《小干扰法分析简单》PPT课件.ppt

2019年5月14日星期二,第三章：电力系统三相短路实用计算,引言:上一章讨论了一台发电机三相短路电流,分 析过程复杂，很难再实际工程中应用。本 章将介绍在实际工程中求解三相短路电流 的有关方法。,2019年5月14日星期二,内容： 31 ：交流电流初始值的计算 32 ：应用运算曲线求任意时刻的短路电流 33 ：转移阻抗及其求法 34 ：计算机计算复杂系统短路电流交流分量 初始值的原理,2019年5月14日星期二,31:交流电流初始值的计算,一:各个元件的模型 1:发电机 其中: 为次暂态电势, 为次暂态电抗 为初始状态的对应值,- +,2019年5月14日星期二,2：电网方面 变压器：忽略对地支路，即忽略励磁支路 输电线路：忽略对地电容支路 忽略原因：短路之后，母线电压降低，对 地支路的电流非常小 : 负荷 由于负荷电流远小于短路电流，忽略负 荷的影响，认为短路前空载 : 标幺值采用近似的方法,2019年5月14日星期二,二:简单系统的短路电流初始值,如图所示的简单系统 为负荷 短路发生在 点,G,G,2019年5月14日星期二,发生三相短路后的等效电路图 零点电势等效为,_ +,_ +,2019年5月14日星期二,上图可以等效 故障后网络=正常分量故障分量 + 正常分量 故障分量, , ,2019年5月14日星期二,采用 和忽略负荷的近似后 或者应用叠加原理，直接由故障分量求的 其中 为从短路点看进去的整个电路的等值电抗 如果是经阻抗 接地短路的，则短路点电流为 回首页,2019年5月14日星期二,32：应用运算曲线求任意时刻短路点的短路 电流,目的：由于运算中求任意时刻的短路电流比较烦琐，在 实际计算中引入了运算曲线 一：运算曲线的制定 正常运行的系统，在额定电压和额定功率时，按 50%的负荷接在变压器的高压母线上，50%的负荷在短路点外,为50%负荷,为50%负荷,2019年5月14日星期二,上图的等效电路为： 可以求的 为负荷点电压，取为； 为发电机额定功率的50% 取0.9 发电机外部对发电机的等值电抗为,2019年5月14日星期二,此等值电抗加到发电机的相应参数上，可用发电机短路电流交流分量随时间变化的表达式，计算出任意时刻发电机送出的电流，也就可以得到 支路的电流 二：应用运算曲线计算短路电流的方法 如图多机系统,2019年5月14日星期二,-+,-+,+-,+-,消除短路点和发电机电动势以外的所有节点 后得到如下网络,2019年5月14日星期二,由图可见，各电源送到短路点的 电流由各电源电动势和短路点的阻抗决定，这个阻抗 叫转移阻抗然后转化为以各电源自身容量为基准的标么值电抗。此电抗称为计算电抗。 计算步骤 网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗 求各电源的计算电抗 查运算曲线，得到一发电机额定功率为基准的各电源送至短路点电流的标幺值 求中各电流之和，即为短路点的短路电流 若要提高准确度，可进行有关的修正计算 发电机非常多时，可以根据发电机的类型，电源点到短路点的电气距离对其进行化简与短路电气距离相近的同类型机组可以合并，远离短路点的同种类型的发电机可以合并 回首页,2019年5月14日星期二,33：转移阻抗及其求法 一：网络化简法 消去除电源电动势节点和短路点以外的所有中间节点后，各电源与短路点的直接联系阻抗即为它们之间的转移阻抗此种方法由第二节（二）可知 二：单位电流法 这种方法对于辐射形网络最为方便对于放射型网络，令各个发电机的电动势为零，在短路点加电势使得某支路流过的电流为单位电流，则该支路的转移阻抗为短路点所加的电势，依此电流也可求出其余支路的转移阻抗 举例 :,2019年5月14日星期二,如图所示要求得1,2,3对f点的转移阻抗令电动势 在f点加 使得流过 的电流 为单位电流 单位电流示意图,2019年5月14日星期二,根据图中由于 根据转移阻抗的定义，各个支路的对短路点之间的转移阻抗 可以很很方便的按下列公式求得： 回首页,2019年5月14日星期二,34：计算机计算复杂系统短路电流交流 分量初始值的原理 一：等值网络 应用叠加原理可以短路网络分解成正常运行和故障分量两个网络，其中正常运行网络用潮流计算求解，故障分量的计算由短路电流计算程序完成 在短路计算中如果忽略电阻和电纳，不计变压器的实际变比则网络为纯感性网络，比潮流计算网络简化,2019年5月14日星期二,对于故障分量网络，一般用节点方程来描述,也就是节点阻抗矩阵和节点导纳矩阵. 二:短路发生在节点处的计算方法 1:节点阻抗矩阵计算法 节点电压方程为,2019年5月14日星期二,电压相量为网络节点对地电压；电流相量为网络外部向节点注入的电流；系数阵为节点阻抗矩阵 矩阵的对角元素 称为自阻抗 矩阵中的 称为互阻抗,i点加入单位电流，其余节点开路时的电压,i点加入单位电流，其余节点开路时，j点的电压,2019年5月14日星期二,如果形成了故障分量网络（短路支路阻抗不包括在内）的节点矩阵该网络只有短路点注入电流 故节点电压方程为 短点电压故障分量： 由此的短路点的电流：,2019年5月14日星期二,：用节点导纳矩阵计算 节点导纳矩阵网络方程为 自导纳,i点加入单位电压，其余节点短路时的电流,2019年5月14日星期二,互导纳： 形成故障网络后在短路点f通入单位电流 可以求得 即为 计算导纳阵有现成的计算方法和程序，如高斯消去法等一般 电力系统短路要计算的不是一个节点而是一批节点因而要采 用其它的方法，这里不在作介绍,i点加入单位电压，其余节点短路时，j点的电流,2019年5月14日星期二,三：短路发生在线路上任意处 如图短路发生在线路上时 由于短路发生在线路上而不是发生在节点上，方程增加一阶 ： 根据节点阻抗的物理意义，在i点注入单位电流，其余节点的注入电流为零时，f点的对地电压即为,单位阻抗,i