小干擾法分析簡單課件

1、2021-10-25第三章：電力系統(tǒng)三相短路實用計算第三章：電力系統(tǒng)三相短路實用計算2021-10-25 31 ：交流電流初始值的計算：交流電流初始值的計算32 ：應用運算曲線求任意時刻的短路：應用運算曲線求任意時刻的短路 33 ：轉移阻抗及其求法：轉移阻抗及其求法 34 ：計算機計算復雜系統(tǒng)短路電流交流分量：計算機計算復雜系統(tǒng)短路電流交流分量 初始值的原理初始值的原理2021-10-2531:交流電流初始值的計算交流電流初始值的計算E dxUI | 0 | 0 | 0 |dxI jUE | 0 |E| 0 |U| 0 |I dxE 2021-10-251NU*dx*Tx*lx2021-10-

2、25二二:簡單系統(tǒng)的短路電流初始值簡單系統(tǒng)的短路電流初始值 如圖所示的簡單系統(tǒng)如圖所示的簡單系統(tǒng)為負荷為負荷短路發(fā)生在點短路發(fā)生在點 2LDS3LDS1LDS1L2L)3(f1LDS2LDS3LDSKK2021-10-25發(fā)生三相短路后的等效電路圖發(fā)生三相短路后的等效電路圖零點電勢等效為零點電勢等效為 1dx 2dx1Lx2Lx 1E 2E| 0 | fU| 0 | fU2021-10-25上圖可以等效上圖可以等效 故障后網絡故障后網絡=正常分量正常分量故障分量故障分量 +正常分量正常分量 故障分量故障分量 2dx 1dx 1dx 2dx2Lx1Lx1Lx2Lx 1E 2E| 0 | fU|

3、0 | fU2021-10-25采用和忽略負荷的近似后采用和忽略負荷的近似后或者應用疊加原理，直接由故障分量求的或者應用疊加原理，直接由故障分量求的其中為從短路點看進去的整個電路的等值電抗其中為從短路點看進去的整個電路的等值電抗如果是經阻抗接地短路的，則短路點電流為如果是經阻抗接地短路的，則短路點電流為 回首頁回首頁1 | 0 |E 2 21 1 11LdLdfxxxxI fI2 21 1 111LdLdfxxxxxIxfzffzjxI1 2021-10-2532：應用運算曲線求任意時刻短路點的短路：應用運算曲線求任意時刻短路點的短路電流電流目的：由于運算中求任意時刻的短路電流比較煩瑣，在目的

4、：由于運算中求任意時刻的短路電流比較煩瑣，在 實際計算中引入了運算曲線實際計算中引入了運算曲線 一：運算曲線的制定一：運算曲線的制定正常運行的系統(tǒng)，在額定電壓和額定功率時，按正常運行的系統(tǒng)，在額定電壓和額定功率時，按50%的負荷接在變壓器的高壓母線上，的負荷接在變壓器的高壓母線上，50%的負荷的負荷在短路點外在短路點外DSU)3(fDS2021-10-25上圖的等效電路為：上圖的等效電路為：可以求的可以求的為負荷點電壓，取為為負荷點電壓，取為；為發(fā)電機額定功率的；為發(fā)電機額定功率的50%取取0.9發(fā)電機外部對發(fā)電機的等值電抗為發(fā)電機外部對發(fā)電機的等值電抗為LxTxDZ)sin(cos2jSUZ

5、DDDScosLDDLTjxzzjxjxz)3(f2021-10-25此等值電抗加到發(fā)電機的相應參數(shù)上，可用發(fā)電機短路電流此等值電抗加到發(fā)電機的相應參數(shù)上，可用發(fā)電機短路電流交流分量隨時間變化的表達式，計算出任意時刻發(fā)電機送出交流分量隨時間變化的表達式，計算出任意時刻發(fā)電機送出的電流，也就可以得到支路的電流的電流，也就可以得到支路的電流二：應用運算曲線計算短路電流的方法二：應用運算曲線計算短路電流的方法如圖多機系統(tǒng)如圖多機系統(tǒng)Tx)(tfI 1E 2E 3E 4E)3(f 1E 3E 2E 4E2021-10-25 1E 2E 3E 4Efx1fx2fx3fx4)3(f2021-10-25由圖

