第三章短路電流計(jì)算演示文稿

第三章短路電流計(jì)算演示文稿1當(dāng)前第1頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)2優(yōu)選第三章短路電流計(jì)算當(dāng)前第2頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)接地裝置由接地連接線和接地體構(gòu)成

當(dāng)前第3頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)接地電阻測(cè)量?jī)x當(dāng)前第4頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)接地變壓器

為三相變壓器（或三相電抗器），常用來為無中性點(diǎn)的系統(tǒng)提供一個(gè)人工的、可帶負(fù)載的中性點(diǎn)，供系統(tǒng)接地使用。其接地方式有：直接接地，與接地電抗器、電阻或消弧線圈組合接地。接地變壓器可帶一個(gè)供連續(xù)使用的低電壓的二次繞組作為變電站輔助電源。接地變壓器內(nèi)部預(yù)備知識(shí)接地變壓器外部當(dāng)前第5頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)消弧線圈

消弧線圈是一個(gè)裝設(shè)于配電網(wǎng)中性點(diǎn)的可調(diào)電感線圈，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線圈的作用是提供一個(gè)電感電流，補(bǔ)償單相接地的電容電流，使電容電流減小到規(guī)定值以下；同時(shí)，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到自動(dòng)熄滅電弧的目的。消弧線圈的電抗或電流通過有載(無載)分接開關(guān)調(diào)節(jié)。預(yù)備知識(shí)當(dāng)前第6頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)

原理——根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式及發(fā)展情況，確定消弧線圈在過補(bǔ)償條件下的額定容量，即可確定在接地故障時(shí)可提供的電感電流。增設(shè)消弧線圈二次電容負(fù)荷繞組，同時(shí)在該消弧線圈的二次繞組上并聯(lián)若干只（一般為四至五只）低壓電容器，通過控制器控制二次電容器投入的數(shù)量，來調(diào)節(jié)消弧線圈二次容抗的大小，從而改變消弧線圈一次側(cè)電感電流的大小。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈裝置工作在最大過補(bǔ)償狀態(tài)，保證電網(wǎng)中性點(diǎn)不高于電網(wǎng)額定相電壓的15%，控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)線路的對(duì)地總?cè)菘梗瑥亩?jì)算出所需補(bǔ)償?shù)碾姼须娏髦?。調(diào)容式消弧線圈裝置裝置構(gòu)成圖當(dāng)前第7頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第一節(jié)概述一短路的種類

三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路（僅大接地系統(tǒng)有）。（a、b為小接地系統(tǒng)，c、d為大接地系統(tǒng)）65%20%10%5%三相交流系統(tǒng)危害較大的短路類型主要有：當(dāng)前第8頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二短路的原因（1）電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。

