短路電流的計(jì)算供電技術(shù)課件PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第1頁/共166頁 所謂短路所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸，使系統(tǒng)中的電壓發(fā)生變化、導(dǎo)體接地或相互接觸，使系統(tǒng)中的電壓發(fā)生變化、電流急劇增大，短路電流數(shù)值可達(dá)正常工作電流電流急劇增大，短路電流數(shù)值可達(dá)正常工作電流的十幾倍甚至幾十倍。的十幾倍甚至幾十倍。 短路的主要原因短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤緣損壞、誤操作、雷擊或過電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的70。 短路的危害短路的危害:電流急劇增大

2、電流急劇增大( (熱效應(yīng)、力效應(yīng)）熱效應(yīng)、力效應(yīng)）；短路電流在系統(tǒng)中產(chǎn)生的短路電流在系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓降電壓降，影響系統(tǒng)運(yùn)行。，影響系統(tǒng)運(yùn)行。第2頁/共166頁供電系統(tǒng)中短路的類型供電系統(tǒng)中短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。短路的基本類型分三相短路、兩相短路、地有關(guān)。短路的基本類型分三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。原理圖及表示符號(hào)如單相短路和兩相接地短路。原理圖及表示符號(hào)如圖圖3-13-1所示。其中三相短路稱為對(duì)稱短路，其它所示。其中三相短路稱為對(duì)稱短路，其它為不對(duì)稱短路。為不對(duì)稱短路。短路計(jì)算的目的短路計(jì)算的目的： 選擇、校驗(yàn)供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備選擇、校

3、驗(yàn)供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備（熱、動(dòng)穩(wěn)定性）（熱、動(dòng)穩(wěn)定性） 短路參數(shù)的最大值短路參數(shù)的最大值 校驗(yàn)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的靈敏度（保護(hù)裝置反應(yīng)能（保護(hù)裝置反應(yīng)能力）力） 短路參數(shù)的最小值短路參數(shù)的最小值 確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。第3頁/共166頁圖31 短路類型及其表示符號(hào)第4頁/共166頁二、短路的類型二、短路的類型三相短路負(fù)荷a)電源0CBA(3)k(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CI(3)k.AI(3)k.BI(3)k.CI第5頁/共166頁(2)k.AI(2)k.BIb)電源0CBA負(fù)荷(2)k兩相短路

4、(2)k.AI(2)k.BI第6頁/共166頁負(fù)荷0c)Ck(1)電源BA單相( (接地) )短路(1)kI負(fù)荷0d)NCk(1)電源BA單相短路(1)kIe)C0電源ABk負(fù)荷(1,1)兩相接地短路(1,1)kIf)CA0電源B負(fù)荷(1,1)k k兩相接地短路(1,1)kI第7頁/共166頁第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電源系統(tǒng)供電無限大容量電源系統(tǒng)供電時(shí)短路過程的分析時(shí)短路過程的分析第8頁/共166頁 所謂無限大容量電源是指所謂無限大容量電源是指內(nèi)阻抗為零內(nèi)阻抗為零的電源。當(dāng)電源的電源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗為零時(shí)，不管輸出的電流如何變動(dòng)，電源內(nèi)部均不內(nèi)阻抗為零時(shí)，不管輸出的電流如何變動(dòng)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生

5、壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。一、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念一、無限大容量電源供電系統(tǒng)的概念第9頁/共166頁 實(shí)際上系統(tǒng)電源的容量不可能無限大。這里所實(shí)際上系統(tǒng)電源的容量不可能無限大。這里所說的無限大容量是一個(gè)相對(duì)的概念。通常當(dāng)用戶供說的無限大容量是一個(gè)相對(duì)的概念。通常當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷容量遠(yuǎn)小于給它供電的電力系統(tǒng)容量電系統(tǒng)的負(fù)荷容量遠(yuǎn)小于給它供電的電力系統(tǒng)容量( (約為約為1 150)50)時(shí)，用戶內(nèi)部供電網(wǎng)路發(fā)生短路，電時(shí)，用戶內(nèi)部供電網(wǎng)路發(fā)生短路，電力系統(tǒng)出口母線電壓基本維持不變。根據(jù)這樣的假力系統(tǒng)出口母線電壓基本維持不變。根據(jù)這樣的假

6、設(shè)來計(jì)算短路電流，不會(huì)引起較大的誤差。設(shè)來計(jì)算短路電流，不會(huì)引起較大的誤差。 在實(shí)際工程計(jì)算中，當(dāng)在實(shí)際工程計(jì)算中，當(dāng)電力系統(tǒng)內(nèi)阻抗電力系統(tǒng)內(nèi)阻抗不大于不大于短路回路總阻抗短路回路總阻抗的的5 51010時(shí)，可將該系統(tǒng)看作無時(shí)，可將該系統(tǒng)看作無限大容量電源供電系統(tǒng)。限大容量電源供電系統(tǒng)。（該系統(tǒng)的特征（該系統(tǒng)的特征 ：系統(tǒng)發(fā)：系統(tǒng)發(fā)生短路后，短路電流的周期分量不變）生短路后，短路電流的周期分量不變）第10頁/共166頁二、短路過程的簡單分析二、短路過程的簡單分析 圖圖3 32 2 分析三相短路時(shí)的三相等效電路圖和單相等效電路圖分析三相短路時(shí)的三相等效電路圖和單相等效電路圖 a a） 三相等效電

7、路圖三相等效電路圖 b) b) 單相等效電路圖單相等效電路圖第11頁/共166頁 依圖依圖32所示，在所示，在k(3)點(diǎn)發(fā)生短路后被分成兩個(gè)點(diǎn)發(fā)生短路后被分成兩個(gè)獨(dú)立回路，與電源相連接的左端回路電流的變化應(yīng)獨(dú)立回路，與電源相連接的左端回路電流的變化應(yīng)符合：符合： 式中式中 u 相電壓的瞬時(shí)值；相電壓的瞬時(shí)值； ik 每相短路電流瞬時(shí)值；每相短路電流瞬時(shí)值； Rkl、Lkl 由電源至短路點(diǎn)由電源至短路點(diǎn)k(3)的電阻和電感。的電阻和電感。dtdiLiRukklkkl第12頁/共166頁 求解微分方程，可得：求解微分方程，可得： 式中式中 Um 相電壓幅值（無限容量電源相電壓幅值（無限容量電源 ）

