電力系統短路計算

1、電力系統短路計算 短路電流巨大，使導體嚴重發(fā)熱、熔化、絕緣損壞短路電流巨大，使導體嚴重發(fā)熱、熔化、絕緣損壞 。 且且產生巨大電動力，損壞導體與電器。產生巨大電動力，損壞導體與電器。產生電弧，損壞元件，燒毀設備。產生電弧，損壞元件，燒毀設備。感性電流產生較強去磁性電樞反應，降低發(fā)電機端電壓。感性電流產生較強去磁性電樞反應，降低發(fā)電機端電壓。且大電流增大線路電壓損耗，網絡電壓下降。且大電流增大線路電壓損耗，網絡電壓下降。破壞并列運行同步發(fā)電機組間穩(wěn)定性，發(fā)生功率振蕩，使繼破壞并列運行同步發(fā)電機組間穩(wěn)定性，發(fā)生功率振蕩，使繼保誤動作導致大面積停電。保誤動作導致大面積停電。不對稱接地短路產生零序電流，

2、對通信線路和信號系統產生電磁不對稱接地短路產生零序電流，對通信線路和信號系統產生電磁干擾。干擾。某些不對稱短路會使非故障相產生過電壓。某些不對稱短路會使非故障相產生過電壓。3 3短路類型短路類型對稱短路對稱短路：三相短路：三相短路不對稱短路不對稱短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路中性點直接接地的高壓和超高壓電力系統：單相接地短路故障占中性點直接接地的高壓和超高壓電力系統：單相接地短路故障占90%，其余是各種相間短路。，其余是各種相間短路。電壓較低輸配電網絡中：單相電壓較低輸配電網絡中：單相65%；兩相接地；兩相接地20%；兩相短路；兩相短路10%；

3、三相；三相5%（幾率最小，后果最（幾率最小，后果最 嚴重）。嚴重）。中性點不接地系統：相間故障（包括相間接地）。中性點不接地系統：相間故障（包括相間接地）。4 4短路計算的目的和簡化假設短路計算的目的和簡化假設 為選擇和校驗各種電氣設備為選擇和校驗各種電氣設備機械穩(wěn)定性機械穩(wěn)定性和和熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定性性提供依據提供依據。為設計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供為設計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要數據必要數據。合理配置電力系統中各種繼保和自動裝置并正合理配置電力系統中各種繼保和自動裝置并正確整定其參數確整定其參數。 負荷用恒定電抗表示或忽略不計負荷用恒定電抗表示或忽略不計。 系統元件參數

4、恒定，高壓電網不計元件電阻和導納，即系統元件參數恒定，高壓電網不計元件電阻和導納，即用純電抗表示用純電抗表示。各發(fā)電機電勢同相位。各發(fā)電機電勢同相位。系統除不對稱故障處出現局部不對稱外，其余部分系統除不對稱故障處出現局部不對稱外，其余部分三相對稱三相對稱。1 1標幺制與標幺值標幺制與標幺值 把阻抗、導納、電流、電壓等物理量值分別用相應單把阻抗、導納、電流、電壓等物理量值分別用相應單位如歐姆（位如歐姆（）、西門（）、西門（S）、安（）、安（A）、伏（）、伏（V）、伏安（）、伏安（VA）來表示）來表示有名單位制；也可以把這些物理量值用沒有名單位制；也可以把這些物理量值用沒有單位的相對值來表示有單位

5、的相對值來表示標幺制。標幺制。標幺制：標幺制：把各個物理量用標幺值來表示的一種把各個物理量用標幺值來表示的一種 運算方法。運算方法。標幺值（標幺值（相對值相對值）=實際值（實際值（任意單位任意單位）基準值（基準值（與實際值同單位與實際值同單位）百分值：百分值：5%6% 30%標幺值：標幺值：0.050.06=0.003 2 2基準值的選擇基準值的選擇原則上基準值可以任意選擇，但通常都選該設備的原則上基準值可以任意選擇，但通常都選該設備的額定值作為基準值，或整個系統選取一個便于計算的共額定值作為基準值，或整個系統選取一個便于計算的共同基準值。同基準值。 。 3 3基準值變化時標幺值的歸算基準值變

6、化時標幺值的歸算由于在一般的發(fā)電機、變壓器等設備的銘牌數據中所給出由于在一般的發(fā)電機、變壓器等設備的銘牌數據中所給出的阻抗，往往都是以其的阻抗，往往都是以其自身額定值自身額定值為基準的標幺值。但在為基準的標幺值。但在進行電力系統計算時，系統中往往包含有許多功率、進行電力系統計算時，系統中往往包含有許多功率、電壓等規(guī)格不同的發(fā)電機、變壓器等電氣設備，因此電壓等規(guī)格不同的發(fā)電機、變壓器等電氣設備，因此，在進行系統計算時應選擇一個，在進行系統計算時應選擇一個共同基準值共同基準值，把所有，把所有以設備自身的額定值為基準的阻抗標幺值都按這個新選擇的共以設備自身的額定值為基準的阻抗標幺值都按這個新選擇的共

