電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析7 電力系統(tǒng)故障的基本知識ppt課件

1、第七章第七章 電力系統(tǒng)故障的基本知識電力系統(tǒng)故障的基本知識 及三相短路分析及三相短路分析本章內(nèi)容本章內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)故障的基本知識；電力系統(tǒng)故障的基本知識； 第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)的三相無限大容量電源供電系統(tǒng)的三相 短路分析；短路分析； 第三節(jié)第三節(jié) 同步發(fā)電機供電系統(tǒng)的三相短路同步發(fā)電機供電系統(tǒng)的三相短路分分 析；析； 第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)三相短路的實用計算。電力系統(tǒng)三相短路的實用計算。第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)故障的基本知識電力系統(tǒng)故障的基本知識一、故障的分類一、故障的分類電力系統(tǒng)短路故障1.三相對稱短路2.單相接地短路 3.兩相短路 4.兩相接地短路 1.斷一相故

2、障2.斷兩相故障電力系統(tǒng)斷線故障又稱橫向故障又稱縱向故障屬不對稱故障電力系統(tǒng)的故障簡單故障復(fù)合故障電力系統(tǒng)中某一處發(fā)生短路和斷相故障的情況兩個以上簡單故障的組合 電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地之間的連接。與地之間的連接。橫向故障橫向故障了解：正常運行之內(nèi)的了解：正常運行之內(nèi)的銜接。銜接。 在電力系統(tǒng)中，正常運行時，相與相或相與在電力系統(tǒng)中，正常運行時，相與相或相與地之間的連接都要通過用電設(shè)備，如電動機地之間的連接都要通過用電設(shè)備，如電動機、電燈等，不連接用電設(shè)備的地方應(yīng)當是相、電燈等，不連接用電設(shè)備的地方應(yīng)當是相互絕緣的?；ソ^緣的。二、短路

3、故障二、短路故障 短路種類短路種類 示意圖示意圖 代表符號代表符號三三 相相 短短 路路 f(3) f(3) 兩兩 相相 短短 路路 接接 地地 f(1,1)f(1,1)兩兩 相相 短短 路路 f(2) f(2) 單單 相相 短短 路路 接接 地地 f(1) f(1)不不對對稱稱短短路路對稱短路對稱短路1 1、短路的分類、短路的分類2 2、短路的原因、短路的原因 外部原因外部原因 雷擊、風(fēng)暴、動物雷擊、風(fēng)暴、動物 污染污染 人為誤操作如檢修后，不拆地線就接電）人為誤操作如檢修后，不拆地線就接電） 內(nèi)部原因內(nèi)部原因 絕緣老化絕緣老化3 3、短路的危害、短路的危害 電流危害電流危害 機端短路電流：

4、額定電流的機端短路電流：額定電流的10101515倍：倍： 發(fā)熱：線路發(fā)熱、短路點電弧發(fā)熱燒毀設(shè)備發(fā)熱：線路發(fā)熱、短路點電弧發(fā)熱燒毀設(shè)備 電動力：導(dǎo)體變形，損壞設(shè)備電動力：導(dǎo)體變形，損壞設(shè)備 電壓危害電壓危害 電壓降低：短路相短路點附近電壓降低；電壓降低：短路相短路點附近電壓降低； 電壓升高：可能致其他相電壓升高。電壓升高：可能致其他相電壓升高。要求設(shè)備有足夠的熱穩(wěn)定度要求設(shè)備有足夠的動穩(wěn)定度 穩(wěn)定性危害穩(wěn)定性危害 短路導(dǎo)致能量送出受限短路導(dǎo)致能量送出受限發(fā)電機的輸入功發(fā)電機的輸入功 率和輸出功率不平衡率和輸出功率不平衡時間較長，會造成時間較長，會造成 發(fā)電機失步發(fā)電機失步穩(wěn)定破壞，引起大面積

