻抗表示。7.5節(jié)節(jié)注意注意8 . 0 E35.

19、 0 Xv短路時的負(fù)荷可以近似用一個含次暫態(tài)電勢和次短路時的負(fù)荷可以近似用一個含次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗的等值支路來表示。暫態(tài)電抗的等值支路來表示。2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟(續(xù)續(xù)2)407.5節(jié)節(jié)00EE GkTLXkXTXLXk0kEIXX I 0E 2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟(續(xù)續(xù)3)417.5節(jié)節(jié)注意注意 當(dāng)短路點附近有大容量的電動機(jī)時，需要計及當(dāng)短路點附近有大容量的電動機(jī)時，需要計及電動機(jī)對短路電流的影響電動機(jī)對短路電流的影響0000sinEUX I 其中，異步電動機(jī)次暫態(tài)電勢的近似公式為其中，異步電動機(jī)次暫態(tài)電勢的近似公式為短路前異步電短路

20、前異步電動機(jī)的端電壓動機(jī)的端電壓短路前異步電短路前異步電動機(jī)的端電流動機(jī)的端電流端電流和端電端電流和端電壓的相角差壓的相角差2 起始次暫態(tài)電流計算步驟起始次暫態(tài)電流計算步驟(續(xù)續(xù)4)423 沖擊電流的計算沖擊電流的計算pmshTpmTpmpmGshIkeIeIIiaa )1(/01. 0/01. 07.5節(jié)節(jié)mI LDLDshLDshIki 2電動機(jī)提供的沖擊電流為電動機(jī)提供的沖擊電流為負(fù)荷提供的起始次暫態(tài)電流負(fù)荷提供的起始次暫態(tài)電流(周期分量周期分量)的有效值的有效值同步電機(jī)提供的沖擊電流為同步電機(jī)提供的沖擊電流為負(fù)荷沖擊系數(shù)負(fù)荷沖擊系數(shù)起始次暫態(tài)起始次暫態(tài)電流最大值電流最大值437.5節(jié)節(jié)

21、電機(jī)容量電機(jī)容量/kW200以下以下12005001.31.550010001.51.71000以上以上1.71.8LDshk 3 沖擊電流計算步驟沖擊電流計算步驟(續(xù)續(xù)1)447.5節(jié)節(jié)總的沖擊電流為總的沖擊電流為LDLDshmshshIkIki 2 t0.01s后，可認(rèn)為異步電動機(jī)的短路電流已后，可認(rèn)為異步電動機(jī)的短路電流已經(jīng)降為零。經(jīng)降為零。注意注意3 沖擊電流計算步驟沖擊電流計算步驟(續(xù)續(xù)2)4520MW10.2kVcos =0.8，滯后，滯后G fM例例7-7 下圖中，一臺發(fā)電機(jī)向一臺同步電動機(jī)供電。下圖中，一臺發(fā)電機(jī)向一臺同步電動機(jī)供電。若在電動機(jī)端點若在電動機(jī)端點f發(fā)生三相短路，

22、試求短路后瞬時故發(fā)生三相短路，試求短路后瞬時故障點的短路電流以及發(fā)電機(jī)和電動機(jī)支路中電流的障點的短路電流以及發(fā)電機(jī)和電動機(jī)支路中電流的交流分量。交流分量。7.5節(jié)節(jié)10.5kV30MVAxGd=0.20XL=0.130MVAxMd=0.2046MVA30 BS10.5kVBU kA65. 15 .10310303 BI取基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)值解：解： j0.2fj0.1 j0.20GE 0ME (1) 等效電路等效電路7.5節(jié)節(jié)例例7-7 (續(xù)續(xù)1)G fM47 j0.2fj0.1 j0.20GE 0ME 010.200.97 010.5fUkA9 .36415. 19 .362 .1038 . 02