7、同基準值去進行歸算，只有經過這樣的歸算后，才能進行統一同基準值去進行歸算，只有經過這樣的歸算后，才能進行統一的計算。的計算。2ddLdLL(d)USXZXX實際計算中基準值選取標準：實際計算中基準值選取標準： 只有一臺發(fā)電機或變壓器，可直接取其額定電壓、額定功率為只有一臺發(fā)電機或變壓器，可直接取其額定電壓、額定功率為基準值；基準值； 元件多，基準功率常取整數，元件多，基準功率常取整數，100或或1000MVA；或選取某；或選取某一最大容量設備的額定功率，而基準電壓則可以取網絡各級額一最大容量設備的額定功率，而基準電壓則可以取網絡各級額定電壓或平均額定電壓。定電壓或平均額定電壓。4 4變壓器聯系

8、的多級電壓網絡中標幺變壓器聯系的多級電壓網絡中標幺值計算值計算變比系數用實際變比（準確值）計算：變比系數用實際變比（準確值）計算：準準 確確 計計 算算 法法 含一個變壓器時：含一個變壓器時： 含二個變壓器時：含二個變壓器時：近近 似似 計計 算算 法法網絡平均額定電壓比相應電壓級的額定電壓高網絡平均額定電壓比相應電壓級的額定電壓高5%：Uav=1.05UN電網額定電壓（所對應網絡平均額定電壓）電網額定電壓（所對應網絡平均額定電壓）/kV：3（3.15），），6（6.3），），10（10.5），），15（15.75），），35（37），），110（115），），220（230），），330（3

9、45），），500（525）變壓器的變比用變壓器的變比用計算。計算。 變壓器變壓器T1的變比可以用它的變比可以用它所聯系兩側的平均額定電所聯系兩側的平均額定電壓 之 比 ， 即壓 之 比 ， 即。 各段基準電壓就直接各段基準電壓就直接等于該段網絡的平均額等于該段網絡的平均額定電壓，無需計算。定電壓，無需計算。（當基本段也取網絡平均（當基本段也取網絡平均額定電壓時。）額定電壓時。） 用近似計算法時，各元件額定電壓一律用該元件所在段用近似計算法時，各元件額定電壓一律用該元件所在段網絡的平均額定電壓。網絡的平均額定電壓。對發(fā)電機和變壓器，其電抗標幺值計算公式將只進行功率對發(fā)電機和變壓器，其電抗標幺值

10、計算公式將只進行功率歸算，不必進行電壓歸算。歸算，不必進行電壓歸算。但計算電抗器時，仍取用電抗器本身額定電壓。但計算電抗器時，仍取用電抗器本身額定電壓。準確計算法準確計算法（變壓器用實際變比）（變壓器用實際變比）近似計算法近似計算法（變壓器用近似變比）（變壓器用近似變比）取第取第段電路為基本段。段電路為基本段。P127 例例4-3 對如圖所示輸電系統，用準確計算法和近似計算對如圖所示輸電系統，用準確計算法和近似計算法分別計算等值網絡中各元件標幺值。法分別計算等值網絡中各元件標幺值。1. 準確計算法準確計算法各元件電抗的標幺值依次為：各元件電抗的標幺值依次為：2. 近似計算法近似計算法各元件電抗

11、的標幺值依次為：各元件電抗的標幺值依次為：1 1“無限大無限大”功率電源概念功率電源概念“無限大無限大”電源：電源：S=，Z=0，Um一定。一定。外阻抗相對于電源內阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠小于電外阻抗相對于電源內阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠小于電源所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會發(fā)生可察覺的變化。源所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會發(fā)生可察覺的變化。近似條件：近似條件：等值電源內阻抗不超過短路回路總阻抗的等值電源內阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%。 2 2三相短路的暫態(tài)過程分析三相短路的暫態(tài)過程分析）（tUdtdiLRimaasinnppaii

12、i全全 解：解：aTtpmmpmaeIIIisinsintsin0）（）（）（i0：短路前電流在時間軸投影。：短路前電流在時間軸投影。ip0：短路后電流周期分量在時間：短路后電流周期分量在時間軸投影。軸投影。Ipm：短路電流周期：短路電流周期分量幅值。分量幅值。Im：短路前穩(wěn)態(tài)電：短路前穩(wěn)態(tài)電流幅值。流幅值。000papiii流過電感的電流不能突變流過電感的電流不能突變3 3短路沖擊電流短路沖擊電流最嚴重短路情況下的短路電流最大瞬時值，最嚴重短路情況下的短路電流最大瞬時值，ish，校驗電氣設校驗電氣設備和載流導體在短路時的動穩(wěn)定性。備和載流導體在短路時的動穩(wěn)定性。pmimshIKi Kim：沖擊系數，常?。簺_擊系數，常取1.81.9要求非周期電流有最大初值。要求非周期電