作業(yè)答案短路概念三相短路已修訂

1、第六章 短路概念及三相短路計算6-1 在電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。短路的危害表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）短路電流可能達(dá)到正常工作電流的十幾倍到幾十倍，從而使電氣設(shè)備的載流部分產(chǎn)生巨大的機(jī)械應(yīng)力，可能破壞設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)。（2）短路發(fā)生后，如果持續(xù)時間較長，由于短路電流產(chǎn)生巨大的熱量，可能燒毀電氣設(shè)備。（3）短路發(fā)生時，系統(tǒng)的電壓將大幅度下降。這對用戶處的電動機(jī)影響很大。（4）當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(fā)電廠可能失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大面積停電。這是短路故障最嚴(yán)重的后果。（5）當(dāng)發(fā)生不對稱短路時，三相不平衡電流在線路

2、上產(chǎn)生很大的磁場，這將在附近的線路上感應(yīng)出很大的電動勢。對于架設(shè)在高壓電力線路附近的通信線路或鐵道信號系統(tǒng)會有很大影響。短路計算的目的：（1）在選擇電氣設(shè)備時，要保證電氣設(shè)備有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，都要以短路計算為依據(jù)。（2）為了合理配置各種繼電保護(hù)和自動裝置，并正確整定其參數(shù)，必須進(jìn)行短路電流的計算。（3）在設(shè)計發(fā)電廠或變電所的主接線時，需要對各種可能的方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以便確定最優(yōu)的設(shè)計方案，這也要以短路計算為依據(jù)。（4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算時，也包含一些短路電流計算的內(nèi)容。6-2 無限大電源即電源容量,電源內(nèi)部阻抗，短路過程中電源的端電壓恒定，電源的頻率恒定。無限大電源

3、系統(tǒng)發(fā)生三相短路時短路電流包括兩種分量：短路電流的周期分量和短路電流的非周期分量。短路電流的周期分量幅值在暫態(tài)過程中不變，短路電流的非周期分量的值在短路瞬間最大，在暫態(tài)過程中以時間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減，并最后衰減為零。6-3 短路電流最大可能的瞬時值稱為短路沖擊電流。短路電流最大瞬時值在短路發(fā)生后約半個周期出現(xiàn)。其出現(xiàn)條件為：（1）相差量有最大可能值（2）相量差在t=0是與時間軸平行沖擊系數(shù)與短路發(fā)生的位置有關(guān)，短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時，沖擊系數(shù)=1.9；短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時，沖擊系數(shù)=1.85；短路發(fā)生在其他地點時，沖擊系數(shù)=1.80。6-4 短路電流最大有效值是指短路電流的有效值的

4、最大值，記為。，即=1.9時，當(dāng)=1.8時，。6-5 短路功率等于短路電流有效值同短路處正常工作電壓的乘積。短路功率的標(biāo)幺值與短路電流的標(biāo)幺值相等。6-6 電力系統(tǒng)三相短實用計算主要是計算有限容量電源（同步發(fā)電機(jī)）供電時，電力系統(tǒng)三相短路電流周期分量的有效值，該有效值是衰減的。 電力系統(tǒng)三相短實用計算主要分為兩部分：一部分是計算短路瞬間（t=0）短路電流周期分量的有效值，稱為起始次暫態(tài)電流；另一部分是考慮周期分量衰減時，在三相短路的暫態(tài)過程中不同時刻短路電流周期分量的有效值的計算。6-7 網(wǎng)絡(luò)變換和化簡的主要方法：（1） 網(wǎng)絡(luò)的等值變換：包括星-三角變換、星網(wǎng)變換和電源合并（2） 利用網(wǎng)絡(luò)的對

5、稱性化簡轉(zhuǎn)移電抗：電源與短路點之間的轉(zhuǎn)移電抗等于電勢與由單獨作用時在點產(chǎn)生的短路電流之比。計算電抗是從發(fā)電機(jī)電勢到短路點之間，以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)值的電抗標(biāo)幺值，稱之為計算電抗。6-8 短路電流的計算曲線：短路電流周期分量的標(biāo)幺值是計算電抗和時間的函數(shù)。制作短路電流的計算曲線的方法：畫出等值電路，算出發(fā)電機(jī)外部網(wǎng)絡(luò)的等值阻抗。將此外部等值電抗加到發(fā)電機(jī)相應(yīng)參數(shù)上，然后代入發(fā)電機(jī)短路電流周期分量的計算公式中進(jìn)行計算，即可計算出標(biāo)幺制形式的短路后任意時刻發(fā)電機(jī)送出的周期分量電流有效值，將此電流分流到之路后即可得到流到短路點三相短路電流周期分量的有效值。對于一個特定的時刻，改變大小即可得到不同的短