23、00 I52. 069. 09 .360.869 .3665. 1415. 10jI (2) 根據(jù)短路前的等值電路和運行情況計算根據(jù)短路前的等值電路和運行情況計算 和和則正常情況下電路中的工作電流為：則正常情況下電路中的工作電流為：0GE 0ME 0I0fU令：令：7.5節(jié)節(jié)20MW10.2kVcos =0.8，滯后，滯后例例7-7 (續(xù)續(xù)2)48 j0.2fj0.1 j0.20GE 0ME 0I0fU7.5節(jié)節(jié)0000.97(0.690.52) 0.31.1260.207GfdEUjIxjjj 0000.97(0.690.52) 0.20.8660.138MfMdEUjIxjjj發(fā)電機(jī)的次暫

24、態(tài)電勢為：發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢為：電動機(jī)的次暫態(tài)電勢為：電動機(jī)的次暫態(tài)電勢為：xdS S例例7-7 (續(xù)續(xù)3)49fI kA188. 6139. 165. 1)75. 369. 0(65. 13 . 0207. 0126. 1jjjjIG 發(fā)電機(jī)支路中的電流為：發(fā)電機(jī)支路中的電流為：(3) 根據(jù)短路后等值電路算出各處電流根據(jù)短路后等值電路算出各處電流 j0.2fj0.1 j0.20GE 0ME 7.5節(jié)節(jié)0I0fUGI MI 例例7-7 (續(xù)續(xù)4)50fI j0.2fj0.1 j0.20GE 0ME 7.5節(jié)節(jié)GI MI kA145.7139.165.1)33.469.0(65.12 .0138

25、.0866.0jjjjIM kA33.13)145. 7139. 1()188. 6139. 1(jjjIIIMGf 電動機(jī)支路中的電流為：電動機(jī)支路中的電流為：故障點的短路電流為：故障點的短路電流為：例例7-7 (續(xù)續(xù)5)-完完-51例例7-8 試計算下圖電力系統(tǒng)在試計算下圖電力系統(tǒng)在f點發(fā)生三相短路時的沖擊點發(fā)生三相短路時的沖擊電流。其中線路電抗為電流。其中線路電抗為0.4W W/km 。7.5節(jié)節(jié)6MVA30MVA10.5kV115kV6.3kV6.3kVGa=bcf60MVAxd=0.1231.5MVAUs%=10.55MVAxd=0.220MVAUs%=10.57.5MVAUs%=1

26、0.560km20km10km18MVA52x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x3E3x4E4x5E57.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)1)Ga=bcf解解: 1）先將全部負(fù)荷計入，以額定標(biāo)幺電抗為）先將全部負(fù)荷計入，以額定標(biāo)幺電抗為0.35、電勢、電勢為為0.8的電源表示。有等效電路如下：的電源表示。有等效電路如下：532 . 06010012. 01 x451002 . 02 x17. 13010035. 03 x95. 11810035. 04 x83. 5610035. 05 x調(diào)相機(jī)：調(diào)相機(jī)：負(fù)荷負(fù)荷LD-1：負(fù)荷負(fù)荷LD-2：負(fù)荷負(fù)荷LD-3：(2) 選取選取SB=10

27、0MVA和和UB=UAV，算出等值網(wǎng)絡(luò)中的各，算出等值網(wǎng)絡(luò)中的各電抗的標(biāo)幺值如下電抗的標(biāo)幺值如下:發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)2)5433. 05 .31100105. 06 x53. 020100105. 07 x4 . 15 . 7100105. 08 x18. 0115100604 . 029 x06. 0115100204 . 0210 x03. 0115100104 . 0211 x變壓器變壓器T-1：變壓器變壓器T-2：變壓器變壓器T-3： 線路線路L-1：線路線路L-2：線路線路L-3：7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)3)55取發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢取發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢E

28、1=1.08210.2 11.2dEUx I 調(diào)相機(jī)按短路前額定滿載運行，可得調(diào)相機(jī)按短路前額定滿載運行，可得7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)4)x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x3E3x4E4x5E55668. 0)/(963112 xxxxx(3) 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡ax12E604. 117. 12 . 02 . 08 . 017. 108. 13113316 xxxExEE7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)5)x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x3E3x4E4x5E557ax12E67.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)6)x6ax9x7cx10fx8x11bx