5、停電。穩(wěn)定破壞，引起大面積停電。 通訊危害通訊危害 不對稱接地短路不對稱接地短路不平衡電流不平衡電流不平衡不平衡 磁通磁通通信電路感應(yīng)電動勢通信電路感應(yīng)電動勢通信干擾通信干擾4 4、 短路的應(yīng)對短路的應(yīng)對 快速切除故障繼電保護設(shè)備）快速切除故障繼電保護設(shè)備） 快速恢復(fù)線路供電自動重合閘）快速恢復(fù)線路供電自動重合閘） 降低短路發(fā)生概率降低短路發(fā)生概率 （規(guī)程、制度）（規(guī)程、制度） 及時清理污染，防止誤操作等。及時清理污染，防止誤操作等。5 5、短路計算的內(nèi)容及意義、短路計算的內(nèi)容及意義內(nèi)容：內(nèi)容： 短路沖擊電流短路沖擊電流( (短路后的最大電流瞬時值短路后的最大電流瞬時值) ) 檢驗設(shè)備動穩(wěn)定性

6、檢驗設(shè)備動穩(wěn)定性 最大有效值電流短路后電流的最大有效值）最大有效值電流短路后電流的最大有效值） 檢驗斷路器開斷能力、熱穩(wěn)定性檢驗斷路器開斷能力、熱穩(wěn)定性意義意義 電力系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)電力系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 選擇電氣接線、電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的依據(jù)選擇電氣接線、電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的依據(jù) 配置繼保裝置并整定其參數(shù)的依據(jù)配置繼保裝置并整定其參數(shù)的依據(jù) 限制短路電流措施的依據(jù)限制短路電流措施的依據(jù)電力系統(tǒng)正常運行情況以外的同相之間斷開連接電力系統(tǒng)正常運行情況以外的同相之間斷開連接的故障。的故障。縱向故障縱向故障正常運行正常運行斷線運行非全相運行）斷線運行非全相運行）分析分析方法方法與短與短路分路分析相析相似！似！

7、三、斷線故障三、斷線故障第二節(jié)第二節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)無限大容量電源供電系統(tǒng)的三相短路分析；的三相短路分析；一、短路的一般化理解一、短路的一般化理解電力系統(tǒng)抽象：電力系統(tǒng)抽象：GGG電網(wǎng)電網(wǎng)發(fā)電機發(fā)電機負荷負荷一、短路的一般化理解一、短路的一般化理解若系統(tǒng)任意某點若系統(tǒng)任意某點f f 發(fā)生短路：發(fā)生短路：KZaZbZc 三相短路：三相短路：f f點短路可看作在點短路可看作在f f點接一特殊的用電設(shè)備：點接一特殊的用電設(shè)備：0cbaZZZ 兩相兩相B B、C C相短路：相短路：斷開即，開關(guān)法負載采用星形不接地接K0acbZZZfGGGfKZaZbZcf f點短路可看作在點短路可看作在f f

8、點接一特殊用電設(shè)備：點接一特殊用電設(shè)備： 兩相兩相B B、C C相短路接地：相短路接地：閉合即開關(guān)負載采用星形接地接法K,0acbZZZ 單相單相A A相短路接相短路接地：地：閉合即開關(guān)負載采用星形接地接法K,0acbZZZ即：不同類型的短路，相當于在短路點接一各相即：不同類型的短路，相當于在短路點接一各相阻抗值不同，中心點接地方式不同的三相負載！阻抗值不同，中心點接地方式不同的三相負載！二、無限大容量電源二、無限大容量電源定義：理想電源無限大容量電源）定義：理想電源無限大容量電源）電源端口的電壓幅值和頻率不隨負載的電源端口的電壓幅值和頻率不隨負載的 變化而變化的電源。變化而變化的電源。這意味