6、可見，各電源送到短路點的由圖可見，各電源送到短路點的 電流由各電源電動勢電流由各電源電動勢和短路點的阻抗決定，這個阻抗叫和短路點的阻抗決定，這個阻抗叫轉移阻抗轉移阻抗然然后轉化為以各電源自身容量為基準的標么值電抗。后轉化為以各電源自身容量為基準的標么值電抗。此電抗稱為此電抗稱為計算電抗計算電抗。計算步驟計算步驟網絡化簡，得到各電源對短路點的轉移阻抗網絡化簡，得到各電源對短路點的轉移阻抗求各電源的計算電抗求各電源的計算電抗查運算曲線，得到一發(fā)電機額定功率為基準的各電源送查運算曲線，得到一發(fā)電機額定功率為基準的各電源送至短路點電流的標幺值至短路點電流的標幺值求中各電流之和，即為短路點的短路電流求中

7、各電流之和，即為短路點的短路電流若要提高準確度，可進行有關的修正計算若要提高準確度，可進行有關的修正計算發(fā)電機非常多時，可以根據發(fā)電機的類型，電源點到短發(fā)電機非常多時，可以根據發(fā)電機的類型，電源點到短路點的電氣距離對其進行化簡與短路電氣距離相近的路點的電氣距離對其進行化簡與短路電氣距離相近的同類型機組可以合并，遠離短路點的同種類型的發(fā)電同類型機組可以合并，遠離短路點的同種類型的發(fā)電機可以合并機可以合并 回首頁回首頁ifx2021-10-2533：轉移阻抗及其求法：轉移阻抗及其求法一：一：網絡化簡法網絡化簡法消去除電源電動勢節(jié)點和短路點以外的所有中間節(jié)消去除電源電動勢節(jié)點和短路點以外的所有中間節(jié)

8、點后，各電源與短路點的直接聯(lián)系阻抗即為它們之間的點后，各電源與短路點的直接聯(lián)系阻抗即為它們之間的轉移阻抗此種方法由第二節(jié)（二）可知轉移阻抗此種方法由第二節(jié)（二）可知二：二：單位電流法單位電流法這種方法對于輻射形網絡最為方便對于放射型網這種方法對于輻射形網絡最為方便對于放射型網絡，令各個發(fā)電機的電動勢為零，在短路點加電勢使得絡，令各個發(fā)電機的電動勢為零，在短路點加電勢使得某支路流過的電流為單位電流，則該支路的轉移阻抗為某支路流過的電流為單位電流，則該支路的轉移阻抗為短路點所加的電勢，依此電流也可求出其余支路的轉移短路點所加的電勢，依此電流也可求出其余支路的轉移阻抗阻抗 舉例舉例 : 2021-1

9、0-25如圖所示要求得如圖所示要求得1,2,3對對f點的轉移阻抗令電動勢點的轉移阻抗令電動勢在在f點加使得流過的電流點加使得流過的電流為單位電流為單位電流單位電流示意圖單位電流示意圖0321EEEfE1x1x2x3x4x5x1E2E3E)3(f1x2x3x4x5xfE1I2I3I4I5Iab2021-10-25根據圖中由于根據圖中由于根據轉移阻抗的定義，各個支路的對短路點之間的轉移阻抗根據轉移阻抗的定義，各個支路的對短路點之間的轉移阻抗可以很很方便的按下列公式求得：可以很很方便的按下列公式求得：回首頁回首頁11I2142122111;IIIxxxUIxxIUbb343344;IIIxUIxIU

10、Ufaba5xIUEfaffffEIEx1122IExff33IExff2021-10-2534：計算機計算復雜系統(tǒng)短路電流交流：計算機計算復雜系統(tǒng)短路電流交流分量初始值的原理分量初始值的原理一：一：等值網絡等值網絡應用疊加原理可以短路網絡分解成應用疊加原理可以短路網絡分解成正常運正常運行行和和故障故障分量兩個網絡，其中正常運行網絡用分量兩個網絡，其中正常運行網絡用潮流計算求解，故障分量的計算由短路電流計潮流計算求解，故障分量的計算由短路電流計算程序完成算程序完成在短路計算中如果忽略電阻和電納，不計在短路計算中如果忽略電阻和電納，不計變壓器的實際變比則網絡為純感性網絡，比變壓器的實際變比則網絡