29、1E1x2E2x3E3x4E4x5E5x13E79 . 1)/(1074213 xxxxx93. 095. 1448 . 095. 12 . 14224427 xxxExEEx5fx8x11E558ax5x12x13fx8x11E6E7E57.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)7)x5fx14E8E593. 1)/(811131214 xxxxx01. 19 . 168. 068. 093. 09 . 104. 113121271368 xxxExEE59523. 093. 101. 1148 xEI137. 083. 58 . 0553 xEILD(4) 起始次暫態(tài)電流的計算起始次暫態(tài)電流的計算E5x

30、5fx14E8I3LDI7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)8)60811() (1.40.03)0.5230.75aUxxI61121.040.750.4270.68aLEUIx 驗算節(jié)點驗算節(jié)點b和和c的殘余電壓的殘余電壓線路線路L-l的電流為的電流為(5) 沖擊電流計算沖擊電流計算a點的殘余電壓為點的殘余電壓為096. 0427. 0523. 012 LLIII線路線路L-2的電流為的電流為7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)9)ax5x12x13fx8x11E6E7E5I2LI1LI61961() 0.97baLUUxx I1072() 0.807caLUUxx Ib點殘余電壓為點殘余電壓為c點殘余電

31、壓為點殘余電壓為 E3 E47.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)10)ax5x12x13fx8x11E6E7E5I2LI1LIx6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x3E3x4E4x5E51LI2LI負(fù)荷負(fù)荷LD-1和和LD-2不會變成電源而供給短路電流不會變成電源而供給短路電流 短路電流均由發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)供給短路電流均由發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)供給 628 . 13 TimkkAIB16. 93 . 63100 kAIIIiBLDsh97.1316. 9)137. 02523. 028 . 1()228 . 1(3 電網(wǎng)側(cè)的短路電流的沖擊系數(shù)電網(wǎng)側(cè)的短路電流的沖擊系數(shù)短路處電壓級的基準(zhǔn)電流為短路

32、處電壓級的基準(zhǔn)電流為短路處的沖擊電流為短路處的沖擊電流為負(fù)荷負(fù)荷LD-3供給的短路電流沖擊系數(shù)等于供給的短路電流沖擊系數(shù)等于1。1 LDimk7.5節(jié)節(jié)例例7-8 (續(xù)續(xù)11)-完完-63例例7-9 試對例試對例7-8進(jìn)行近似計算。進(jìn)行近似計算。解：解： 考慮到負(fù)荷考慮到負(fù)荷LD-l和和LD-2離短路點較遠(yuǎn)，將它們略去離短路點較遠(yuǎn)，將它們略去不計；不計；同步發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)的次暫態(tài)電勢都取作同步發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)的次暫態(tài)電勢都取作E =1；7.5節(jié)節(jié)x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x3E3x4E4x5E5647.5節(jié)節(jié)x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x5E50

33、5. 24 . 103. 0)06. 053. 04/()18. 033. 02 . 0()/()(8111072961 xxxxxxxxXff短路點的輸入電抗短路點的輸入電抗(負(fù)荷負(fù)荷LD-3除外除外)為為E5x5fXffE例例7-9 (續(xù)續(xù)1)657.5節(jié)節(jié)x6ax9x7cx10fx8x11bx1E1x2E2x5E5E5x5fXffEI3LDI49. 005. 2/1 IkAIIIiBLDsh20.1316. 9)137. 0249. 028 . 1()228 . 1(3 短路處的沖擊電流為短路處的沖擊電流為由電網(wǎng)側(cè)供給的短路電流為由電網(wǎng)側(cè)供給的短路電流為例例7-9 (續(xù)續(xù)2)667.5節(jié)

34、節(jié) 精確計算得到的短路沖擊電流為精確計算得到的短路沖擊電流為13.97kA，而近，而近似計算得到的電流為似計算得到的電流為13.20kA，這個數(shù)值較前面算得，這個數(shù)值較前面算得的約小的約小6%。在實際計算中采用這種簡化是容許的。在實際計算中采用這種簡化是容許的。比較比較例例7-9 (續(xù)續(xù)3)-完完-67三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)用計算曲線計算短路電流7.5節(jié)節(jié)1 計算曲線的概念計算曲線的概念4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用2 計算曲線的目的計算曲線的目的3 計算曲線的制作條件計算曲線的制作條件68 歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗的歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗的標(biāo)幺值標(biāo)幺值 和發(fā)電機(jī)縱軸