6、路點三相短路電流周期分量的有效值。繪制曲線時，對于不同的時刻，一計算電抗為橫坐標(biāo)，以該時刻短路點三相短路電流周期分量的有效值為縱坐標(biāo)做成曲線，即為計算曲線。6-9 在工程計算中采用合并電源的方法來簡化網(wǎng)絡(luò)，即把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機(jī)盡可能的合并起來，對于條件比較特殊的某些發(fā)電機(jī)給以個別考慮。這樣，根據(jù)不同的具體條件，可將網(wǎng)絡(luò)中的電源分成幾組，每組都用一個等值發(fā)電機(jī)代表，這種方法既保證必要的計算精度，又可大大的減小計算復(fù)雜度和工作量。6-10 無限大容量電源供出的短路電流周期分量是不衰減的。同步發(fā)電機(jī)供出的短路電流需要根據(jù)計算曲線求得。6-11 解：LTf取MVA，求標(biāo)么值短路回路的等

7、值電抗為 短路電流周期分量的有效值為 注意：1、以上參數(shù)和變量都為標(biāo)么值，略去小腳表* 2、變壓器參數(shù)歸算時，歸算電壓取額定平均電壓，注意與穩(wěn)態(tài)計算時的不同有名值 短路沖擊電流: 短路電流最大有效值: 短路功率:或 6-13（核心知識：次暫態(tài)計算）解：注意：本題取 如果題目中告訴了發(fā)電機(jī)運行狀態(tài)，就按照公式計算比如：發(fā)電機(jī)額定滿載運行：如果發(fā)電機(jī)額定空載運行：本題取，起始暫態(tài)電流 沖擊電流 短路電流最大有效值 短路功率 6-15解：取 則 可得到等值電路如下：（1） 發(fā)電機(jī)G-1、G-2及外部系統(tǒng)S各用一臺等值機(jī)代表先求各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗各電源的計算電抗如下：可得到等值電路如下：查課本中

8、附表A、1（取得下列結(jié)果：G-1G-2G-3短路點不同時刻電流標(biāo)幺值有名值/KA標(biāo)幺值有名值/KA標(biāo)幺值有名值/KAKA1.6695.5067.24123.8874.19513.84043.2331.4744.8634.60715.1993.90712.89032.9521.8456.0872.5088.2744.45214.68829.049（2） 發(fā)電機(jī)G-1與外部系統(tǒng)S合并成一臺等值機(jī)，既有： 各電源的計算電抗如下：查表得下列結(jié)果：G-1-SG-2短路點不同時刻電流標(biāo)幺值有名值/KA標(biāo)幺值有名值/KAKA5.85619.3207.24123.88743.2075.41217.8554.6

9、0715.19933.0546.33520.8992.5088.27429.173（3） 發(fā)電機(jī)G-1、G-2及外部系統(tǒng)S合并為一臺等值機(jī)代表 查表得： （4）比較上述三種結(jié)果，把據(jù)短路點電氣距離相差較小的機(jī)組合并帶來的誤差較小，由于短路點接近發(fā)電機(jī)G-2，三個發(fā)電機(jī)距短路點的電氣距離差別較大，衰減和勵磁調(diào)節(jié)過程差別也很大，因此，用同一臺發(fā)電機(jī)等值會帶來較大的誤差。6-16解：取 MVA，計算各元件電抗的標(biāo)幺值，形成等值電路：發(fā)電機(jī)和和 發(fā)電機(jī) 變壓器和 變壓器 變壓器 線路 線路 線路 作出等值電路如圖：（1）對于短路點發(fā)電機(jī)和對短路點的轉(zhuǎn)移電抗：發(fā)電機(jī)對短路點的轉(zhuǎn)移電抗：對短路點的轉(zhuǎn)移電抗： 對短路點的轉(zhuǎn)移電抗： 各電源的計算電抗： 查發(fā)動機(jī)運算曲線 在0.2秒短路周期電流的有