8、 電源至短路點(diǎn)每相短路阻抗電源至短路點(diǎn)每相短路阻抗 相電壓的初相角相電壓的初相角 kl 短路電流與電壓之間的相角短路電流與電壓之間的相角 Tfi=Lkl/Rkl 短路后回路的時(shí)間常數(shù)短路后回路的時(shí)間常數(shù) c 積分常數(shù)，其值由初始條件決定積分常數(shù)，其值由初始條件決定 Izm 三相短路電流周期分量的幅值三相短路電流周期分量的幅值 fifiTtklzmTtklklmcetIcetZUisinsink22klklklXRZconstUm第13頁/共166頁 求解非周期分量的初始值求解非周期分量的初始值( (積分常數(shù)）積分常數(shù)）c c，設(shè)系統(tǒng)在設(shè)系統(tǒng)在 t0 時(shí)刻發(fā)生三相短路：時(shí)刻發(fā)生三相短路： 短路前

9、系統(tǒng)流過的負(fù)載電流為短路前系統(tǒng)流過的負(fù)載電流為 （Im為負(fù)載電流幅值，為負(fù)載電流幅值， 為負(fù)載電流與電壓的相角差）為負(fù)載電流與電壓的相角差）當(dāng)當(dāng)t=0發(fā)生三相短路瞬間，電流不能突變，則有發(fā)生三相短路瞬間，電流不能突變，則有 即：即： （ifio稱為短路全電流中非周期分量初始值）稱為短路全電流中非周期分量初始值）。sin) 0(mtfzIicIIklzmmsinsin0sinsinfiklzmmiIIc第14頁/共166頁 系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，其中一相的短路電流全電流表達(dá)式為： 短路電流的周期分量： 短路電流的非周期分量： (ifi在短路后按時(shí)間常數(shù)為Tfi的指數(shù)曲線衰減，經(jīng)歷(3-5)Tfi即

10、衰減至零，暫態(tài)過程將結(jié)束，短路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)短路電流只含短路電流的周期分量)。fizklzmmklzmkiieIItIifiTt)sin()sin(sin)sin(klzmztIifiTteIIiklzmmfi)sin()sin(第15頁/共166頁fiTteIItIiklzmmklzmkA)sin()sin(sin)3(fiTteIItIiklzmmklzmkB)120sin()120sin(120sin000)3(fiTteIItIiklzmmklzmkC)120sin()120sin(120sin000)3(故系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)各相的短路電流表達(dá)式故系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)各相的短路電流表達(dá)式

11、: :第16頁/共166頁 短路過程的電壓、電流相量圖及電流波形圖短路過程的電壓、電流相量圖及電流波形圖如圖如圖3-3所示。所示。 圖圖33 短路時(shí)電壓、電流相量圖及電流波形圖短路時(shí)電壓、電流相量圖及電流波形圖 第17頁/共166頁 1) 短路前為空載，即短路前為空載，即Im=0，這時(shí)，這時(shí) 。 2) 電源至短路電的阻抗以電抗為主，即電源至短路電的阻抗以電抗為主，即 ， 短路阻抗角短路阻抗角 。 3) 短路發(fā)生時(shí)該相電壓瞬時(shí)值過零值時(shí)，即初相角短路發(fā)生時(shí)該相電壓瞬時(shí)值過零值時(shí)，即初相角 。klzmfiIisin0在電源電壓及短路地點(diǎn)不變的情況下，討論短路全電在電源電壓及短路地點(diǎn)不變的情況下，討

12、論短路全電流達(dá)到最大值的條件：流達(dá)到最大值的條件：MaxeIItIifiTtklzmmklzmkA)sin()sin(sin)3(klklRX090kl0第18頁/共166頁fi)90sin()90sin(00zm)3(max.TtzmkeItIi滿足上述滿足上述3 3個(gè)條件，個(gè)條件，短路全電流的表達(dá)式為短路全電流的表達(dá)式為：短路發(fā)生后，經(jīng)過短路發(fā)生后，經(jīng)過0.010.01秒秒(t=0.01s)(t=0.01s)時(shí)，時(shí)，短路短路全電流的幅值達(dá)到最大值全電流的幅值達(dá)到最大值，即，即沖擊電流值（沖擊電流值（1 1）：)1 (01. 0)3()3()01. 0()3(max.fiTzmshkkeIi

13、iifiTtfiozmkeitIicos第19頁/共166頁其相量圖及波形圖如圖其相量圖及波形圖如圖3-4所示。所示。 圖圖34 短路電流為最大值時(shí)的相量圖及波形圖（短路電流為最大值時(shí)的相量圖及波形圖（A相）相） 第20頁/共166頁定義定義 沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)（2） ，其取值范圍分析，其取值范圍分析如下：如下：fiTeksh01. 012, 1, 00shklklfiklkeRXTR1, 0, 0, 0shklklfiklkeRXTX在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中：在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中：高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng) 低壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng) 8 . 1shklklkRX3 . 1shklklkXR第21頁/共166頁 短路全電流在

14、某一瞬時(shí)短路全電流在某一瞬時(shí)t的有效值的有效值Ik.t是以時(shí)間是以時(shí)間t為中為中點(diǎn)的一個(gè)周期內(nèi)點(diǎn)的一個(gè)周期內(nèi)周期分量有效值周期分量有效值Iz和和非周期分量在非周期分量在t時(shí)刻時(shí)刻瞬時(shí)值瞬時(shí)值ifi.t的方均根值，即的方均根值，即 當(dāng)當(dāng)t=0.01s時(shí)，短路全電流的有效值就是對(duì)應(yīng)于沖時(shí)，短路全電流的有效值就是對(duì)應(yīng)于沖擊電流擊電流ish的有效值，叫做的有效值，叫做短路沖擊電流有效值（短路沖擊電流有效值（4 4） ，用用Ish來表示來表示。 22tfizktiII短路全電流有效值（短路全電流有效值（3 3）的概念：的概念：20102.tfizshiII第22頁/共166頁在高壓系統(tǒng)中在高壓系統(tǒng)中 ，