35、次暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值和發(fā)電機(jī)縱軸次暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值 之和之和 。exdx jsxdejsxxx 1 計算曲線的概念計算曲線的概念 計算曲線是根據(jù)我國常用的各種容量同步發(fā)電機(jī)計算曲線是根據(jù)我國常用的各種容量同步發(fā)電機(jī)參數(shù)，用概率統(tǒng)計的方法計算得到的。參數(shù)，用概率統(tǒng)計的方法計算得到的。 計算電抗：計算電抗：7.5節(jié)節(jié)三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)用計算曲線計算短路電流(續(xù)續(xù)1)69),(*txfIjsp 短路電流周期分量的標(biāo)幺值可表示為短路電流周期分量的標(biāo)幺值可表示為計算電抗和時間的函數(shù)，即計算電抗和時間的函數(shù)，即 計算曲線：計算曲線：反映這一函數(shù)關(guān)系的一族曲線就稱為反映這一函數(shù)關(guān)系的一族曲線就稱

36、為計算曲線計算曲線。7.5節(jié)節(jié)1 計算曲線的概念計算曲線的概念(續(xù)續(xù)1) 應(yīng)用事先制作的計算曲線來進(jìn)行三相短路電流應(yīng)用事先制作的計算曲線來進(jìn)行三相短路電流周期分量的計算的方法為計算曲線法。周期分量的計算的方法為計算曲線法。70 在工程計算中，常利用計算曲線來確定短路后任在工程計算中，常利用計算曲線來確定短路后任意指定時刻短路電流的周期分量。意指定時刻短路電流的周期分量。2 計算曲線的目的計算曲線的目的 對短路點的總電流和在短路點鄰近支路的電流分對短路點的總電流和在短路點鄰近支路的電流分布計算，計算曲線具有足夠的準(zhǔn)確度。布計算，計算曲線具有足夠的準(zhǔn)確度。7.5節(jié)節(jié)三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)

37、用計算曲線計算短路電流(續(xù)續(xù)2)71fSLDSN 20世紀(jì)世紀(jì)80年代初期，根據(jù)我國電力系統(tǒng)實際情況年代初期，根據(jù)我國電力系統(tǒng)實際情況繪制了計算曲線。選用了下圖所示的典型接線。短路繪制了計算曲線。選用了下圖所示的典型接線。短路前發(fā)電機(jī)額定滿載運行，前發(fā)電機(jī)額定滿載運行，50%的負(fù)荷接于發(fā)電廠的高的負(fù)荷接于發(fā)電廠的高壓母線，其余的負(fù)荷功率經(jīng)輸電線送到短路點以外。壓母線，其余的負(fù)荷功率經(jīng)輸電線送到短路點以外。3 計算曲線的制作條件計算曲線的制作條件7.5節(jié)節(jié)三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)用計算曲線計算短路電流(續(xù)續(xù)3)722(cossin )LDLDUzjS9 .0cos 負(fù)荷用恒定阻抗表示負(fù)荷

38、用恒定阻抗表示其中，取其中，取U=1和和fSLDSN7.5節(jié)節(jié)3 計算曲線的制作條件計算曲線的制作條件(續(xù)續(xù)1)73v容量從容量從12MW到到200MW的的18種不同型號的汽輪發(fā)電機(jī)種不同型號的汽輪發(fā)電機(jī) 對于給定的計算電抗值對于給定的計算電抗值xjs和時間和時間t，分別算出每，分別算出每種電機(jī)的周期電流值，取其算術(shù)平均值作為在該給定種電機(jī)的周期電流值，取其算術(shù)平均值作為在該給定xjs和和t值下汽輪發(fā)電機(jī)值下汽輪發(fā)電機(jī)/水輪發(fā)電機(jī)的短路周期電流水輪發(fā)電機(jī)的短路周期電流v容量從容量從12.5MW至至225MW的的17種不同型號的水輪發(fā)電種不同型號的水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組機(jī)機(jī)組數(shù)字表的形式列于附錄數(shù)字表的