11、為純感性網絡，比潮流計算網絡簡化潮流計算網絡簡化2021-10-25 對于故障分量網絡，一般用節(jié)點方程來描述對于故障分量網絡，一般用節(jié)點方程來描述,也就也就是是節(jié)點阻抗矩陣節(jié)點阻抗矩陣和和節(jié)點導納矩陣節(jié)點導納矩陣.二二:短路發(fā)生在節(jié)點處的計算方法短路發(fā)生在節(jié)點處的計算方法 1:節(jié)點阻抗矩陣計算法節(jié)點阻抗矩陣計算法 節(jié)點電壓方程為節(jié)點電壓方程為njinnnjninjnjjjijinijiiinjinjiIIIIzzzzzzzzzzzzzzzzUUUU11111111112021-10-25電壓相量為網絡節(jié)點對地電壓；電流相量為網絡外部向節(jié)點電壓相量為網絡節(jié)點對地電壓；電流相量為網絡外部向節(jié)點注入

12、的電流；系數(shù)陣為節(jié)點阻抗矩陣注入的電流；系數(shù)陣為節(jié)點阻抗矩陣矩陣的對角元素稱為矩陣的對角元素稱為自阻抗自阻抗 矩陣中的稱為矩陣中的稱為互阻抗互阻抗iizijIiiiijIUz, 0ijzijIijjiijjIUzz, 02021-10-25 如果形成了故障分量網絡（短路支路阻抗不包括在內）如果形成了故障分量網絡（短路支路阻抗不包括在內）的節(jié)點矩陣該網絡只有短路點注入電流故節(jié)點電的節(jié)點矩陣該網絡只有短路點注入電流故節(jié)點電壓方程為壓方程為短點電壓故障分量：短點電壓故障分量：由此的短路點的電流：由此的短路點的電流：fIffnffffnnnfnfnfffnfnfIzzzIzzzzzzzzzUUU111

13、1111100ffffffffzzzzUI1| 0 |fffffffzIUzIU| 0 |2021-10-25：用節(jié)點導納矩陣計算用節(jié)點導納矩陣計算節(jié)點導納矩陣網絡方程為節(jié)點導納矩陣網絡方程為自導納自導納 njinnnjninjnjjjijinijiiinjinjiUUUUYYYYYYYYYYYYYYYYIIII1111111111ijUiiiijUIY, 02021-10-25互導納互導納：形成故障網絡后在短路點形成故障網絡后在短路點f通入單位電流通入單位電流可以求得即為可以求得即為計算導納陣有現(xiàn)成的計算方法和程序，如高斯消去法等一般計算導納陣有現(xiàn)成的計算方法和程序，如高斯消去法等一般電力系

14、統(tǒng)短路要計算的不是一個節(jié)點而是一批節(jié)點因而要采電力系統(tǒng)短路要計算的不是一個節(jié)點而是一批節(jié)點因而要采用其它的方法，這里不在作介紹用其它的方法，這里不在作介紹ijUijjiijjUIYY, 00101111111nfnnnfnfnfffnfUUUYYYYYYYYYnUU1nffzz12021-10-25三：短路發(fā)生在線路上任意處三：短路發(fā)生在線路上任意處如圖短路發(fā)生在線路上時如圖短路發(fā)生在線路上時由于短路發(fā)生在線路上而不是發(fā)生在節(jié)點上，方程增加一階由于短路發(fā)生在線路上而不是發(fā)生在節(jié)點上，方程增加一階：根據節(jié)點阻抗的物理意義，在根據節(jié)點阻抗的物理意義，在i點注入單位電流，其余點注入單位電流，其余節(jié)點的注入電流為零時，節(jié)點的注入電流為零時，f點的對地電壓即為點的對地電壓即為jkjklzjkzl)1 ( f)(iffiZZfizkijijkjkkijkjkjkjkjfilZZllzzZZZlZIUZ)1 (2021-10-25：當當f點注入單位電流時，點注入單位電流時，f點的對地電抗為點的對地電抗為用相應的阻抗表示得