造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。（3）運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘卻拆除地線合閘等非正常操作(人員過失)。（4）鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上等意外故障。第一節(jié)概述元件損壞、氣象條件惡化、人員過失、其他原因。（2）氣象條件惡化當(dāng)前第9頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三短路的危害（1）短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將導(dǎo)體絕緣破壞。（2）短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械破壞。（3）短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，電器設(shè)備正常工作受到破壞。（4）短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶來不便。（5）嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使同步發(fā)電機(jī)失步。（6）單相短路產(chǎn)生不平衡磁場(chǎng)，對(duì)通信線路和弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重電磁干擾。第一節(jié)概述當(dāng)前第10頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)四短路電流計(jì)算的目的（1）正確選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備。（2）計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置。（3）選擇限制短路電流的電器設(shè)備。（4）研究短路對(duì)用戶工作的影響。第一節(jié)概述當(dāng)前第11頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)五短路電流計(jì)算的主要參數(shù)（1）次暫態(tài)短路電流（有效值）。（2）短路電流最大值（瞬時(shí)值）。（3）短路電流最大有效值（有效值）。（4）短路電流穩(wěn)態(tài)值（有效值）。第一節(jié)概述當(dāng)前第12頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第二節(jié)三相短路過渡過程分析一無限大容量三相短路分析～負(fù)載M其中：～短路時(shí)刻（t=0）前，供電回路的電壓電流方程為：為電源電壓初相角為電源電壓角頻率當(dāng)前第13頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第二節(jié)三相短路過渡過程分析一無限大容量三相短路分析當(dāng)在t=0時(shí)刻，發(fā)生短路圖3-3無限大系統(tǒng)三相短路電路圖圖3-4無限大系統(tǒng)三相短路單相等值電路圖～負(fù)載KK從短路時(shí)刻（t=0）開始，短路回路的電壓方程為：M為電源電壓初相角為電源電壓角頻率～當(dāng)前第14頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)為短路回路的阻抗角，一無限大容量三相短路分析求解上述微分方程，得到：其中：由于感性電路在短路瞬間電流不能突變，由此特征求解A值：得：為短路電流周期分量幅值，第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第15頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)：非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)，一無限大容量三相短路分析將A帶入的表達(dá)式，得到短路后短路電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式：第二節(jié)三相短路過渡過程分析決定非周期分量按指數(shù)規(guī)律衰減的快慢短路發(fā)生在高壓電網(wǎng)時(shí)：短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)附近時(shí)：當(dāng)前第16頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二產(chǎn)生最大短路電流的條件（1）線路近似于純感性（，）（2）當(dāng)發(fā)生短路瞬間，電壓瞬時(shí)值過零（）（3）如短路前，線路空載（）第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第17頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二產(chǎn)生最大短路電流的條件滿足上述三個(gè)條件的短路，稱為無載線路合閘嚴(yán)重短路三個(gè)短路相電流分別為※只有電壓瞬時(shí)值過零的那一相才有最大短路電流產(chǎn)生。第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第18頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二產(chǎn)生最大短路電流的條件三相短路時(shí)最嚴(yán)重相的電流波形圖第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第19頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)1、——

次暫態(tài)短路電流周期分量有效值第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第20頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)2、——

短路電流沖擊值

短路沖擊電流是短路全電流的瞬時(shí)最大值，出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期位置，即t=0.01秒時(shí)刻。因?yàn)榈诙?jié)三相短路過渡過程分析其中：當(dāng)前第21頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第22頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)3、——

短路電流沖擊有效值

短路沖擊電流有效值是短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值。第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第23頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)4、——

短路電流穩(wěn)態(tài)值短路穩(wěn)態(tài)電流有效值是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流有效值，用表示。

在無限大容量系統(tǒng)中，在有限大容量系統(tǒng)中，第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第24頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)主要指同步發(fā)電機(jī)及其附近發(fā)生三相突然短路不能當(dāng)作“無限大”系統(tǒng)的情況1）發(fā)電機(jī)端點(diǎn)或端點(diǎn)附近發(fā)生短路；2）短路點(diǎn)雖離發(fā)電機(jī)較遠(yuǎn)，但發(fā)電機(jī)容量有限。表象原因：有限容量電源系統(tǒng)，是和無限大容量電源系統(tǒng)相對(duì)而言的。在這種系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，或因電源容量較小，或是短路點(diǎn)靠近電源，這時(shí)電源的母線電壓不能繼續(xù)維持恒定。四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第25頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析本質(zhì)原因：

在以上地點(diǎn)發(fā)生三相突然短路時(shí)，由于短路電流所造成的強(qiáng)烈去電樞磁性反應(yīng)，使發(fā)電機(jī)端口電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)部電抗在短路的暫態(tài)過程中發(fā)生變化，相應(yīng)的短路電流周期分量的振幅也隨之變化，這是與無限大系統(tǒng)相區(qū)別的地方。分析過渡過程時(shí)，要考慮各部分磁通和定子繞組阻抗的變化。第二節(jié)三相短路過渡過程分析同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路當(dāng)前第26頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)同步發(fā)電機(jī)主磁通變化