39、形式列于附錄III中中7.5節(jié)節(jié)3 計算曲線的制作條件計算曲線的制作條件(續(xù)續(xù)2)74v當(dāng)當(dāng)xjs3.45時，可以近似地認(rèn)為短路周期電流的時，可以近似地認(rèn)為短路周期電流的幅值已不隨時間而變，直接按下式計算即可幅值已不隨時間而變，直接按下式計算即可jspxI/1* v計算曲線只作到計算曲線只作到xjs=3.45為止為止7.5節(jié)節(jié)3 計算曲線的制作條件計算曲線的制作條件(續(xù)續(xù)3)754 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用7.5節(jié)節(jié)dx 發(fā)電機(jī)電抗用發(fā)電機(jī)電抗用 ，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、輸電線路電容和變壓器勵磁支路輸電線路電容和變壓器勵磁支路 無限大功率電源的內(nèi)電抗等于零無限大功率

40、電源的內(nèi)電抗等于零1) 網(wǎng)絡(luò)等值簡化網(wǎng)絡(luò)等值簡化 選擇基準(zhǔn)功率選擇基準(zhǔn)功率SB和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓UB=Uav 略去負(fù)荷略去負(fù)荷三三 應(yīng)用計算曲線計算短路電流應(yīng)用計算曲線計算短路電流(續(xù)續(xù)4)76fix 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為以短路點為中心和以電源點為頂點網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為以短路點為中心和以電源點為頂點的星形電路；的星形電路；2) 網(wǎng)絡(luò)變換網(wǎng)絡(luò)變換 將網(wǎng)絡(luò)中電源合并為若干組，每組用一個等值發(fā)將網(wǎng)絡(luò)中電源合并為若干組，每組用一個等值發(fā)電機(jī)代替；電機(jī)代替； 無限大功率電源另成一組；無限大功率電源另成一組； 得到電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗得到電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗1234fxf3xf4xf1xf27.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)

41、用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)1)77依據(jù)：估計它們的短路電流變化規(guī)律是否相同或相近依據(jù)：估計它們的短路電流變化規(guī)律是否相同或相近v與短路點電氣距離相差不大的同類型發(fā)電機(jī)可以合并與短路點電氣距離相差不大的同類型發(fā)電機(jī)可以合并v遠(yuǎn)離短路點的同類型發(fā)電廠可以合并遠(yuǎn)離短路點的同類型發(fā)電廠可以合并v直接接于短路點的發(fā)電機(jī)直接接于短路點的發(fā)電機(jī)(或發(fā)電廠或發(fā)電廠)應(yīng)予以單獨考慮應(yīng)予以單獨考慮v網(wǎng)絡(luò)中功率為無限大的電源應(yīng)該單獨計算，因為它提網(wǎng)絡(luò)中功率為無限大的電源應(yīng)該單獨計算，因為它提供的短路電流周期分量是不衰減的供的短路電流周期分量是不衰減的合并電源的規(guī)律合并電源的規(guī)律7.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用

42、(續(xù)續(xù)2)78f1f2f3G-1T-1G-2G-3T-2LD-1LD-2LD-3R-1R-2R-37.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)4)79 fG-1G-2發(fā)電廠發(fā)電廠C發(fā)電廠發(fā)電廠B發(fā)電廠發(fā)電廠D7.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)5)80BNifiijsSSxx ,3) 計算電抗計算電抗第第i臺等值發(fā)電機(jī)的額定容量臺等值發(fā)電機(jī)的額定容量歸算到各發(fā)電機(jī)側(cè)：歸算到各發(fā)電機(jī)側(cè)：7.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)3)81 ， ， ， 1 ,jsx2,jsxnjsx,4) 查計算曲線求短路電流周期分量查計算曲線求短路電流周期分量時刻時刻tIpt1*，Ipt2*