15、 ; ; 在低壓系統(tǒng)中在低壓系統(tǒng)中 ， ; ; 因此因此 zshzmfi.tfiIkeIeiifiTfiT2) 1(01. 001. 000102) 1(21shzshkII8 . 1shkzshII51. 13 . 1shkzshII09. 1低壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)692. 1686. 1) 1(2122shshshshkkIi（沖擊電流值和沖擊電流有效值的關(guān)系（沖擊電流值和沖擊電流有效值的關(guān)系（5 5） ）第23頁/共166頁 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，非周期分量早已衰減完畢，短路全電時(shí)，非周期分量早已衰減完畢，短路全電流就是短路電流周期分量，稱之為流就是短路電流周期分量，稱之為穩(wěn)態(tài)短路電流（穩(wěn)態(tài)短路電流（6

16、6） ，以以Iz表示其有效值表示其有效值。 。如果電源電壓維。如果電源電壓維持恒定，則短路后任何時(shí)刻的短路電流周期分量始終不持恒定，則短路后任何時(shí)刻的短路電流周期分量始終不變。所以有變。所以有習(xí)慣上把這一短路電流周期分量有效值寫作習(xí)慣上把這一短路電流周期分量有效值寫作 ，即：，即： tkIIz t 0z tzIIII )3(kkzIIIKIt 第24頁/共166頁（7 7）短路電流次暫態(tài)值）短路電流次暫態(tài)值 短路電流次暫態(tài)值是指短路以后幅值最大的一個(gè)周短路電流次暫態(tài)值是指短路以后幅值最大的一個(gè)周期（即第一個(gè)周期）的短路電流周期分量的有效值。在期（即第一個(gè)周期）的短路電流周期分量的有效值。在無限

17、大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變，無限大容量系統(tǒng)中，短路電流周期分量幅值保持不變，即即Iz 。（8 8）短路功率）短路功率短路功率又稱為短路容量，選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)短路功率又稱為短路容量，選擇斷路器時(shí)，校驗(yàn)其斷路能力或斷開容量（或稱遮斷容量）的依據(jù)，它其斷路能力或斷開容量（或稱遮斷容量）的依據(jù)，它等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積，即：用平均額定電壓）的乘積，即：Sk(3)= UavIz(3)第25頁/共166頁第三節(jié) 無限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法第26頁/共166頁在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)

18、生三相短路時(shí)，短在無限大容量電源供電系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流的周期分量的幅值是不變的，因此它的有效值也路電流的周期分量的幅值是不變的，因此它的有效值也是不變的。該有效值可按下式計(jì)算是不變的。該有效值可按下式計(jì)算 式中式中 短路點(diǎn)所在網(wǎng)路段的平均電壓。在計(jì)算中短路點(diǎn)所在網(wǎng)路段的平均電壓。在計(jì)算中 取取 ； 、 歸算至短路點(diǎn)所在段的電源至短路點(diǎn)間的歸算至短路點(diǎn)所在段的電源至短路點(diǎn)間的 總電阻和總電抗?？傠娮韬涂傠娍?。2kl2klav)3(k3XRUIavUNavUU05. 1klX1 1、三相短路電流計(jì)算：、三相短路電流計(jì)算：klR第27頁/共166頁短路參數(shù)計(jì)算中的平均電壓avU標(biāo)準(zhǔn)電壓等

19、級(jí)的平均電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)的平均電壓 (kV)(kV)標(biāo)準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓0.1270.1270.220.220.380.38 3 3 6 6 1010 3535110110平均電壓平均電壓0.1330.1330.230.230.40.43.153.156.36.310.510.5 3737115115第28頁/共166頁在工程設(shè)計(jì)中的簡化計(jì)算：在工程設(shè)計(jì)中的簡化計(jì)算：高壓供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)（1kV1kV及以上）：及以上）： 若若 時(shí)，可忽略時(shí)，可忽略 ，即，即 ；低壓供電系統(tǒng)低壓供電系統(tǒng)： 若若 時(shí)，可忽略時(shí)，可忽略 ，即，即 ；在這樣的簡化條件下求出的短路電流值，誤差不超在這樣的簡化條件下求出

20、的短路電流值，誤差不超過過1515，在工程計(jì)算及選擇設(shè)備上是完全允許的。在工程計(jì)算及選擇設(shè)備上是完全允許的。因此對(duì)于高壓供電系統(tǒng)，短路電流的計(jì)算式可寫成因此對(duì)于高壓供電系統(tǒng)，短路電流的計(jì)算式可寫成 klklXRklXklklRX3/klRX klRklav)(kXUI33klklXZklklRZ3/klXR 第29頁/共166頁無限容量電源供電系統(tǒng)短路參數(shù)的計(jì)算：無限容量電源供電系統(tǒng)短路參數(shù)的計(jì)算： 由計(jì)算公式由計(jì)算公式 短路電流的計(jì)算其關(guān)鍵是電源至短路點(diǎn)間的電抗短路電流的計(jì)算其關(guān)鍵是電源至短路點(diǎn)間的電抗 計(jì)計(jì)算。算。 求取求取 的方法有：的方法有：有名值法有名值法、標(biāo)幺值法標(biāo)幺值法。klXk

21、lav)(kXUI33klX第30頁/共166頁2 2、二相短路電流計(jì)算：、二相短路電流計(jì)算：用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。用于繼電保護(hù)靈敏度的校驗(yàn)。無限大容量系統(tǒng)兩相短路電流時(shí)，其短路電流為無限大容量系統(tǒng)兩相短路電流時(shí)，其短路電流為 ： Uav：短路點(diǎn)的平均額定電壓；Zk：短路回路一相總阻抗。 第31頁/共166頁兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系：兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系：兩相短路電流計(jì)算公式與三相短路電流計(jì)算公式相比，可得兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系，并同樣適用于沖擊短路電流，即：因此：無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流因此：無限大容量系統(tǒng)短路時(shí)，兩相短路電流較三相短路電流小。較三

22、相短路電流小。第32頁/共166頁3 3、單相短路電流計(jì)算：、單相短路電流計(jì)算：在工程計(jì)算中，大電流接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)，單相短路電流可用下式進(jìn)行計(jì)算： av：短路點(diǎn)的平均額定電壓；ZP-0：單相短路回路相線與大地或中線的阻抗，可按下式計(jì)算：RT、XT：變壓器的相等效電阻和電抗；RP-0、XP-0為相線與大地或中線回路的電阻和電抗。因此：在無限大容量系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)處短因此：在無限大容量系統(tǒng)中或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)處短路時(shí)，單相短路電流較三相短路電流小。路時(shí)，單相短路電流較三相短路電流小。第33頁/共166頁一、標(biāo)幺值法一、標(biāo)幺值法 在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物理量均用其在標(biāo)幺值法中，