9、著：短路前后電源端口電壓幅值、這意味著：短路前后電源端口電壓幅值、頻率均為恒定，電源的內(nèi)阻抗為頻率均為恒定，電源的內(nèi)阻抗為0.0.實踐：電力系統(tǒng)中的電源為同步發(fā)電機，并實踐：電力系統(tǒng)中的電源為同步發(fā)電機，并 非理想電源。真正的無限大容量電源非理想電源。真正的無限大容量電源 在現(xiàn)實中不存在。在現(xiàn)實中不存在。但是：但是： 對短路而言，短路點以內(nèi)的整個系統(tǒng)可以看作是對短路而言，短路點以內(nèi)的整個系統(tǒng)可以看作是一個等值電源戴維南等效）。如果系統(tǒng)中電源一個等值電源戴維南等效）。如果系統(tǒng)中電源很多，且短路點距離各個電源的電氣距離較遠，很多，且短路點距離各個電源的電氣距離較遠，則此時由短路所引起的送出功率的變

10、化量則此時由短路所引起的送出功率的變化量SS遠小遠小于總電源的容量于總電源的容量S S，則可近似認為該系統(tǒng)為無線大，則可近似認為該系統(tǒng)為無線大容量電源。此時，由于容量電源。此時，由于PPPP電源有功容量電源有功容量因此，可認為短路過程中電源的頻率是不變的；因此，可認為短路過程中電源的頻率是不變的；由于由于 QQ QRXR，故，故 , ,得：得：意味著：此時電壓過零。意味著：此時電壓過零。090k000180或也是，沖擊電流產(chǎn)生也是，沖擊電流產(chǎn)生的條件！的條件！ 產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：全電流全電流短路后半個周短路后半個周期：期：T/2短路前空載短路前空載電壓過零點電壓過零點 短路沖擊電流發(fā)生的時間

11、點：短路沖擊電流發(fā)生的時間點：全電流表達式：全電流表達式：沖擊電流的條件：沖擊電流的條件：00|900.50.01( )mkItTs 短路沖擊電流的數(shù)學(xué)描述：短路沖擊電流的數(shù)學(xué)描述：）（0)sin()sin()sin(teIItIiaTtkmmkma把條件帶入全電流表達式，可得沖擊電流表達式：把條件帶入全電流表達式，可得沖擊電流表達式：mimpmTTmmstaimpIKIeeIIiiaa)1 (01.001.0)01.0(沖擊電流表達式：沖擊電流表達式：mimpmTTmmimpIKIeeIIiaa)1 (01.001.0其中：其中：aTimpeK01.01稱之為沖擊系數(shù)稱之為沖擊系數(shù)可看出，該

12、系數(shù)由可看出，該系數(shù)由TaTa決定，也就是與線路回路中決定，也就是與線路回路中的電抗與電阻的相對值大小有關(guān)。的電抗與電阻的相對值大小有關(guān)。在實際系統(tǒng)中：在實際系統(tǒng)中：impK 一般取一般取1.81.91.81.9，1 1發(fā)電機低壓母線短路發(fā)電機低壓母線短路2 2發(fā)電廠高壓母線后短路發(fā)電廠高壓母線后短路3 3其他地點短路：其他地點短路：9 . 1impK85. 1impK80. 1impK短路沖擊電流的作用：檢驗設(shè)備動穩(wěn)定性短路沖擊電流的作用：檢驗設(shè)備動穩(wěn)定性IV IV 短路電流的最大有效值短路電流的最大有效值結(jié)論：由上圖沖擊電流示意圖可看出，短路后第結(jié)論：由上圖沖擊電流示意圖可看出，短路后第

13、一個周期內(nèi)的電流有效值最大。因此，短路電流的一個周期內(nèi)的電流有效值最大。因此，短路電流的最大有效值即為短路后第一個周期內(nèi)的電流有效值最大有效值即為短路后第一個周期內(nèi)的電流有效值全電流全電流短路后半個周期：短路后半個周期：T/2短路前空載短路前空載電壓過零點電壓過零點將短路沖擊電流將短路沖擊電流公式代入，得公式代入，得短路電流最大短路電流最大有效值計算公有效值計算公式如下：式如下：為周期分量有效值其中2/) 1(212mimpimpIIKII短路電流最大有效值作用：檢驗電氣設(shè)備短路電流最大有效值作用：檢驗電氣設(shè)備的斷流能力。的斷流能力。/2/22222/2/211(+)=/2t Tt Ttmt