43、，Iptn*7.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)6)82 對無限大功率電源供給的短路周期電流對無限大功率電源供給的短路周期電流是不衰減的，并由下式確定是不衰減的，并由下式確定fspsxI1* 7.5節(jié)節(jié)注意注意4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)7)83*3NiptiptiNiptiavSIIIIU第第i臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為：臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為：5) 短路電流周期分量的有名值短路電流周期分量的有名值7.5節(jié)節(jié)歸算到短路處電壓級的第歸算到短路處電壓級的第i臺等值發(fā)電機(jī)的額定電流臺等值發(fā)電機(jī)的額定電流短路處電壓級的短路處電壓級的平均額定電壓平均額定電壓4 計算曲線的

44、應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)8)84*3BpspsBpsavSIIIIU*133gNiBptptipsiavavSSIIIUU無限大功率電源提供的短路電流為：無限大功率電源提供的短路電流為：短路點周期電流的有名值為：短路點周期電流的有名值為：基準(zhǔn)功率基準(zhǔn)功率SB在短路處在短路處電壓級的基準(zhǔn)電流電壓級的基準(zhǔn)電流7.5節(jié)節(jié)4 計算曲線的應(yīng)用計算曲線的應(yīng)用(續(xù)續(xù)9)85例例7-10 在下圖所示的電力在下圖所示的電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠系統(tǒng)中，發(fā)電廠A和和B都是都是火電廠，試計算火電廠，試計算f點發(fā)生短點發(fā)生短路時路時0.5s和和2s的短路周期電的短路周期電流。分以下兩種情況考慮：流。分以下兩種情況考慮：(1)

45、 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G-1，G-2及發(fā)電及發(fā)電廠廠B各用一臺等值機(jī)代表；各用一臺等值機(jī)代表；(2) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G-2和發(fā)電廠和發(fā)電廠B合合并為一臺等值機(jī)。并為一臺等值機(jī)。 7.5節(jié)節(jié)6.3kVG-1發(fā)電廠發(fā)電廠BL發(fā)電廠發(fā)電廠AG-2T-1T-2115kVf31.25MVA xd=0.13235.3MVAx=0.320MVAUs%=10.52100km每回每回0.4W W/km866.3kVG-1發(fā)電廠發(fā)電廠BL發(fā)電廠發(fā)電廠AG-2T-1T-2115kVf6.3kVx1x3x6x2x4x5115kVf7.5節(jié)節(jié)解：解：(1) 制訂等值網(wǎng)絡(luò)及進(jìn)行參數(shù)計算制訂等值網(wǎng)絡(luò)及進(jìn)行參數(shù)計算(一一) 發(fā)電機(jī)發(fā)電

46、機(jī)G-1，G-2及發(fā)電廠及發(fā)電廠B各用一臺等值機(jī)代表。各用一臺等值機(jī)代表。例例7-10(續(xù)續(xù)1)87416. 025.3110013. 021 xx525. 020100105. 054 xx127. 03 .2351003 . 03 x151. 01151001004 . 02126 x發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G-1和和G-2：變壓器變壓器T-1和和T-2：發(fā)電廠發(fā)電廠B：線路線路L：選取選取SB=100MVA，UB=Uav。計算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值。計算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值。7.5節(jié)節(jié)例例7-10(續(xù)續(xù)2)88x1x4 f1x2+x52x3+x63(2) 計算各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算各電源對

47、短路點的轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗a) 通過通過Y-變換，有發(fā)電機(jī)變換，有發(fā)電機(jī)G-2對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為：對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為：xf27.5節(jié)節(jié)6.3kVx1x3x6x2x4x5115kVfxf3x23x1 f13xf2xf3x232例例7-10(續(xù)續(xù)3)89243. 3278. 0525. 0941. 0525. 0941. 02 fx959. 0941. 0525. 0278. 0525. 0278. 03 fxxf1=0.4160.4160.525 f10.94120.2783xf27.5節(jié)節(jié)xf3x23xf1 f13xf2xf3x232例例7-10(續(xù)續(xù)4)90013. 110025.3122 fjsxx254. 21003 .23533 fjsXx13. 0