第三节电力系统三相短路的实用计算.ppt

只有第i个电势源单独作用时的电流分布 表示第i个电势源单独作用时从节点i流入网络的电流 表示第j个电势源单独作用时从节点i流出网络的电流 第i个电源节点的电流可以表示为： ——节点i的输入阻抗；当电势 ，其余电源节点的电势均为零时，电势 与从节点i注入网络的电流 之比即等于 。 ——节点i、j之间的转移阻抗；当电势 ，其余电源节点的电势均为零时，电势 与从节点i流出网络的电流 之比即等于 根据互易定理： 根据基尔霍夫电流定律可知： 即节点i的输入阻抗等于节点i对其余所有电源节点的转移阻抗的并联值。 网络中存在节点f为短路点时，可把短路点当作电势为零的电源点。 短路点的输入阻抗 第二节 计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理 实际系统结构复杂，需要计算机进行计算 (1) 根据计算原理选择计算用的数学模型和计算方法； (2) 根据所选定的数学模型和计算方法编制计算程序； 计算短路电流，实质就是求解交流电路的稳态电流 数学模型 数学公式 网络的线性代数方程组，一般选用网络节点方程。——节点阻抗矩阵或节点导纳矩阵描述。 用节点阻抗矩阵的计算方法； 用节点导纳矩阵的计算方法； 一、计算短路电流所用等值网络 G——发电机端电压节点； D—— 恒定阻抗代表的负荷； 正常运行时的网络 故障分量的网络 应用叠加原理分解为正常运行和故障运行两个网络 潮流计算求解 短路电流程序求解 近似实用计算中不计负荷影响时的等值网络 叠加原理 故障分量网络与潮流计算时的网络的差别： (1) 发电机节点上多接了对地电抗； (2) 负荷节点上多接了对地阻抗（实用计算中无）； (3) 通常短路计算中可忽略线路电阻和电纳，且不计变压器的实际变化； 二、节点阻抗矩阵的计算方法 任一网络用节点阻抗矩阵表示的节点电压方程为： 网络各节点对“地”电压 网络外部向各节点的注入电流 矩阵对角元素称为自阻抗： 当除i节点外所有其它节点注入电流均为零时，i节点电压与其注入电流之比，也就是从i节点看进网络的等值阻抗，或者说网络对i节点的等值阻抗。 矩阵的非对角元素称为互阻抗 即当除i节点外所有其它节点注入电流均为零时，j节点与i节点电流之比，或是i节点单位电流在j节点引起的电压值。 显然， 是不会为零的，即节点阻抗矩阵总是满阵。 节点阻抗矩阵的求法 (1) 导纳矩阵求逆 (2) 支路追加法 若已形成故障分量网络的节点阻抗矩阵，则该网络只有短路点有注入电流，故节点电压方程为： 短路点电压故障分量： * 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 Dr. Tang Yi tangyi@seu.edu.cn 第三章 电力系统三相电路短路的实用计算 其中，直轴和交轴次暂态电动势分别为： 电力系统短路电流的工程计算只要求计算短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流 。 WHY? 由于使用快速保护和高速断路器以后，断路器开断时间小于0.1S Q:各种电机的时间常数的大致范围为多少？ P32 表2-2 第一节 短路电流交流分量初始值计算 第二节 计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理 第三节 其他时刻短路电流交流分量有效值的计算 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 第一节 短路电流交流分量初始值计算 一、计算的条件和近似 二、简单系统计算 三、复杂系统计算 一、计算的条件和近似 (1) 电源：等值电动势和等值电抗； (2) 电网：电网简化； (3) 负荷：不计及负荷； (4) 电动机：计及短路点附近的电动机； (5) 短路类型：直接短路； 计算的条件和近似：电源 发电机的等值电动势为次暂态电动势； 等值电抗为直轴次暂态电抗； 若忽略负荷，则短路前为空载状态，所有电源的等值电动势标幺值均为1，且同相位。 当短路点远离电源时，发电机端电压母线看作恒定电压源。 忽略线路对地电容和变压器的励磁回路 计算高压网时忽略电阻，低压网和电缆线路用阻抗模值计算 标幺值计算中取变压器变比为平均额定电压之比 计算的条件和近似：电网 不计负荷（均断开）。 短路前按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依旧不接负荷。 近似的可行性是由于短路后电网电压下降，负荷电流短路电流。 计算的条件和近似：负荷 计算的条件和近似：电动机 短路后瞬间电动机倒送短路电流现象：图3-1 异步电动机在失去电源后能提供短路电流: 机械惯性和电磁惯性。 异步电动机短路电流中有交流分量和直流分量。 因为次暂态电动势在短路前后瞬间不变，所以可用 和 来计算短路初始电流 。当短路瞬间异步电动机端电压低于 时，异步电