暂态电流.doc

短路电流周期分量由次暂态短路电流分量、暂态短路电流分量和稳态短路电流分量三者构成。次暂态短路电流分量与发电机阻尼绕组中所感应的电流有关，按指数规律衰减，其时间常数 一般为0.030.1秒，可在10个周波内衰减完毕。暂态短路电流分量与发电机励磁绕组中所感应的电流有关，也按指数规律衰减，其时间常数 一般为0.53秒，比次暂态短路电流分量的衰减慢得多。自由分量和次暂态与暂态短路电流衰减结束后，便进入稳定的短路状态。如果不存在发电机自动励磁调节的作用，稳态短路电流i就等于稳态短路电流分量i；在自动励磁调节作用下，稳态短路电流将由i逐渐增加到稳态值i。 冲击电流 在最严重的情况下，约在短路后半个周波（0.01秒）将出现短路电流最大瞬时值，称为冲击电流。冲击电流将产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。三相短路电流变化规律和次暂态、稳态、冲击短路电流概念 发生短路时，电力系统要从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需要35秒的时间。在这个暂态过程中，短路电流的变化过程是很复杂的。同时对于由无限大电源供电的电路上发生短路也不同于由发电机单独供电的电路上发生短路，为讨论问题方便，现分述如下。 一、由无限大电源供电的电路上发生三相短路在电力系统中，如果电源的容量很大，负荷变化时，母线上的电压值基本不变。既是在线路上发生短路，母线上的电压也变化不大，这样的电源我们称之为无限大电源。在实际的电力系统中，如果系统阻抗值Zxe不超过短路时总的阻抗值Z=(Zxt+Zxl)的510%；就可以将此电源当做无限大电源处理。如图2l对于无限大电源的相电势E和系统阻抗Zxt分别为：E= Zxt=0 式中：Up电力系统中的平均线电压。为了讨论问题方便，我们把短路前称为正常工作状态；短路的过渡过程称为短为短路暂态过程；短路已达稳定后，称为短路稳定状态。如图2-2。1正常工作状态。电力系统在正常工作时，电源的相电势e，负荷电流ifh之间有一相角，称为负荷阻抗角，一般为30左右，如图2-2所示。 2短路暂态过程。 当电力系统发生短路时，负荷阻抗，被短接，Zfh0，发电机外部阻抗（或系统外部阻抗）突然减小，电力系统中将出现很大的周期变化的短路电流izq由于回路中存在着电抗，根据磁链守恒原理，短路电流不可能立刻增大。因此在刚开始短路的瞬间（t0时），也将出现一个自由电流，该电流我们称它为非周期分量ifzq，它与周期分量电流izq方向相反，二者之和刚好等于短路前的系统电流。由于非周期电流没有外部电势来维持，它将随时间按指数规律衰减，一般经0.150.2秒即可衰减完毕，其衰减规律可用一公式表示：式中：Ta非周期分量衰减的时间常数，它与电力系统中的参数有关，其值为： 从以上分析可知，；短路电流iD中，包含了周期分量izqt；和非周期分量ifzqt， 短路电流中周期分量izqt的变化过程是比较复杂的，因为电力系统中既有电阻，又有电感，所以发生短路后相当于RL电路的暂态过程。短路电流周期分量变化规律可用下式表示： 式中：Izq在瞬间t时短路电流周期分量的有效值。 短路发生后第一个周期内短路电流周期分量的有效值称为起始次暂态短路电流，用符号I表示。其值为二、由发电机单独供电的电路上发生短路由发电机单独供电的电路上发生短路，其短路电流是不同于由无限大电源供电的，根据理论分析和实验结果，得到图23所示的发电机供电的电路上发生短路时的电流变化曲线。从上述短路电流变化曲线可知，短路电流iD中也包含周期分量izqt和非周期分量ifzqt。在短路暂态过程中，周期分量的幅值是在变化的。在短路发生后，由于发电机端电压下降，自动调节励磁装置调节发电机励磁电流，使发电机端电压又上升。于是短路电流的周期分量也随之增大。由于发电机励磁装置的动作有一定的延时，加之励磁回路有磁滞现象，所以周期分量的幅值在短路暂态过程中，开始是逐渐衰减，经过若干周期后又逐渐上升到稳定值。这一变化过程如图23所示。1.次暂态电流I的计算。 在计算次暂态短路电流I时，为了简化起见，假设在短路发生后第一个周期内，周期分量为幅值Imax不变的正弦交流，它的有效值为： 在计算中，可利用下式求出次暂态短路电流：为便于计算，现将无限大电源、发电机、负荷等的E和X的平均值（以额定视在功率、额定电压为基准值的标么值）列表如下：2冲击电流的计算方法。短路冲击电流的计算方法基本上同无限大电源即式中Kch 冲击系数。若发电机单台容回超过12000千瓦时，并短路发生在发电机出口母线上可取大些，一般取19即可；若短路发生在母线以外的线路上，则Kch取1.8即可。 3短路稳态电流I的计算方法。 前面我们已经谈到，对无限大电源供电的系统中发生短路后，次暂态短路电流I和短路稳态电流I相等，但对于由发电机供电的电路上发生短路时，则II，短路稳态电流可利用运算曲线法求得。 在以上所示的运算曲线中，横座标表示计算电抗标么值Xjs纵座标为电流周期分量的标么值Izg。由t=的运算曲线查得的Izq为稳态短路电流。具体计算方法如下： a首先求出计算电抗xjs 计算电抗是发电机到短路点之间的等值电抗（包括发电机的智态电抗xd在内），它的标么值是以发电机的额定机在功率Se为基准的。因此，如果求得发电机到短路点之间的等值电抗标么值x（以视在功率Sj为基准）则计算电抗值为：xjs=x* 式中：Se发电机额定容量 Sj基准容量 b求出稳态电流的标么值。 在运算曲线的横座标查出与xjs相对应的数值，从此值作纵轴的平行线交手t的曲线上，再从此交点查出与纵轴相应的稳态短路电流的标么值Izq(t=) C求出稳态短路电流I。 利用公式：I=Izq(t=)式中：Ie发电机额定电流。 对于运算曲线，只绘制到xjs3，若经计算xjs3，则稳态短路电流与次暂态短路电流近似相等即I= I。 此讲重点介绍了在短路过程中短路电流的变