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析

電樞磁勢(shì)Fa與勵(lì)磁磁勢(shì)Ff反向，合成磁勢(shì)的幅值減小，此時(shí)電樞反應(yīng)性質(zhì)為直軸去磁電樞反應(yīng)。當(dāng)前第27頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)突然短路后的幾個(gè)階段同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析短路電流周期分量最大值Ipm當(dāng)前第28頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)突然短路后定子繞組電抗的變化

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析阻尼繞組阻尼繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組阻尼繞組阻尼繞組當(dāng)前第29頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)突然短路后電流的衰減同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析

定子電流周期性分量的最大值為Im″=E0m/xd″;

當(dāng)阻尼繞組中感應(yīng)電流分量衰減完畢后，電樞反應(yīng)磁通可以穿過阻尼繞組，電流幅值變?yōu)镮m′=E0m/xd′;

當(dāng)勵(lì)磁繞組中的感應(yīng)電流分量也衰減完畢后，達(dá)到穩(wěn)態(tài)短路電流，電樞反應(yīng)磁通可以穿過勵(lì)磁繞組，電流幅值變?yōu)镮m=E0m/xd。當(dāng)A相繞組交鏈的空載磁通為零時(shí)出現(xiàn)短路，A相短路電流的衰減過程如下圖所示短路發(fā)生的時(shí)刻不同，其短路電流的值也不同，在最惡劣的情況下發(fā)生短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大電流值稱為沖擊電流im″，其值可達(dá)額定電流的10-20倍，它出現(xiàn)在短路后半個(gè)周波時(shí)刻?？紤]到衰減，沖擊電流im″=Ksh

Im″，其中Ksh稱為沖擊系數(shù)，取值范圍為1.8-1.9。當(dāng)前第30頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)發(fā)電機(jī)突然短路對(duì)發(fā)電機(jī)的影響同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析

1.定子繞組的端部受到很大的電磁力的作用，使繞組變形：定子繞組端部與轉(zhuǎn)子繞組端部相互間的作用力F1；定子繞組端部與鐵心之間的作用力F2。定子繞組端部相互間的作用力F3；

2.轉(zhuǎn)軸受到很大的電磁力矩作用，使振動(dòng)加劇（轉(zhuǎn)子繞組端部受到的作用力F1所引起）；

3.短路電流很大，會(huì)引起繞組過熱。當(dāng)前第31頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)短路電流的周期分量

式中：----次暫態(tài)短路電流的有效值；

----暫態(tài)短路電流的有效值；

----穩(wěn)態(tài)短路電流的有效值；

----次暫態(tài)分量電流衰減的時(shí)間常數(shù)；

----暫態(tài)分量電流衰減的時(shí)間常數(shù)。從短路瞬間起，經(jīng)歷了次暫態(tài)、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)的過程。短路電流周期分量的幅值：同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析第二節(jié)三相短路過渡過程分析當(dāng)前第32頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)短路電流的周期分量

Ⅰ）空載短路時(shí)：為發(fā)電機(jī)空載電動(dòng)勢(shì)。

Ⅱ）負(fù)載情況下端口短路：

為次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)、暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)、穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢(shì)。其中：

、依次為發(fā)電機(jī)額定電壓和額定電流。一般取，。

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第33頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)短路電流的周期分量

Ⅲ）經(jīng)外電路短路其中：

從短路點(diǎn)到發(fā)電機(jī)端點(diǎn)的總電抗

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第34頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)短路電流的非周期分量最不利條件下（即，且）為定子回路衰減時(shí)間常數(shù)。則最不利條件下，同步發(fā)電機(jī)三相突然短路電流瞬時(shí)值：同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第35頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)次暫態(tài)短路電流、沖擊短路電流、穩(wěn)態(tài)短路電流次暫態(tài)短路電流※校驗(yàn)機(jī)端快速動(dòng)作斷路器開斷電流和開斷容量時(shí)，用對(duì)應(yīng)于開斷時(shí)刻t的短路電流全電流有效值。機(jī)端短路：

經(jīng)外電阻短路：

次暫態(tài)短路功率：

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第36頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)次暫態(tài)短路電流、沖擊短路電流、穩(wěn)態(tài)短路電流沖擊短路電流t=0.01s

