三讲电力系统三相短路电流的实用计算.pptVIP

建立系统的电路模型时，一般可以： * * 第三讲 电力系统三相短路电流的实用计算 3-3 短路电流运算曲线法及其应用 3-1 短路计算的基本假设 3-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1、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； 2、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； 3、利用转移阻抗，求解短路电流在网络中的分布。 重点 引言 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： 1、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、校验断路器的开断容量等； 2、任意时该周期分量电流的有效值：用于电气设备热稳定性的校验； 3、冲击电流：用于电气设备动稳定性的校验。 10-1 短路计算的基本假设 一 同步发电机的短路计算条件 1、假设发电机d轴和q轴等值电抗相等，以 作为等值电抗，得 近似认为次暂态电动势 在短路前后不变，可以通过短路前的运行参数求取。 1.10 0.20 同步电动机 1.12 0.2053 水轮发电机 1.20 0.20 同步发电机 1.09 0.1383 汽轮发电机 元件名称 元件名称 表10.1 同步发电机 和 的平均值 2、短路过程中各发电机之间不发生摇摆，并认为所有发电机的电势都同相位。 ⑴ 若在计算中忽略负荷，所有电源的次暂态电势可以取为额定电压，即标幺值为1，相位相同。 ⑵ 当短路点远离电源时，可以将发电机端电压母线看作恒定电压源，电压值取为额定电压。 二 变压器、电抗器、输电线的短路计算条件 静止元件，如变压器、电抗器、输电线等，次暂态电抗等于稳态电抗。 ⑴ 忽略线路对地电容和变压器的励磁回路; ⑵ 高压电网可以忽略线路电阻; ⑶ 标幺值计算不考虑变压器的实际变比，认为变压器的变比k均为平均额定电压之比。 三 负荷对短路电流的影响 1、如果正常情况下的负荷电流远小于短路电流，可以在计算用的等值网络中忽略负荷。若需要计及，则 ⑴ 短路前计及负荷，发电机的次暂态电势根据潮流计算所得的发电机端电压 Ui(0)和发电机注入功率 Si(0)决定： ⑵ 短路后电网中的负荷可以利用恒定阻抗近似表示，阻抗值由短路前潮流计算结果中的负荷端电压UDi(0)和负荷功率SDi(0)求得： 2、异步电动机的短路反馈电流分析 ⑴ 短路反馈电流周期分量的初始值计算 式中， ——为正常运行时电动机端电压与电流 ——为次暂态电抗。 电动机一般情况下 ⑴ 次暂态电抗可近似与起动电抗相等，其标幺值约为0.2； ⑵ 次暂态电势约为0.9； ⑶ 机端短路的交流电流初始值约为其额定电流的4.5倍。 ⑵ 短路冲击电流的计算 异步电动机供给的短路冲击电流中，其周期分量和非周期分量都是自由分量，按各自的时间常数衰减到零。 不计磁路饱和，异步电动机供给的冲击电流为： 式中 ——反馈电流周期分量起始有效值； ——反馈电流周期分量幅值； ——电动机的冲击系数。 如果数据不确定，冲击系数可参考表10-2 取值。 1.7～1.8 1000以上 1.5～1.7 500～1000 1.3～1.5 200～500 1 200以下 电机容量（KW） 一般情况下 a、如果电动机的次暂态电势大于机端电压，且电动机距离短路点较近，需要考虑其向短路点提供的反馈电流； b、反之，则忽略电动机对短路电流的影响。 表10-2 电动机的冲击系数 四 其他假设 ⑴ 对称的三相系统; ⑵ 金属性短路; ⑶ 不计磁路饱和等。 3-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 根据不同的要求，将 的计算分为精确计算和近似计算两种。 一 简单系统 的计算 近似计算是工程上常用的计算方法。常采用网络化简的方法或者应用叠加原理对网络进行分解合成。 近似计算: ；忽略负荷，将网络化简。 图10-1 简单系统 的计算 例10-1 短路点的电流为： 采用叠加原理，短路点电流为正常分量与故障分量的叠加。 图10-2 叠加原理的应用 发电机提供的短路冲击电流为： 如果短路为非金属性短路，设经过 发生短路，则短路点电流的相量形式为： 由于正常分量比故障分量小很多，在实用计算中可以忽略不计。因此，短路点的电流为： 不同短路点的冲击系数可以按照表10-3选取： 1.80 远离发电厂的地点 1.85 发电厂变压侧母线及发电机电压电抗器后 1.90 发电机端 冲击系数 短路点 表10-3 发电机的冲击系数 式中：第一项为同步发电机提供的冲击电流；