电力系统短路电流计算及标幺值算法

ess®.sis-wlra-m-esHstfssgswHSi^sr®—MuisK&5£言・^imgiss-B^ss,zo£ss^»(笛s食)碧岬耆@N驱IIP蚩ttHKs—着」s4

3-s8-5t:oqsjo8u011baspuu&2?ssnswwsi,sss.1ISOrfeM.2甘plQIBOsauno专Q.faoEqs@stfsssM-SKSK着最s胃,ss*eEw§s4OH^is^issssmA^9ZSSSS^USKSISisliKS礁tf驱«I、曜费-SIK、ssmsiss营驱«・US震-SI®-SSSRIS-、费案蚩IE、震着|£、震驱III—£••«能3.SSSSESSWS^lls§s.sIss^^ls^s、rmLJsIS3^ss^.跚界S-FI4•理ap康s克SMK沛畔徭汕»微麴皆iw^a画亲膏n^ss^ms・§is»m•俸as^f.陆me»ssBFW*l。■niL'UI(6)『兽me*首ssm^^苴»ThepurposeandsomesimplificationofshorecircuitCalculation尸witffsnDs尸第微Jr富s蓍、2,14.WSHpsssnssm31一r3sffs?8^l»9§-AAdqJdd・SSSBiss^s微Tru阻，认为等值电路中只有各元件的电抗。§7-2标么值计算方法与短路电流计算步骤Per-unitsystemandtheprocessofshort-circuitcurrentcalculation一、标么制的概念conceptionofper-unitsystem标么制per-unitsystem：将电压,电流、功率,阻抗等物理量不用其有名值表示，而用标么值表示。标么值：per-unitvalue实际有名值(任意单位)标么4值=基准值(与有名值同单位)例如：某发电机的端电压用有名值表示为Ug=10.5kV,如果用标么值表示，就必须先选定基准值.若选基准值[UB=10.5kV,则U=土=些=1g*UB10.5:若取基准值UB=10kV测u=1.05:若取基准值UB=1kV测U=10.5.可见:标么值是一个没有■纲的数值，对于同一个有名值,基准值选得不同，其标么值也就不同.此:说明一个量的标么值时，必须同时说明它的基准值；否则，标么值的意义不明确！3、采用标么制的优点：theadvantageofper-unitsystem易于比较电力系统中各元件的特性和参数；易于判断电气设备的特征和参数的优劣；可以使计算量大大简化。二、基准值的选取theselectionofreferencevalue1、各量的基准值之间应服从：功率方程：5=43UI

欧姆定律：U=0Z通常选定SBUBTSU2则：B=3Ur,ZB=s"=XBBB2、三相对称系统中，不管是Y接线还是a接线，任何一点的线电压（或线电流）的标么值与该点的相电压（或相电流）的标么值相等，且三相总功率的标么值与每相的功率标么值相等,故：采用标么制时，对称三相电路完全可以用单相电路计氤3、说明：通常取s=100MVA,U=U（U=1.05U）三、不同基准值的标么值之间的换算conversionamongper-unitvaluesbasedondifferentreferencevalues1、原则：换算前后的物理量的有名值保持不变。值■■■IM步骤：（1）将以原有基准值计算出的标么值还原成有名2、（值■■■IM2、发电机■变压器已知：SN,UA及X*N求：SB,UB下的X*B3、X=X则：有名值：3、X=X则：有名值：5标么值：X*BXBX=X*NU2.X广X•N宁NU2S—N.—B-SU2NB电抗器有名值：X=X有名值：X=X•NXn=X•NNX=X=X.UN.S^标么值:*bx*n3iu2BNB、有变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标么值的计算Per-unitvaluecalculationinanetworkwhichhasdifferentvoltageclassconnectedbytransformers.

先取某一电压级为基本电压级，并取基本电压级的基准电压U/将其他电压级下的电抗有名值归算到基本电压级下：X(n)=(K1•K2••K_U(基准侧)..•)2•X其中：U(待归算侧)则：归算到基本电压级的某个线段的电抗标么值应为：2、)2—=(K-K12X(n)_X•(K•2、)2—=(K-K12X(n)_X•(K•K"xuT2BBS有变压器联系的网络标么值计算的简化X(n)*BS

)2•X•—BU2B条件：UB=U，用U计算变比，并用U代替元件的气则：发电机电抗X的标么dX"=X"•Md*Bd*NSN变压器U%的标么kXT*BU%S10^•SN线路中电抗的标么』X=X•皇WL*BWLU2B电抗器X%的标么r其中对线路、电抗器的计算中，电压X=室L•Hr*B100V3IU2NB为元件所在电压等级的平均额定G昂T1匹T2STS,氏K珀珀'X』图&2具有四个电压级的电力网证明：取短路点所在电压等级为基本电压级，并取"=UB/、U2S则：X=(K•K•K)2•X•—•—则：1*B1231*(N)SU2NB