時(shí)其中Ksh=1.9，機(jī)端短路；

Ksh=1.8，經(jīng)外阻抗短路。穩(wěn)態(tài)短路電流機(jī)端短路：

經(jīng)外電阻短路：

同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路（無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置）四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第37頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置時(shí)同步發(fā)電機(jī)的三相短路電流不考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)

認(rèn)為整個(gè)短路過程中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為常數(shù)。考慮自動(dòng)勵(lì)磁時(shí)

a.由于發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路有較大的電感,勵(lì)磁電流不能在短路發(fā)生后立即增大,所以自動(dòng)勵(lì)磁裝置的調(diào)節(jié)效果要在短路后的一定時(shí)間內(nèi)才顯示出來。因而在短路后最初幾個(gè)周波內(nèi)，勵(lì)磁電流不會(huì)變化.

故:次暫態(tài)短路電流和沖擊短路電流的計(jì)算與無勵(lì)磁時(shí)相同。

b.當(dāng)自動(dòng)勵(lì)磁裝置起作用后,周期分量電流不再減小而是逐漸增加,最后過渡到穩(wěn)態(tài)值.因此穩(wěn)態(tài)短路電流以及自勵(lì)裝置起作用后的某一時(shí)刻的短路電流的計(jì)算變得復(fù)雜。

穩(wěn)態(tài)值的大小主要與短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近和自動(dòng)勵(lì)磁裝置的調(diào)整程度。勵(lì)磁裝置起作用后計(jì)算較復(fù)雜，一般用“運(yùn)算曲線法”。四有限容量電源供電系統(tǒng)三相短路分析當(dāng)前第38頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)無自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的發(fā)電機(jī)短路電流變化曲線

i3-7(b)uii(t=0)短路暫態(tài)過程正常狀態(tài)短路穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)前第39頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)ui短路暫態(tài)過程正常狀態(tài)短路穩(wěn)定狀態(tài)i(t=0)3-7(a)有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的發(fā)電機(jī)短路電流變化曲線當(dāng)前第40頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算一標(biāo)么制計(jì)算短路電流常采用標(biāo)么值計(jì)算，可簡(jiǎn)化計(jì)算，便于比較分析。用相對(duì)值表示元件的物理量，稱為標(biāo)么制。電壓、電流、容量、阻抗的標(biāo)么值分別為：※以標(biāo)么制表示的物理量用下角標(biāo)*標(biāo)注當(dāng)前第41頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算一標(biāo)么制采用標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn)：a、易于比較電力系統(tǒng)中各元件的特性和參數(shù)b、易于判斷電氣設(shè)備的特征和參數(shù)的優(yōu)劣c、可以使計(jì)算量大大簡(jiǎn)化當(dāng)前第42頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算一標(biāo)么制各物理量的基準(zhǔn)值之間必須服從

功率方程：歐姆定律：通常選定、則：通常取或，采用標(biāo)么制時(shí)，對(duì)稱三相電路完全可以用單相電路計(jì)算

基準(zhǔn)值的選取是有條件任意（僅限其中2個(gè)）的，四個(gè)基準(zhǔn)值中只有二個(gè)基準(zhǔn)值是獨(dú)立的，通常選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。原則：換算前后的物理量的有名值保持不變。基準(zhǔn)值選擇的注意事項(xiàng)當(dāng)前第43頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一標(biāo)么制

額定標(biāo)么值

——以設(shè)備額定值為基準(zhǔn)折算的標(biāo)么值第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算

額定標(biāo)么值與任意選定的基準(zhǔn)標(biāo)么值進(jìn)行折算的方法真實(shí)值選定的基準(zhǔn)值當(dāng)前第44頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)不同電壓等級(jí)標(biāo)么值的歸算第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算