14、Tt TIi dtiidtIiTT直直交2222/2(0.01 )/2impmmimpmIIitsIiI直V V 例題分析例題分析 沖擊電流和短路電流最大有效值的計算，參閱教材例沖擊電流和短路電流最大有效值的計算，參閱教材例8-18-1 A A 、B B、C C三相是否會同時發(fā)生沖擊電流？三相是否會同時發(fā)生沖擊電流？ 答：不會。因為三相直流分量的初始值不會同時最大。答：不會。因為三相直流分量的初始值不會同時最大。 三相短路后，中心點如果接地，是否會有電流？三相短路后，中心點如果接地，是否會有電流？ 答：在中心點和地之間，任一時刻均沒有對地電流。答：在中心點和地之間，任一時刻均沒有對地電流。 即

15、任一時刻，三相全電流之和為即任一時刻，三相全電流之和為0 0。 三相短路后，三相短路后，A A、B B、C C三相直流分量之和是否為三相直流分量之和是否為0 0？ 答：在任一時刻均為答：在任一時刻均為0 0。因為系統(tǒng)三相對稱，三相全電流。因為系統(tǒng)三相對稱，三相全電流之和為零，而其中周期分量之和也為零，故三相直流分量之和為零，而其中周期分量之和也為零，故三相直流分量之和也為之和也為0 0。第三節(jié)第三節(jié) 同步發(fā)電機端口突然三相同步發(fā)電機端口突然三相 短路分析短路分析A相全電流波形圖相全電流波形圖短路前全電流波形短路前全電流波形直流分量直流分量交流分量交流分量短路后全電流波形短路后全電流波形一、短路

16、后的電流波形圖及特征一、短路后的電流波形圖及特征（1 1定子電流波形：定子電流波形：波形特征分析：波形特征分析： 可分解為交流分量強制分量和直流分量自可分解為交流分量強制分量和直流分量自有分量）有分量） 直流分量的初值為短路前交流分量的瞬時值和短直流分量的初值為短路前交流分量的瞬時值和短路后交流分量的瞬時值之差，即直流分量的出現(xiàn)路后交流分量的瞬時值之差，即直流分量的出現(xiàn)是為了保證電流不突變是為了保證電流不突變 交流分量的幅值隨時間逐步衰減至恒定值。交流分量的幅值隨時間逐步衰減至恒定值。 衰減特征：開始衰減快，后來衰減慢，兩個衰衰減特征：開始衰減快，后來衰減慢，兩個衰減減 時間常數(shù)時間常數(shù)（2

17、2轉(zhuǎn)子電流波形：轉(zhuǎn)子電流波形：特征：特征： 有交流分量也有直有交流分量也有直流分量流分量 交流分量的幅值逐交流分量的幅值逐漸衰減，直至漸衰減，直至0 0：衰：衰減時間常數(shù)與定子減時間常數(shù)與定子直流分量時間常數(shù)直流分量時間常數(shù)相同。相同。 直流分量的衰減過直流分量的衰減過程與定子交流分量程與定子交流分量幅值的衰減過程相幅值的衰減過程相同同二、同步發(fā)電機短路后內(nèi)部物理過程二、同步發(fā)電機短路后內(nèi)部物理過程（1 1正常運行電磁過程分析：正常運行電磁過程分析：fF0EIaFa123FF aqFadFqFdF電樞磁動勢的電樞磁動勢的交軸分量決定交軸分量決定有功；直軸分有功；直軸分量決定無功量決定無功電樞磁

