电力系统分析第9章.ppt

第9章 电力系统三相短路电流的实用计算 9.1 交流分量电流初始值的计算 9.2 起始次暂态电流和冲击电流的计算 9.3 计算曲线法 9.4 转移阻抗及电流分布系数 由于实际的同步发电机具有阻尼绕组或等效阻尼绕组，减小了d、q轴的不对称性，倍频分量的幅值很小，工程上通常可以忽略不计。而直流分量衰减的时间常数很小，衰减很快，一般只在冲击电流计算和短路初期全电流有效值的计算中才予以考虑。 9.1 交流分量电流初始值的计算 9.1.1 计算条件 2. 变压器、电抗器、输电线的短路计算条件 3.负荷对短路电流的影响 9.1.2 异步电动机的短路反馈电流分析 正常运行时异步电动机转差率在（2~5）%左右，可近似看作同步转速运行。由于惯性，短路初期异步电动机的转速很小，可以视为欠励运行的同步发电机，要向短路点提供短路电流。 与同步发电机相似，为保证磁链不突变，电动机转子和转子绕组中将感应出直流分量电流，可以用次暂态电动势E’’及相应的次暂态电抗x’’(d、q轴相同)作为定子交流分量的等值电动势和电抗。 2. 短路冲击电流的计算 9.2 起始次暂态电流和冲击电流的计算 9.2.1 简单系统 的计算 9.2.2 复杂系统计算 9.2.2 复杂系统计算 9.3 计算曲线法 9.3.1 计算曲线的制作 9.3.2 计算曲线的应用 实际的电力系统有众多的发电厂和负荷，接线很复杂，而制定计算曲线所针对的网络，仅包含一台发电机和一组负荷。 因此，应用计算曲线计算短路电流，首先要将原网络变换为只含短路点和若干个电源节点的星形联结电路，然后对每一个电源分别应用计算曲线求解短路电流。 电源节点与短路点间的电抗，称为转移电抗。 但是，针对复杂的网络，计算量很大，不适用于工程应用。可将网络中的电源分为几组，每组都用等值发电机代替。 电源分组：1、当发电机特性相近时，与短路点电气距离相似的发电机可以合并；2、直接接于短路点的发电机应单独考虑；3、无限大功率电源单独计算。 9.4 转移阻抗及电流分布系数 9.4.1 转移阻抗 9.4.2 电流分布系数 9.4.3 转移阻抗与电流分布系数的计算 小 结 (3) t时刻短路电流周期分量的标幺值 根据计算电抗 及所指定的时刻t，查计算曲线（或对应的数字表格）得出 。 （9.12） 无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量的标幺 值为： (4) 求t时刻短路电流周期分量的有名值 第i台等值发电机提供的短路电流为： （9.13） 无限大功率电源提供的短路电流为： （9.14） 式中， ——为短路处的平均额定电压； ——为归算到短路处电压等级的第i台等值发电机的额定电流； ——为所选基准功率 在短路处电压等级对应的基准电流。 短路处总的短路电流周期分量的有名值为： （9.15） 例9.2 试求图9.6所示系统 点短路时，t=0.1s以及 点短路时，t=0.2s的短路电流周期分量。各元件参数如图。 图9.6 例9.2系统接线图 9.4.1 转移阻抗 9.4.2 电流分布系数 9.4.3 转移阻抗与电流分布系数的计算 转移阻抗：如果除电动势 以外，其它电动势皆为零，则 与此时f点的电流 的比值即为该电源与短路点间的转移阻抗 对于一个含有任意多有限功率电源的线性网络，在某点f短路后，短路点电流为： （9.16） 式中， ——为某电源i 的电动势； ——为某电源与短路点间的转移阻抗。 转移阻抗与电流分布系数，是分析计算短路故障的两个重要数据。 电流分布系数是表征网络中电流分布情况的一种参数，其数值与短路点位置、网络结构、形状和参数有关。 所有电源点的电流分布系数之和必等于1，即 图9.8 电流分布系数示意图 电流分布系数：如图9.8所示的线性网络，令原网络中所有电源的电势为零，在短路点接入电势源，使得短路点电流 则此时网络中任一支路的电流，在数值上即等于该支路的电流分布系数，即图中 。 本章提示 在一定计算条件下，计算三相短路电流交流分量的初始值，同时分析了异步电动机的短路反馈电流； 针对不同系统，利用等效化简、叠加原理或计算曲线，求解起始次暂态电流； 利用转移阻抗及电流分布系数，求解短路电流在网络中的分布。 对于包含有多台发电机的实际电力系统，短路电流的工程实用计算，一般需要计算： 短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流 ：用于继电保护的整定计算、校验断