23、參與運(yùn)算的物理量均用其相對(duì)值相對(duì)值表示。表示。因此，標(biāo)么值的概念是：因此，標(biāo)么值的概念是：即即 )()(與實(shí)際值同單位該量的基準(zhǔn)值任意單位該量的實(shí)際值某量的標(biāo)么值 jjSSS jjUUUjjIIIjjXXX第34頁/共166頁 在三相交流系統(tǒng)中，容量在三相交流系統(tǒng)中，容量S、電壓、電壓U、電流、電流 I 和電抗和電抗 X 有如下的關(guān)系式：有如下的關(guān)系式：當(dāng)然，這種關(guān)系式對(duì)各基準(zhǔn)值也成立，即當(dāng)然，這種關(guān)系式對(duì)各基準(zhǔn)值也成立，即 UIS3IXU3jjj3IUS jjj3XIU 第35頁/共166頁 在上式的四個(gè)基準(zhǔn)量中，只要選定其中兩個(gè)，另外在上式的四個(gè)基準(zhǔn)量中，只要選定其中兩個(gè)，另外兩個(gè)便可通過

24、關(guān)系式計(jì)算出來。在短路電流計(jì)算中，通兩個(gè)便可通過關(guān)系式計(jì)算出來。在短路電流計(jì)算中，通常選定容量常選定容量 和電壓和電壓 ，而，而 和和 可依下式確定：可依下式確定：為簡化短路計(jì)算，其為簡化短路計(jì)算，其基準(zhǔn)值的選定一般為：基準(zhǔn)值的選定一般為：容量的基準(zhǔn)值容量的基準(zhǔn)值Sj可以任選可以任選(MVA)(MVA)，基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓Uj選取短路點(diǎn)所在段的平均電壓值選取短路點(diǎn)所在段的平均電壓值U Uavav（kV)kV)。 jjj3USI j2jjjj3SUIUXjSjUjIjX第36頁/共166頁 故短路參數(shù)計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值表達(dá)式為：故短路參數(shù)計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值表達(dá)式為： 由此可知，用標(biāo)么值

25、表示的三相系統(tǒng)的各物理量關(guān)系由此可知，用標(biāo)么值表示的三相系統(tǒng)的各物理量關(guān)系如同單相系統(tǒng)的關(guān)系一樣，這是標(biāo)么值表示法的一個(gè)重要如同單相系統(tǒng)的關(guān)系一樣，這是標(biāo)么值表示法的一個(gè)重要特點(diǎn)。特點(diǎn)。 jjjjIUSSSjjjjXIUUUJ2jjjjSUIUX第37頁/共166頁 為方便起見，常將標(biāo)么值的下角為方便起見，常將標(biāo)么值的下角j去掉，即用去掉，即用S*、U*、I*和和X*表示它們對(duì)其基準(zhǔn)容量的標(biāo)么值。表示它們對(duì)其基準(zhǔn)容量的標(biāo)么值。 復(fù)數(shù)量的標(biāo)么值表示法復(fù)數(shù)量的標(biāo)么值表示法可分別用其實(shí)部和虛部或模數(shù)可分別用其實(shí)部和虛部或模數(shù)對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)么值來表示，例如對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)么值來表示，例如: : sjeQPj

26、QPSSS22jzjeXRjXRZjXRZ22j)arctan(; )arctan(RXPQzs第38頁/共166頁二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算二、供電系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算 供電系統(tǒng)中的元件包括供電系統(tǒng)中的元件包括電源電源、輸電線路輸電線路、變壓器變壓器、電抗器電抗器和和用戶線路用戶線路，為了求出電源至短路點(diǎn)的短路電抗，為了求出電源至短路點(diǎn)的短路電抗標(biāo)么值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)么值。標(biāo)么值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)么值。( (一一) )輸電線路輸電線路 200jjjjllUSlxXlxXXX第39頁/共166頁 在短路計(jì)算中，由于選取短路區(qū)段的在短路計(jì)算中，由于

27、選取短路區(qū)段的平均平均電壓電壓作為作為基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓，因此：無論線路電抗與短路點(diǎn)，因此：無論線路電抗與短路點(diǎn)是否是否在同一電壓等級(jí)下，在同一電壓等級(jí)下， 均可按下式計(jì)算：均可按下式計(jì)算：20avjlUSlxXlX式中式中 為為線路電抗所在段的平均電壓線路電抗所在段的平均電壓。lX圖3-5多級(jí)電壓的供電系統(tǒng)示意圖第40頁/共166頁2112234223212l1j11avjljjavavavavavavllUSXUSUUUUUUXXXX23422321211avavavavavavllUUUUUUXX在圖示系統(tǒng)中，設(shè)短路發(fā)生在在圖示系統(tǒng)中，設(shè)短路發(fā)生在 段，則：段，則：）任選（MVASUUja

28、vj44l的標(biāo)幺值的標(biāo)幺值244244avjljjllUSXUSXX 的標(biāo)幺值的標(biāo)幺值4lX1 lX第41頁/共166頁）任選（MVASUUjavj322321211avavavavllUUUUXX設(shè)短路發(fā)生在設(shè)短路發(fā)生在 段，則：段，則： 的標(biāo)幺值的標(biāo)幺值2112223212l1j11avjljjavavavavllUSXUSUUUUXXXX3l1 lX第42頁/共166頁 分析說明分析說明：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)段，：不論短路發(fā)生在哪一電壓等級(jí)區(qū)段，只要選取短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，則只要選取短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，則任一段線任一段線路電抗對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)么值路電抗對(duì)基準(zhǔn)值的標(biāo)么值

29、，等于該電抗有名值乘以基，等于該電抗有名值乘以基準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值準(zhǔn)容量后，被該線路所在區(qū)間段的平均電壓的平方值去除。去除。 選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電選取了短路段的平均電壓為基準(zhǔn)電壓后，元件電抗的標(biāo)么值就只與元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與抗的標(biāo)么值就只與元件所在段的平均電壓有關(guān)，而與短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無關(guān)。短路點(diǎn)發(fā)生在哪一段無關(guān)。第43頁/共166頁(二二) 變壓器變壓器 由于變壓器的銘牌參數(shù)中給出了變壓器的短路電壓由于變壓器的銘牌參數(shù)中給出了變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)1001003100%2NTTNTNTTNTNTkkUXSUXIUuuNTjk