18、動勢的交電樞磁動勢的交軸分量變化不會軸分量變化不會對勵磁線圈磁通對勵磁線圈磁通產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響F合成磁場決定了合成磁場決定了發(fā)電機端口電壓發(fā)電機端口電壓？電壓向量？電壓向量（2 2端口三相短路過程中的電磁過程分析：端口三相短路過程中的電磁過程分析：I.I.磁路向量圖：磁路向量圖：fF0EIaFa123FF 短路后轉(zhuǎn)子受到短路后轉(zhuǎn)子受到的阻力力矩很小的阻力力矩很小短路后定子電流短路后定子電流突然增大，且其突然增大，且其磁場主要為直軸磁場主要為直軸磁場，因此導(dǎo)致磁場，因此導(dǎo)致穿過轉(zhuǎn)子線圈的穿過轉(zhuǎn)子線圈的磁場突然增大。磁場突然增大。III.II.直軸磁路圖：直軸磁路圖：fad| 0 |adIadIf

19、affada| 0 | fIfIfad| 0 |adIadIafaad| 0 | fIfI|0|表示短路前瞬時表示短路前瞬時,與與0-）一樣）一樣無阻尼繞組無阻尼繞組II.II.直軸磁路圖：直軸磁路圖：fad| 0 |adIadIfaffada| 0 | fIfIfad| 0 |adIadIafaad| 0 | fIfI|0|表示短路前瞬時表示短路前瞬時,與與0-）一樣）一樣有阻尼繞組有阻尼繞組rIIII.III.短路瞬間等值電路圖：短路瞬間等值電路圖：|0ad|0aqq|0aq|0add|0q0UIjxUIjxE短路前瞬間：短路前瞬間：fF0EI直軸電抗直軸電抗交軸電抗交軸電抗短路后瞬間：短

20、路后瞬間：fad| 0 |adIadIafaad直軸：交軸：0ad|0add|0qIjxIjxEd000qqqIIjxfF0EI暫態(tài)電抗暫態(tài)電抗fad| 0 |adIadIafaad0)(|0adad|0add|0qIIjxIjxEd0000qqqad|0add|0qIIjxIjxIjxEd短路后瞬間：短路后瞬間：公式簡化：公式簡化：ad|0ad|0aqIjxIjxUdd短路電流短路電流暫態(tài)電勢暫態(tài)電勢(虛擬虛擬)0|ad0|aqIjxUEdq暫態(tài)電勢計算原理暫態(tài)電勢計算原理fad| 0 |adIadIafaad短路后瞬間的發(fā)電機等值模型：短路后瞬間的發(fā)電機等值模型：ad|0ad|0aqIjx

21、IjxUdd0|ad0|aqddqxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：若非端口短路：若非端口短路：adad0|ad0|aqIjXIjxIjxUdd端口短路：端口短路：發(fā)電機暫態(tài)等值模型：發(fā)電機暫態(tài)等值模型：端口到短路點電抗端口到短路點電抗有阻尼繞組的發(fā)電機短路瞬間等值電路：有阻尼繞組的發(fā)電機短路瞬間等值電路： 0|ad 0|aq ddqxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：端口短路：端口短路：發(fā)電機等值模型：發(fā)電機等值模型：fad| 0 |adIadIafaad0000qqqad |0add|0qIIjxIjxIjxEd簡化：簡化： ad |0ad |0aqIjxIjxUdd次暫態(tài)電抗次暫態(tài)電抗次暫態(tài)電勢次暫態(tài)電勢