則:歸算到基本電壓級(jí)的某個(gè)線段的電抗標(biāo)么值應(yīng)為：1先取某一電壓級(jí)為基本電壓級(jí)，并取基本電壓級(jí)的電壓為基準(zhǔn)電壓，則非基本電壓級(jí)的基準(zhǔn)電壓可由下式計(jì)算得出:當(dāng)前第45頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算

2由變壓器聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)么值計(jì)算的簡(jiǎn)化不同電壓等級(jí)標(biāo)么值的歸算當(dāng)前第46頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二線路中各元件阻抗的計(jì)算1、發(fā)電機(jī)通常用次暫態(tài)時(shí)刻的阻抗值代替其它時(shí)刻值有名制：標(biāo)么值：第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第47頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二線路中各元件阻抗的計(jì)算各類發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗額定標(biāo)么值

第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算發(fā)電機(jī)類型汽輪發(fā)電機(jī)0.125水輪發(fā)電機(jī)（有阻尼繞組）0.20水輪發(fā)電機(jī)（無阻尼繞組）0.27同步補(bǔ)償機(jī)0.20大型同步電動(dòng)機(jī)0.20當(dāng)前第48頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二線路中各元件阻抗的計(jì)算2、變壓器有名制：標(biāo)么值：第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第49頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二線路中各元件阻抗的計(jì)算3、電抗器電抗百分?jǐn)?shù)

有名制：標(biāo)么值：4、線路的阻抗計(jì)算

有名制：

標(biāo)么值：第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算——線路所處電壓等級(jí)的平均額定電壓當(dāng)前第50頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算步驟1繪制計(jì)算電路圖第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算可以是一個(gè)發(fā)電機(jī)/發(fā)電廠并列運(yùn)行，也可分立運(yùn)行（升壓變壓器）地區(qū)降壓變電站扼流圈抑制短路電流SNG、X*GSNT~線路1線路2SNTSNTSNT當(dāng)前第51頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算步驟2確定運(yùn)行方式和短路計(jì)算點(diǎn)

最大運(yùn)行方式：從短路點(diǎn)到電源的短路回路中所有元器件的總阻抗最小

最小運(yùn)行方式：從短路點(diǎn)到電源的短路回路中所有元器件的總阻抗最大

短路計(jì)算點(diǎn)：一般選擇母線處或發(fā)電機(jī)出線端子處第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第52頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算

所有電器設(shè)備都以感抗形式表示①短路計(jì)算的目的：選電氣設(shè)備（此時(shí)等值電路按最大運(yùn)行方式繪制）②短路計(jì)算的目的：繼電保護(hù)的整定（此時(shí)等值電路按最小運(yùn)行方式繪制）步驟3繪制等值電路圖第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算~當(dāng)前第53頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算步驟4確定（選定）基準(zhǔn)值Sd（10的整數(shù)倍），常取為100MVAUd取為各線路平均額定電壓（）第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算額定電壓kV0.38/0.223610153560110220330平均額定電壓kV0.4/0.233.156.310.515.753763115230345表3-1各級(jí)線路的額定電壓與平均額定電壓對(duì)照表~當(dāng)前第54頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)步驟5計(jì)算每個(gè)元件阻抗第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算當(dāng)前第55頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)步驟6計(jì)算短路回路總阻抗第三節(jié)供電系統(tǒng)電氣元件參數(shù)計(jì)算三短路電路總阻抗標(biāo)么值的計(jì)算

目的①情況（最大運(yùn)行方式）目的②情況（最小運(yùn)行方式）當(dāng)前第56頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第四節(jié)短路電流計(jì)算一無限大容量短路無限大包含三層含義：①∑S→∞②∑Xs→0系統(tǒng)內(nèi)抗③U端≡恒短路后發(fā)電機(jī)端子電壓計(jì)算供電系統(tǒng)中某點(diǎn)（K點(diǎn)）短路后，短路電流周期分量有名制：標(biāo)么制：短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的線路平均額定電壓※無限大容量短路~當(dāng)前第57頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一無限大容量短路第四節(jié)短路電流計(jì)算計(jì)算K點(diǎn)短路電流相關(guān)參數(shù)