30、jjNTNTkjTTSSuUSSUuXXX100%100%22注意：注意：S Sj jMVAMVA S SNTNTkVAkVA第44頁/共166頁(三三) 電抗器電抗器 電抗器是用來限制短路電流用的電感線圈，電抗器是用來限制短路電流用的電感線圈，其銘牌上給電抗器出額定電抗百分?jǐn)?shù)其銘牌上給電抗器出額定電抗百分?jǐn)?shù) 、額、額定電壓定電壓 (kV)(kV)和額定電流和額定電流 (kA)(kA)，類似變壓，類似變壓器一樣有器一樣有 ： LR%XLNULNI1003%LRNLRLRNLRUXIX223100%jjLRNLRNLRNLRjLRLRUSIUUXXXX第45頁/共166頁(四四) 電源電源 如已

31、知電力系統(tǒng)變電站出口斷路器處的短路容如已知電力系統(tǒng)變電站出口斷路器處的短路容量為量為 (MVA)(MVA)，則系統(tǒng)阻抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量，則系統(tǒng)阻抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量 (MVA)(MVA)的標(biāo)么值是的標(biāo)么值是三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗三、求電源至短路點(diǎn)的總電抗 計(jì)算出每個(gè)元件的電抗后，就可以畫出由電源計(jì)算出每個(gè)元件的電抗后，就可以畫出由電源至短路點(diǎn)的至短路點(diǎn)的等效電路圖等效電路圖。求總電抗求總電抗時(shí)，可根據(jù)元件時(shí)，可根據(jù)元件間的串、并聯(lián)關(guān)系求出間的串、并聯(lián)關(guān)系求出總的電抗標(biāo)么值總的電抗標(biāo)么值 。 kSjSkjsSSXkX第46頁/共166頁 圖圖36 圖圖35所示系統(tǒng)的等效電路圖所示系統(tǒng)的等效電路圖四

32、、短路參數(shù)的計(jì)算四、短路參數(shù)的計(jì)算 根據(jù)標(biāo)幺值的概念，短路電流的標(biāo)幺值可表示為：根據(jù)標(biāo)幺值的概念，短路電流的標(biāo)幺值可表示為： jjklavjkzXUXUIII33)3()3(第47頁/共166頁因?yàn)檫x因?yàn)檫x ，且，且 故有故有將上式兩端乘以將上式兩端乘以 avjUU XXXjkl/XIz1)3( XIIjz3jav33UU jj3zav313IUXIU XSSjk3XSk1)3(第48頁/共166頁 XIIIjzk)3(3 這里的這里的 定義為三相短路容量，用來校驗(yàn)所定義為三相短路容量，用來校驗(yàn)所選斷路器的斷開容量選斷路器的斷開容量( (或稱遮斷容量或稱遮斷容量) )是否滿足可靠是否滿足可靠工

33、作的要求。工作的要求。 短路參數(shù)：短路參數(shù)： 3kS XSSjk3)3()3(1kkSXI)3()3(2zshshIki第49頁/共166頁 供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很供電系統(tǒng)的短路電流大小與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為大的關(guān)系。系統(tǒng)的運(yùn)行方式可分為最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式和和最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)組投運(yùn)最多，并聯(lián)輸電：發(fā)電機(jī)組投運(yùn)最多，并聯(lián)輸電回路全部運(yùn)行?；芈啡窟\(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短整個(gè)系統(tǒng)的總的短路阻抗最小，短路電流最大路電流最大 （選擇、校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇、校驗(yàn)電氣設(shè)備）。）。最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式

34、：電源中部分發(fā)電機(jī)運(yùn)行、并聯(lián)：電源中部分發(fā)電機(jī)運(yùn)行、并聯(lián)輸電回路解列運(yùn)行，輸電回路解列運(yùn)行，這樣將使總的短路阻抗最大，這樣將使總的短路阻抗最大，短路電流最小短路電流最小 （校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度）。）。第50頁/共166頁例例3-1 設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖設(shè)供電系統(tǒng)圖如圖3-7a所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，所示，數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上，試求試求 處的三相短路電流。處的三相短路電流。 圖圖37 例例31的供電系統(tǒng)圖的供電系統(tǒng)圖 3231kk及第51頁/共166頁 先選定基準(zhǔn)容量先選定基準(zhǔn)容量 (MVA)(MVA)和基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電壓 (kV)(kV)，根據(jù)，根據(jù) 求出基準(zhǔn)電流值。求出基準(zhǔn)電流值。 或選

35、或選100MVA100MVA，或選系統(tǒng)中，或選系統(tǒng)中某個(gè)元件的額定容量。有幾個(gè)不同電壓等級(jí)的短路點(diǎn)就要某個(gè)元件的額定容量。有幾個(gè)不同電壓等級(jí)的短路點(diǎn)就要選同樣多個(gè)基準(zhǔn)電壓，自然也有同樣多個(gè)基準(zhǔn)電流值。基選同樣多個(gè)基準(zhǔn)電壓，自然也有同樣多個(gè)基準(zhǔn)電流值。基準(zhǔn)電壓應(yīng)選短路點(diǎn)所在區(qū)段的平均電壓值。準(zhǔn)電壓應(yīng)選短路點(diǎn)所在區(qū)段的平均電壓值。1 1) 選選 =100MVA100MVA對(duì)于對(duì)于 處，取處，取Uj1=6.3kV6.3kV 則則對(duì)于對(duì)于 處，取處，取Uj2=0.4kV0.4kV 則則 jSjU)3(jjjUSI jSjS 31kkA 9.16kA3 . 63100j1I 32kkA 34.441kA

36、4 . 03100j2I第52頁/共166頁 2) 2) 計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值，繪制等效電路圖計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)么值，繪制等效電路圖，圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。圖上按順序標(biāo)出其阻抗值。( (本例中本例中maxmax表示最大運(yùn)表示最大運(yùn)行方式，行方式，minmin表示最小運(yùn)行方式表示最小運(yùn)行方式) )。 作等效電路圖如圖所示。作等效電路圖如圖所示。第53頁/共166頁最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)電抗最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)電抗 各為各為: : maxminXX及 j1max3k max1000.5200SXS j1min3k min1000.6166.7SXS146. 0