22、（3 3理解短路前后次暫態(tài)電勢的恒定性：理解短路前后次暫態(tài)電勢的恒定性：短路前：穩(wěn)態(tài)電壓源模型：短路前：穩(wěn)態(tài)電壓源模型：ddxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：aa短路后：次暫態(tài)電壓源模型：短路后：次暫態(tài)電壓源模型： )a(0 )a(0 ddxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：？ 次暫態(tài)電勢是由什么決定的？同一勵磁電勢次暫態(tài)電勢是由什么決定的？同一勵磁電勢E E下，下， 不同運行狀態(tài)不同運行狀態(tài)I I下的次暫態(tài)電勢相同么？下的次暫態(tài)電勢相同么？? ? 穩(wěn)態(tài)計算時，可否用次暫態(tài)模型？穩(wěn)態(tài)計算時，可否用次暫態(tài)模型？（4 4同步電抗、暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗關(guān)系：同步電抗、暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗關(guān)系：ddddxxxx2 .

23、0 三、同步發(fā)電機三相短路的動態(tài)分析三、同步發(fā)電機三相短路的動態(tài)分析（1 1勵磁電流直流分量：勵磁電流直流分量：按一個時間按一個時間常數(shù)衰減常數(shù)衰減fad| 0 |adIadIfaffada| 0 | fIfIrI三、同步發(fā)電機三相短路的動態(tài)分析三、同步發(fā)電機三相短路的動態(tài)分析（2 2阻尼繞組電流直流分量：阻尼繞組電流直流分量：按一個時間按一個時間常數(shù)衰減常數(shù)衰減fad| 0 |adIadIfaffada| 0 | fIfIrI（3 3定子電流波形：定子電流波形：定子電流包括：定子電流包括：1 1） 周期分量周期分量2 2） 直流分量直流分量幅值衰減，幅值衰減，whywhy？兩個時間常數(shù)？兩個

24、時間常數(shù)？轉(zhuǎn)子勵磁電流為何有交流分量？轉(zhuǎn)子勵磁電流為何有交流分量？0ffIi 0ri（4 4勵磁電流的交流分量：勵磁電流的交流分量：saIsbIscIsbI定子直流電流合成磁動定子直流電流合成磁動勢勢空間方向不變，空間方向不變，逐漸衰減逐漸衰減 （1 1計算內(nèi)容計算內(nèi)容短路沖擊電流：短路沖擊電流：短路沖擊電流有效值：短路沖擊電流有效值：mimpTmmtaimpIKeIIiia01. 0)01. 0(2) 1(212impmimpKII結(jié)論結(jié)論1 1：只要已知基頻交流分量幅值或有效值即可！：只要已知基頻交流分量幅值或有效值即可！結(jié)論結(jié)論2 2：對同步發(fā)電機，只需計算基頻交流分量第：對同步發(fā)電機，

25、只需計算基頻交流分量第 一個周波初始值的有效值一個周波初始值的有效值 。對應(yīng)最嚴重對應(yīng)最嚴重情況情況四、同步發(fā)電機系統(tǒng)短路計算四、同步發(fā)電機系統(tǒng)短路計算 I因此，一般所說的短路電流計算，就是指因此，一般所說的短路電流計算，就是指短路電流交流分量的初始有效值短路電流交流分量的初始有效值 的計算的計算 I起始次暫態(tài)起始次暫態(tài)電流電流 （2 2計算原理計算原理)3(fIa=？Ib=？Ic=？以如下圖所示的簡單系統(tǒng)來分析以如下圖所示的簡單系統(tǒng)來分析 的計算原理的計算原理三相三相同步同步發(fā)電發(fā)電機機三相三相線路線路三相三相負載負載 I 因三相對稱，因三相對稱， 可取可取A A相分析：相分析： cbaII

26、I 短路前發(fā)電機的模型短路前發(fā)電機的模型發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)電壓源模型：發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)電壓源模型：ddxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：aa穩(wěn)態(tài)運行時的電流向量表達式：穩(wěn)態(tài)運行時的電流向量表達式：)()(aLjRLjRjxEId穩(wěn)態(tài)運行時的電流有效值計算式：穩(wěn)態(tài)運行時的電流有效值計算式：22a)()(dxLLRREIB、C兩相的電流有效值計算式：兩相的電流有效值計算式：22acb)()(dxLLRREIII其中：其中： 短路后初始時刻的發(fā)電機模型短路后初始時刻的發(fā)電機模型發(fā)電機的次暫態(tài)電壓源模型：發(fā)電機的次暫態(tài)電壓源模型： )a(0 )a(0 ddxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：)a(0U短路前瞬間發(fā)電機的端口電壓向