當(dāng)前第58頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一無限大容量短路例3.1：求：K點(diǎn)短路的解：（一）確定運(yùn)行方式，繪制等值電路圖第四節(jié)短路電流計(jì)算當(dāng)前第59頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一無限大容量短路例3.1解：（二）選定基準(zhǔn)值Sd=100MVA第四節(jié)短路電流計(jì)算當(dāng)前第60頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一無限大容量短路例3.1解：（三）計(jì)算各元件標(biāo)么值第四節(jié)短路電流計(jì)算變壓器線路變壓器線路電抗器當(dāng)前第61頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)例3.1解：（四）總阻抗計(jì)算

（五）計(jì)算短路各參數(shù)值第四節(jié)短路電流計(jì)算一無限大容量短路當(dāng)前第62頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二有限大容量短路的短路電流計(jì)算短路位置：①發(fā)生在發(fā)電機(jī)出線端子處（電力系統(tǒng)的發(fā)電廠）②企業(yè)有自備電廠的高壓電器上（企業(yè)供電系統(tǒng)的發(fā)電廠）第四節(jié)短路電流計(jì)算當(dāng)前第63頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)1I”的計(jì)算發(fā)電機(jī)的額定電壓在工程上近似等于其后接線路的平均額定電壓Uav第四節(jié)短路電流計(jì)算二有限大容量短路的短路計(jì)算當(dāng)前第64頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)2ish、Ish的計(jì)算第四節(jié)短路電流計(jì)算二有限大容量短路的短路計(jì)算當(dāng)前第65頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二有限大容量短路3三相短路電流任一時(shí)刻周期分量Ipt的計(jì)算第四節(jié)短路電流計(jì)算關(guān)于表3-4，3-5的時(shí)間區(qū)間的說明有名制：標(biāo)么制：（運(yùn)算曲線法）當(dāng)前第66頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二有限大容量短路第四節(jié)短路電流計(jì)算3三相短路電流周期分量Ipt的計(jì)算關(guān)于表3-4，3-5的計(jì)算電抗取值區(qū)間的說明{汽輪機(jī)水輪機(jī)當(dāng)前第67頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）1同一變換法（綜合計(jì)算電抗法）畫等值電路，確定運(yùn)行方式（選設(shè)備還是計(jì)算繼電保護(hù)裝置整定值）。選基準(zhǔn)值（有限容量）Sd=SN∑

Ud=Uav

計(jì)算各元件電抗標(biāo)么值。求出短路回路計(jì)算電抗總和。X*∑（自定基準(zhǔn)值時(shí)），X*ca（以發(fā)電機(jī)額定為基準(zhǔn)值時(shí)）查表

⑤t時(shí)刻短路容量的計(jì)算第四節(jié)短路電流計(jì)算當(dāng)前第68頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)例3.2：解：（1）畫等值電路圖，確定運(yùn)行方式第四節(jié)短路電流計(jì)算三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第69頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)例3.2：（2）確定基準(zhǔn)值第四節(jié)短路電流計(jì)算三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第70頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)例3.2：（3）計(jì)算各元件標(biāo)么值當(dāng)前第71頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)例3.2：（4）確定計(jì)算電抗

（5）查表第四節(jié)短路電流計(jì)算三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第72頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第四節(jié)短路電流計(jì)算三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第73頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)

考慮上述情況，短路電流的計(jì)算應(yīng)按單獨(dú)變化法計(jì)算，即計(jì)算時(shí)將條件相似的電源或發(fā)電機(jī)分在一組，可將一個(gè)復(fù)雜的供電網(wǎng)路簡(jiǎn)化成只有兩、三個(gè)電源的相對(duì)獨(dú)立的支路對(duì)短路點(diǎn)供電的電路。第四節(jié)短路電流計(jì)算