37、3710054 . 022av1j1012USlxX222. 215. 31001007100%NT1jk13SSuX2 . 03 . 6100108. 022av2j2024USlxX5 . 511001005 . 5100%NT2jk25SSuX第54頁/共166頁3) 求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗求電源點(diǎn)至短路點(diǎn)的總阻抗 處：處： 處：處：4) 求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量。 處的短路參數(shù)：處的短路參數(shù)： (3)1k1max1max230.50.1462.222.868XXXX 1min1min230.60.1462.222.968XXXX

38、 32k2 max1 max452.6860.25.58.568XXXX 2 min1 min458.668XXXX (3)1k第55頁/共166頁最大運(yùn)行方式：最大運(yùn)行方式： 3z1max1max110.3492.868IX 33z1maxz1maxj10.349 9.16kA3.197 kAIII 33sh1maxz1max2.552.55 3.197kA8.152 kAiI 33sh1maxsh1maxkA4.835 kA1.686iI 33k1maxz1maxj0.349 100MVA34.9 MVASIS第56頁/共166頁最小運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 點(diǎn)的短路參數(shù)為：點(diǎn)的短路參數(shù)為

39、： 3z1min1min110.3372.968IX 33z1minz1minj10.337 9.16kA3.086 kAIII(3)2k 3z2 max10.1778.586I 3z2 min10.1158.668I第57頁/共166頁 3z2 max0.117 144.34kA16.89 kAI 3z2 min0.115 144.34kA16.65 kAI 3sh2 max1.32 16.89kA31.05 kAi 33sh2 maxz2 max1.0918.41 kAII 33k2 maxz2 maxj11.7 MVASIS第58頁/共166頁第四節(jié) 低壓配電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算第59頁/

40、共166頁一、低壓配電網(wǎng)短路電流計(jì)算的特點(diǎn)一、低壓配電網(wǎng)短路電流計(jì)算的特點(diǎn) lkVlkV以下的低壓配電網(wǎng)中短路電流計(jì)算具有以下的以下的低壓配電網(wǎng)中短路電流計(jì)算具有以下的特點(diǎn)特點(diǎn)： 1) 配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大功率電源供電來考慮。 2) 低壓配電網(wǎng)中電氣元件的電阻值較大，電抗值較小，當(dāng)XR3時(shí)才計(jì)算X的影響。因XR3時(shí)，用R代替Z，誤差5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。 3) 低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以m計(jì)，因而用有名值比較方便。 第60頁/共166頁 4) 因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，一般值在因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，一般值在11.3范圍。范圍。 可通過求出可通過求出XR比值后在

41、圖比值后在圖3-8中的曲中的曲線查出，也可按下式直接計(jì)算：線查出，也可按下式直接計(jì)算： 圖圖38沖擊系數(shù)沖擊系數(shù) 與與 的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 shkshkXRek1shshkXR第61頁/共166頁二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計(jì)算 1、高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗 由于配電變壓器一次側(cè)可視為由于配電變壓器一次側(cè)可視為無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略不計(jì)。若需精確計(jì)算時(shí)，不計(jì)。若需精確計(jì)算時(shí)，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算：式中式中 歸算至低壓側(cè)

42、的高壓系統(tǒng)阻抗歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗(m)(m) 配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓(V)(V) 配電變壓器高壓側(cè)的短路容量配電變壓器高壓側(cè)的短路容量(MVA)(MVA) 23avS(3)k10UZSSZavU)3(kS第62頁/共166頁在工程實(shí)用計(jì)算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗在工程實(shí)用計(jì)算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗 ；高壓側(cè)系統(tǒng)電阻高壓側(cè)系統(tǒng)電阻 。 2、配電變壓器的阻抗配電變壓器的阻抗 變壓器電阻變壓器電阻式中式中 PCuNT 變壓器額定負(fù)荷下的短路損耗變壓器額定負(fù)荷下的短路損耗(kW)(kW) SNT 變壓器的額定容量變壓器的額定容量(kVA)(kVA) UN

43、T2 變壓器二次側(cè)的額定電壓變壓器二次側(cè)的額定電壓(V) (V) SS0.995XZSS0.1RX2TN2T2NTNCuTSUPR第63頁/共166頁變壓器阻抗變壓器阻抗式中式中 uk %變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)。 變壓器的電抗變壓器的電抗 3、長度在長度在(10-15)m以上的母線的阻抗以上的母線的阻抗 母線的電阻母線的電阻TN2T2N00kT100SUuZ2T2TTRZX3M10AlR 母線的電阻 (m) 母線長(m) 材料電阻率(mm2)/m A 母線截面積 (mm2) lMR第64頁/共166頁 水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗水平排列的平放矩形母線，每相母

44、線的電抗 可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算：式中式中 母線的電抗母線的電抗 (m)(m) l 母線長度母線長度 (m)(m) 母線的相間幾何均距母線的相間幾何均距(mm)(mm) b 母線寬度母線寬度 (mm)(mm) 在工程實(shí)用計(jì)算中，在工程實(shí)用計(jì)算中，母線的電抗的近似計(jì)算公式母線的電抗的近似計(jì)算公式：母線截面積在母線截面積在500 mm500 mm2 2以下時(shí)以下時(shí)母線截面積在母線截面積在500 mm500 mm2 2以上時(shí)以上時(shí) bDlXavM4lg145. 0MXavDmlX17. 0MmlX13. 0MMX第65頁/共166頁4、刀開關(guān)及低壓斷路器觸頭的接觸電阻如表所示刀開關(guān)及低壓斷路器觸

45、頭的接觸電阻如表所示 第66頁/共166頁5、開關(guān)過電流線圈及多匝式互感器線圈電阻及電抗如表所示。開關(guān)過電流線圈及多匝式互感器線圈電阻及電抗如表所示。 第67頁/共166頁6、電流互感器一次線圈阻抗電流互感器一次線圈阻抗(二次開路時(shí)二次開路時(shí))如表所示。如表所示。 第68頁/共166頁三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算三、低壓配電網(wǎng)的短路計(jì)算 三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式計(jì)算計(jì)算式中式中 低壓側(cè)平均線電壓低壓側(cè)平均線電壓（V V）； R及及X 電源至短路點(diǎn)的總電阻、電抗電源至短路點(diǎn)的總電阻、電抗(m)(m)； 三相短路電流周期分量有效值三相