27、量)a(0I短路前瞬間發(fā)電機的端口電流向量 E次暫態(tài)電勢 dx次暫態(tài)電抗，約等于已知量，已知量，可計算可計算 E該模型只能描述該模型只能描述發(fā)電機短路初始發(fā)電機短路初始時刻，發(fā)電機處時刻，發(fā)電機處于次暫態(tài)過程時于次暫態(tài)過程時的元件性質(zhì)。的元件性質(zhì)。ddxx2 . 0 原理可參原理可參見電機學(xué)見電機學(xué)具有短路前后不突變的性質(zhì)具有短路前后不突變的性質(zhì)短路初始時刻的電流基頻交流分量的向量表達式：短路初始時刻的電流基頻交流分量的向量表達式：根據(jù)上圖，當用次暫態(tài)電壓源模型表示發(fā)電機后：根據(jù)上圖，當用次暫態(tài)電壓源模型表示發(fā)電機后：2 2 )(dqacbxLREIII短路初始時刻的電流基頻交流分量的有效值計

28、算式：短路初始時刻的電流基頻交流分量的有效值計算式：)( LjRjxEIda總結(jié)：總結(jié)：要計算短路初始時刻的電流基頻交流分量的有要計算短路初始時刻的電流基頻交流分量的有效值效值，首先：把發(fā)電機用次暫態(tài)電壓源模型表示；首先：把發(fā)電機用次暫態(tài)電壓源模型表示；然后：即可利用穩(wěn)態(tài)計算的方法計算出然后：即可利用穩(wěn)態(tài)計算的方法計算出 I I 因三相對稱，因三相對稱， 可取可取A A相分析：相分析：cbaIII 短路后達到穩(wěn)態(tài)時的發(fā)電機的模型短路后達到穩(wěn)態(tài)時的發(fā)電機的模型發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)電壓源模型：發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)電壓源模型：ddxIjxUE內(nèi)阻抗：電勢：aa （3 3短路后基頻交流分量穩(wěn)態(tài)值的計算短路后基頻交流分

29、量穩(wěn)態(tài)值的計算短路后達到穩(wěn)態(tài)運行時的電流向量表達式：短路后達到穩(wěn)態(tài)運行時的電流向量表達式：)(aLjRjxEId穩(wěn)態(tài)運行時的電流有效值計算式：穩(wěn)態(tài)運行時的電流有效值計算式：22a)(dxLREIB、C兩相的電流有效值計算式：兩相的電流有效值計算式：22acb)(dxLREIII由于由于故短路初始電故短路初始電流要大于穩(wěn)態(tài)流要大于穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流。ddxx2 . 0 第四節(jié)第四節(jié) 三相短路的實用計算三相短路的實用計算一、概述一、概述實用計算：實用計算：三相短路計算的內(nèi)容：三相短路計算的內(nèi)容：短路電流交流分量的初始有效值短路電流交流分量的初始有效值的計算的計算也即：次暫態(tài)電流的計算。也即：次

30、暫態(tài)電流的計算。 I計算的原理：計算的原理：把發(fā)電機用次暫態(tài)電壓源模型表示，然后采把發(fā)電機用次暫態(tài)電壓源模型表示，然后采用穩(wěn)態(tài)交流計算的計算方法計算電流即可。用穩(wěn)態(tài)交流計算的計算方法計算電流即可。近似簡化一些計算條件近似簡化一些計算條件采用實用化的計算方法采用實用化的計算方法計算條件的近似簡化計算條件的近似簡化電源：電源：理想同步發(fā)電機理想同步發(fā)電機負荷：負荷：忽略綜合性負荷，但須考慮短路點附近的大型電忽略綜合性負荷，但須考慮短路點附近的大型電動機動機短路點：短路點： 忽略電弧電阻，假設(shè)直接接地忽略電弧電阻，假設(shè)直接接地電網(wǎng)：電網(wǎng)：可忽略線路對地電容和變壓器勵磁回路即除發(fā)可忽略線路對地電容和變