實(shí)際的供電網(wǎng)路中往往不能忽略下述一些情況：各電源與短路點(diǎn)之間的電氣距離不相同；為短路點(diǎn)供電的電源可能既有水輪發(fā)電機(jī)又有汽輪發(fā)電機(jī)，它們?cè)诙搪窌r(shí)的過渡過程有很大差別；工業(yè)企業(yè)供電可能同時(shí)由無限大容量電力系統(tǒng)和本企業(yè)自備電廠的同步發(fā)電機(jī)供電。2單獨(dú)變化法三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第74頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)無源大容量電源單獨(dú)分為一組；距短路點(diǎn)電氣距離相近的同一類有限容量發(fā)電機(jī)分在一組；彼此無關(guān)支路，與短路點(diǎn)直接相連的同一類型發(fā)電機(jī)分在一組。第四節(jié)短路電流計(jì)算2單獨(dú)變化法分組原則：三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）若干組不同類型的電源，通過彼此無關(guān)支路與短路點(diǎn)直接相連的供電回路最后簡(jiǎn)化成分叉電路當(dāng)前第75頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第四節(jié)短路電流計(jì)算2單獨(dú)變化法圖3－12計(jì)及各電源與短路地點(diǎn)間的不同距離時(shí)原來計(jì)算短路電流的電路三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）。。。。。。K電源1電源2K電源1電源2K電源1電源2(a)(b)(c)復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化方法：當(dāng)前第76頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第四節(jié)短路電流計(jì)算2單獨(dú)變化法

由圖3-12(b)變換成圖3-12(c)時(shí)，電抗和可用Y/△變換的方法決定，公式如下：若和是根據(jù)任意選定的基準(zhǔn)容量歸算的，則必須再把它們根據(jù)對(duì)應(yīng)支路的發(fā)電機(jī)總額定容量進(jìn)行歸算，并求出每一條支路的計(jì)算電抗，公式如下：三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）當(dāng)前第77頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第四節(jié)短路電流計(jì)算2單獨(dú)變化法

分別計(jì)算出簡(jiǎn)化為分叉電路每一電源供給的短路電流這些電流之和即是流到短路點(diǎn)的總短路電流。三用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流方法（多臺(tái)發(fā)電機(jī)為短路點(diǎn)供電時(shí)）復(fù)雜供電網(wǎng)絡(luò)總短路電流計(jì)算方法：

算例詳見例題3-2。——簡(jiǎn)化為分叉電路后的第i個(gè)等效電源供給的短路電流。當(dāng)前第78頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第五節(jié)電網(wǎng)電路電流計(jì)算中的特殊問題一對(duì)外部電網(wǎng)的考慮

近似計(jì)算方法高壓母線斷路器高壓母線XsK當(dāng)前第79頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)第五節(jié)電網(wǎng)電路電流計(jì)算中的特殊問題一對(duì)外部電網(wǎng)的考慮

將系統(tǒng)視為有限容量系統(tǒng)，以占主要地位的發(fā)電機(jī)類型來確定該系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)的類型，計(jì)算短路過渡過程的電流。

近似計(jì)算方法高壓母線斷路器高壓母線XsK當(dāng)前第80頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)一對(duì)外部電網(wǎng)的考慮常見問題第五節(jié)電網(wǎng)電路電流計(jì)算中的特殊問題無限大容量系統(tǒng)短路參數(shù)未知問題：

當(dāng)前第81頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流沖擊值的影響第五節(jié)電網(wǎng)電路電流計(jì)算中的特殊問題圖3-14電動(dòng)機(jī)對(duì)短路沖擊電流的影響～同步電動(dòng)機(jī)電力系統(tǒng)KM作為附加電源考慮當(dāng)前第82頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流沖擊值的影響當(dāng)電動(dòng)機(jī)端子處發(fā)生三相短路時(shí)，電動(dòng)機(jī)所反饋的沖擊電流可按下式計(jì)算：在計(jì)入電動(dòng)機(jī)的反饋電流后，總的短路電流沖擊值為第五節(jié)電網(wǎng)電路電流計(jì)算中的特殊問題當(dāng)前第83頁\共有90頁\編于星期六\15點(diǎn)二電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流沖