46、短路電流周期分量有效值(kA)(kA)。 (3)avZ223 ()UIRXavU)3(ZI第69頁/共166頁三相不接地系統(tǒng)中只在其中一相或兩相裝設(shè)電流互感器三相不接地系統(tǒng)中只在其中一相或兩相裝設(shè)電流互感器圖3-9 三相系統(tǒng)中只有A、C兩相裝設(shè)電流互感器 第70頁/共166頁k(3)處發(fā)生三相對(duì)稱短路，但各相短路電流周期分量Iz(3)不相等，要校驗(yàn)低壓斷路器的最大短路容量校驗(yàn)低壓斷路器的最大短路容量時(shí)要用不裝設(shè)電流互感器的B相短路電流： )(322)3( XRUIavBz校驗(yàn)電流互感器的穩(wěn)定度校驗(yàn)電流互感器的穩(wěn)定度時(shí)，可按AB或BC相間的短路電流值算： 22)3()3()2()2(TATAav

47、BCzABzXXRRUII 第71頁/共166頁例：求圖中的車間變電所中k(3)點(diǎn)的短路電流。 第72頁/共166頁解：解：（）考慮車間變電所為無窮大功率電源，系統(tǒng)電阻（）考慮車間變電所為無窮大功率電源，系統(tǒng)電阻Rs=0Rs=0，系統(tǒng)電抗，系統(tǒng)電抗Xs=0Xs=0。（）求變壓器阻抗：（）求變壓器阻抗： 第73頁/共166頁(3)查附錄（手冊），求各段母線阻抗：第74頁/共166頁第75頁/共166頁(4)(4)變壓器二次側(cè)額定電流變壓器二次側(cè)額定電流 IN.T2=SN.T/ UN.T2=560/ 0.4808.3A 選擇隔離開關(guān)的額定電流IN.QS=1000A，查表可知其接觸電阻值為RQS=0

48、.08m。(5)(5)80KW80KW電動(dòng)機(jī)額定電流電動(dòng)機(jī)額定電流 IN.M=150。 選擇低壓斷路器的額定電流IN.Q=200A，查表可知：接觸電阻Rkk=0.6m,過電流線圈電阻RQ=0.36m,線圈電抗XQ=0.28m。cos3NMMNMNUPI第76頁/共166頁(6)(6)電流互感器阻抗，查表：電流互感器阻抗，查表： R RTATA=0.75m=0.75m，X XTATA=1.2m=1.2m 不計(jì)電流互感器阻抗時(shí)，則回路總阻抗為：不計(jì)電流互感器阻抗時(shí)，則回路總阻抗為：第77頁/共166頁(7)(7)短路電流的周期分量及沖擊電流：短路電流的周期分量及沖擊電流：由于沖擊系數(shù)：由于沖擊系數(shù)

49、：所以：所以：第78頁/共166頁校驗(yàn)電流互感器的短路穩(wěn)態(tài)條件，求短路電流：校驗(yàn)電流互感器的短路穩(wěn)態(tài)條件，求短路電流：由于沖擊系數(shù)：由于沖擊系數(shù)：所以：所以：第79頁/共166頁第五節(jié) 不對(duì)稱短路電流的計(jì)算方法第80頁/共166頁一、對(duì)稱分量法一、對(duì)稱分量法 對(duì)稱分量法指出，任意一組不對(duì)稱的相量對(duì)稱分量法指出，任意一組不對(duì)稱的相量 、 和和 ，可分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量之，可分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量之和。即：和。即： AFBFCFC0C2C1CB0B2B1BA0A2A1AFFFFFFFFFFFF第81頁/共166頁23j21ej12023j21ej24021ej3603

50、012A12B1FFA1C1FFA2B2FFA22C2FF在三相對(duì)稱系統(tǒng)中，其旋轉(zhuǎn)因子：在三相對(duì)稱系統(tǒng)中，其旋轉(zhuǎn)因子：則則B B相、相、C C相與相與A A相正序、負(fù)序間有如下關(guān)系：相正序、負(fù)序間有如下關(guān)系：第82頁/共166頁 用用A相分量來表示相分量來表示B相、相、C相分量，可得：相分量，可得： 簡寫成簡寫成 其逆變換關(guān)系是其逆變換關(guān)系是 A0A2A122CBA11111FFFFFFA120ABCFTFABC122A1201111131FTFFABC第83頁/共166頁二、利用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對(duì)稱短路二、利用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對(duì)稱短路 當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對(duì)稱短路時(shí)

51、，短路點(diǎn)當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對(duì)稱短路時(shí)，短路點(diǎn)的三相電壓的三相電壓 、 和和 不對(duì)稱，利用對(duì)稱分量法可將不對(duì)稱，利用對(duì)稱分量法可將這組不對(duì)稱電壓分解成三組各自對(duì)稱的正序、負(fù)序和零這組不對(duì)稱電壓分解成三組各自對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序分量。根據(jù)對(duì)稱分量法的特點(diǎn)，只需求解出其中一相序分量。根據(jù)對(duì)稱分量法的特點(diǎn)，只需求解出其中一相電壓的正序、負(fù)序、零序分量電壓的正序、負(fù)序、零序分量(往往是往往是A相相)，即可得出另，即可得出另外兩相電壓的參數(shù)。外兩相電壓的參數(shù)。KAUKBUKCU第84頁/共166頁下圖所示是一個(gè)簡化的供電系統(tǒng)圖，圖中k處 、 、 是從該點(diǎn)的不對(duì)稱三相電壓分解出來的各序電壓分量。在

52、這個(gè)系統(tǒng)中，線路上相應(yīng)地要流過正序、負(fù)序和零序電流，各序電流流經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。k1Uk2Uk0U第85頁/共166頁其值可以表示為：其值可以表示為：k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.IIIjXjXjXUUU第86頁/共166頁 圖圖310 用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對(duì)稱短路用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對(duì)稱短路 b)正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò) c) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò) d)零序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò) 因此，可作出系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖如下：因此，可作出系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖如下：第87頁/共166頁 無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機(jī)的電勢無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機(jī)的電勢總被認(rèn)