31、壓器勵磁回路即除發(fā)電機和大型電動機外沒有對地支路）。電機和大型電動機外沒有對地支路）。計算高壓網(wǎng)時可忽略電阻。計算高壓網(wǎng)時可忽略電阻。參數(shù)計算可采用平均額定電壓參數(shù)計算可采用平均額定電壓短路計算通常短路計算通常采用標幺值計采用標幺值計算，該假設(shè)非算，該假設(shè)非常有利于網(wǎng)絡(luò)常有利于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算。參數(shù)的計算。二、實用化的計算方法二、實用化的計算方法(1)以如下簡單電力系統(tǒng)分析疊加法以如下簡單電力系統(tǒng)分析疊加法 短路前狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)短路前狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)負載負載穩(wěn)態(tài)模型穩(wěn)態(tài)模型戴維南等效戴維南等效+疊加法疊加法 三相短路初始時刻：次暫態(tài)過程三相短路初始時刻：次暫態(tài)過程用次暫態(tài)用次暫態(tài)模型取代模型取代穩(wěn)態(tài)模型穩(wěn)

32、態(tài)模型待求短路待求短路電流電流)( 0 fbLTdxxxjEI fbI 初始次暫態(tài)電流的求解初始次暫態(tài)電流的求解直接求解法：直接求解法： fbfab,II短路點電流：短路點電流：a-b短路電流：短路電流：a點短路電壓：點短路電壓：)( ab,LTfaxxIU疊加原理求解法：疊加原理求解法：圖圖1短路等值網(wǎng)絡(luò)短路等值網(wǎng)絡(luò)圖圖2等價短路等值網(wǎng)絡(luò)等價短路等值網(wǎng)絡(luò)分分解解圖圖3正常情況等值網(wǎng)絡(luò)正常情況等值網(wǎng)絡(luò)圖圖4故障分量等值網(wǎng)絡(luò)故障分量等值網(wǎng)絡(luò)+短路點短路點電流：電流：LLTdbZxxxjUIII|)(0 )0( )fb( )fb( fb故障分量正常情況短路點電流：短路點電流：)(|)(0 0 )0

33、( )fb( )fb( fbLTdLLTdbxxxjEZxxxjUIII故障分量正常情況與與“直接求解法直接求解法完全相同完全相同結(jié)論：結(jié)論：把短路點看做是電動勢為該點空載電壓，內(nèi)阻抗把短路點看做是電動勢為該點空載電壓，內(nèi)阻抗是該點輸入阻抗的電壓源的端口，短路電流即為該電是該點輸入阻抗的電壓源的端口，短路電流即為該電壓源外部短路時的電流。（戴維南等效）壓源外部短路時的電流。（戴維南等效）短路點的短路點的輸入阻抗輸入阻抗非短路點電流：非短路點電流： a-b短路電流：短路電流：)()(|)()()()(|)()()( 0 0 0 )0( 0 )fb()ab()ab()ab(abLTdLLTdLLLTdLLLTdLLTdLLTdLLLTdbLLTdLLTdLxxxjEZxxxjZZxxxjZZxxxjEZxxxjEZxxxjZZxxxjUZxxxjEZxxxjZIIIII故障分量正常情況故障分量正常情況與與“直接求解法直接求解法完全相同完全相同非短路點電壓：非短路點電壓： a點短路后電壓：點短路后電壓：)( bf)a()a(fa,LTxxIUUU故障分量正常情況與