53、為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動(dòng)勢，不存在負(fù)序和零總被認(rèn)為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動(dòng)勢，不存在負(fù)序和零序分量。故各序網(wǎng)絡(luò)的方程為序分量。故各序網(wǎng)絡(luò)的方程為： k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.00IIIjXjXjXUUUE型確定根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及短路類各序阻抗021XXXE電源電勢已知第88頁/共166頁三、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗三、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗 1)1) 正序阻抗正序阻抗 正序阻抗即各個(gè)元件在三相對(duì)稱工作時(shí)的基波阻抗正序阻抗即各個(gè)元件在三相對(duì)稱工作時(shí)的基波阻抗值，也就是在計(jì)算三相對(duì)稱短路時(shí)所采用的阻抗值。值，也就是在計(jì)算三相對(duì)稱短路時(shí)所采用的阻抗值。 第89頁/共166頁 2)

54、2) 負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗交流電路中同一靜止元件相與相之間的互感抗與相交流電路中同一靜止元件相與相之間的互感抗與相序無關(guān)，故各元件的負(fù)序阻抗與正序阻抗相等，即序無關(guān)，故各元件的負(fù)序阻抗與正序阻抗相等，即X2=X1。如架空線、電纜、變壓器和電抗器等。如架空線、電纜、變壓器和電抗器等。 3) 3) 零序阻抗零序阻抗系統(tǒng)中的零序電抗取決于零序電流的回路。系統(tǒng)中的零序電抗取決于零序電流的回路。 供電系統(tǒng)各類元件各序電抗值如表供電系統(tǒng)各類元件各序電抗值如表3-1所示。所示。 第90頁/共166頁表表3-1 各類元件的平均電抗值各類元件的平均電抗值 第91頁/共166頁 供電系統(tǒng)是由各類元件連結(jié)組成。它的零序

55、阻抗與變壓器的接供電系統(tǒng)是由各類元件連結(jié)組成。它的零序阻抗與變壓器的接法很有關(guān)系，所以需要著重分析一下變壓器的零序電抗。法很有關(guān)系，所以需要著重分析一下變壓器的零序電抗。 變壓器的零序電抗決定于其繞組接法和結(jié)構(gòu)，圖變壓器的零序電抗決定于其繞組接法和結(jié)構(gòu)，圖3-11表示雙繞表示雙繞組變壓器在繞組各種不同接法下計(jì)算零序阻抗時(shí)的接線示意圖。根組變壓器在繞組各種不同接法下計(jì)算零序阻抗時(shí)的接線示意圖。根據(jù)變壓器繞組的不同接法，可以想像開關(guān)置于不同的相應(yīng)位置。據(jù)變壓器繞組的不同接法，可以想像開關(guān)置于不同的相應(yīng)位置。圖中圖中 分別表示變壓器一次繞組與二次繞組電抗，分別表示變壓器一次繞組與二次繞組電抗，X為其

56、勵(lì)磁電抗。為其勵(lì)磁電抗。 1002100k21uXX圖311 雙繞組變壓器計(jì)算零序電抗時(shí)不同接法示意圖第92頁/共166頁不同接線方式情況下變壓器的零序等效電路不同接線方式情況下變壓器的零序等效電路 xxx100 xxxxxxx2210210 xxx0 x第93頁/共166頁四、不對(duì)稱短路的計(jì)算方法四、不對(duì)稱短路的計(jì)算方法 應(yīng)用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)不對(duì)稱短路時(shí)，應(yīng)用對(duì)稱分量法分析供電系統(tǒng)不對(duì)稱短路時(shí)，總共有總共有 、 、 和和 12個(gè)變量，而依據(jù)個(gè)變量，而依據(jù)對(duì)稱分量法和序網(wǎng)絡(luò)方程組則有對(duì)稱分量法和序網(wǎng)絡(luò)方程組則有共共9個(gè)方程，再加上不對(duì)稱短路時(shí)的初始條件，即個(gè)方程，再加上不對(duì)稱短路時(shí)的初始

57、條件，即可求出供電系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)的短路參數(shù)?？汕蟪龉╇娤到y(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)的短路參數(shù)。 ABCUABCIA120UA120IA120ABCUTUA120ABCITIA0A2A1021A0A2A100IIIjXjXjXEUUU第94頁/共166頁1 1單相直接接地單相直接接地第95頁/共166頁2 2兩相直接短路故障兩相直接短路故障第96頁/共166頁3 3兩相直接短路接地故障兩相直接短路接地故障第97頁/共166頁故障處的初始條件為化簡可得用對(duì)稱分量表示為圖4.6.3單相接地短路(a)單相（A相）接地短路；（b）單相短路復(fù)合序網(wǎng)圖jX11E1AU1AIjX22AU2AIjX00AI?

58、(a)(b)ACBAI0CBII0AU0AU例例1 1：單相（：單相（A A相）接地短路相）接地短路 第98頁/共166頁聯(lián)立求解方程組(1(1）及（2 2）(2)0002221111XI jUXI jUXI jEU(1)得 )(02111XXXjEIA第99頁/共166頁則故障相電流為：)(3302111021XXXjEIIIIIAAAAA第100頁/共166頁故障處的初始條件為化簡可得用對(duì)稱分量表示為022102120221021202100AAAAAAAAAAAAAAAUUUUUUIIIIIIIII2121000AAAAAUUIII例例2 2：兩相（：兩相（B B、C C相）短路相）短路

59、第101頁/共166頁聯(lián)立求解方程組(1）及（2）(2)0002221111XI jUXI jUXI jEU(1)得： 2121000AAAAAUUIII)(2111XXjEIA第102頁/共166頁則故障相電流為：短路點(diǎn)各相對(duì)地電壓為： 11202123)(AAAAACBIjIIIIIIAABCAAAAABAAAAAAUUUUUUUUUUIXjUUUUU212122110212121021第103頁/共166頁例例3 3：兩相（：兩相（B B、C C相）接地短路相）接地短路 故障處的初始條件為化簡可得用對(duì)稱分量表示為00002210212021AAAAAAAAAUUUUUUIII021021

60、0AAAAAAUUUIII第104頁/共166頁聯(lián)立求解方程組(1）及（2）(2)0002221111XI jUXI jUXI jEU(1)0210210AAAAAAUUUIII第105頁/共166頁)/(02111XXXjEIA102020211022010202AAAAAAAAIXXXXjUUUIXXXIIXXXI得： 第106頁/共166頁則故障相電流為：短路點(diǎn)非故障相對(duì)地電壓為： 122020)(13ACBIXXXXII第107頁/共166頁)()(11)(1nnAXXjEI)(nX由以上分析可見，不同類型的短路，其短路電流正由以上分析可見，不同類型的短路，其短路電流正序分量的計(jì)算公式