哗urn‘禁章站毗醐：s»厢审薪。甄¥wws6«srasmw善瞄as:整阁期王绿：购h球ft*44rasm，整章岬目・44£S»°2£H9^鼬R就*1奉等即购审囹,本辜,囹瞒.审善湖询中赡:禁章站（Z。蛔咽源身am做asvmsr整章mM44ffl!'MW44W-Tuoiq-Binojeoq.u0jjnoq.inojTO-q.joqsjossaoojdjK4^^-|49S%9S*3g£g£znnx—9•mM44ffl!'MW44W-Tuoiq-Binojeoq.u0jjnoq.inojTO-q.joqsjossaoojdjK4^^-|49S%9S*3g£g£znnx—9•V=—9•V.乙（一.f—）=ssnn*NA13£A时（N）*乙《Qs（N）*乙nn—-9.~S..[（AC】.Aug）—sgnnNa*£NS001■^―.3—s%n《Qs（n）*iznnn、—gfX.乙（*f强——）二smnnn

标号与计算图中的成_致。3,网络化简，分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗。⑴.星一角变换公式角—星变换公式X=⑴.星一角变换公式角—星变换公式X=X12X311nX+X+XX・XX=12322nX+X+XX=32?X3123⑵.等值电源归/13七X_X+X|X•XX一X+X+1n2n3nX•XX23-X2+X3+矣1nX—X+xIXLXX―X+X+3n1n2n同类型且至短路点的电气距离大致相等的电源可归并;至短路点距离较远的同类型或不同类型的电源可归并;直接连于短路点上的同类型发电机可归并；4—=d)lHCHo=芝丸奶力<<x宗/ux7du_¥»审僦’¥»啊afflsrfHJ卜七宗uluaxindosinduif气甄中屋B(Ti|dJ~n~1du1留非,客&取一!(bf客&岫,最淳剧Liy。—§UV=d)xno(阿弟,g胴龄瞄础I擎一由:申茸du(b[I+I=nozn°z/•7a(d)_(b)ms-«—-(d)-(b+;m)uis-*^=i•IU0noutjp4fv(d)+jM)uisn=~*7+i-yIL'IP^3!g«W»=Tuid>sXsuopnqu;sippne&ddnsJdModuiuopBp3{B9)m3jp-poqsdSBqd-aajqiw°z/z=°Z驱HM瞄酩W»晕¥»垩附酎―辨，申*44骤〃蜒¥90g瞩鲫K，%灾砌31瞬回岫嗨施瞩典.£。辜*龄口W图qmg本瞄妙瓣岫g审“¥9住“z•(0=*o=y)。=3蛔军咽蜒8=s®g咽蜒:海t皿球师igujjoidgug雌皿，"¥9住“,一nia)sXsuopnqu)sippnBX{ddnsjdModuinopepoped^najjnoipnip中oqsasBqd-adjqx■挪朝鲸三蛎瞄瞰以§J册工)+Ume-:•，Z2Z当，=F°・°is时，，最大。即:kishUUR.0.01_.5UR0.01ZW='2.Z(1+s—2.L-ish001L冲击系数，K.=1+e-Ta一般:高压网中，T=0.05S时，则k广1.8大容■系统或发电机附近短路时，Ta=0.\,K疽1.9发电厂高压母线；K=1.85sh低压网中，Ta=0.008s,则：K=1-1.33、短路电流全电流的有效sh近似认为：/疽*+Ip则：I疽L・\'1+2（。-丁。）2冲击电流全电流有效值:三、“无限大”电源供电的简单电力网三相短路电流计算步骤impulsecurrentvaluecalculationofthree-phaseshort-circuitsuppliedbyinfinitesystem取基准值Sb,UB=Uav；画出标么值表示的等值电路；计算出从短路点到各电源点之间的等值阻抗X二；I=-^=-^,I=I.-^―计算IkpO（3*X>X»KP*）计算"，（其中七h=&2kp-、）说明：（1）短路电流应还原成有名值；IHI•B

(2)垮以K:3D丑SQBB陶D•§gncepfandusageofshaAircuucapabilitysl^sssNsilisxsisssSntTlDIKavk。—切UI—T—1带NAI••◎匐7K*XavBM*s-」ss斗M券sTwmm熟I33r降舞知S7蕾KKSI息％画*M3M学4田画陆沛册塞微slllammmt*

Three-PhaseshortAircuifourenfcakulas-nsuppliedbysynchronousgeneratorJ(那皿舀卸am洲宣)Three-PhaseshortAircuuhappenednearbysynchronousgeneratorwhichhasnoautomaacexs.tafs-11regulafs-ndevice1・*腰雌寄冲鼻wBss1)-2)ssss^muu%器畔IIla湖^eaBwmm尊置s舞宙沛皆声ffimssm胃a留smnmt^b祢wdlr那鼻2・sss^ss从短路瞬间起，经历了次暂态、暂态、稳态的过程。短路电流周期分量的幅值：___c__cIKPm=J2(I—I)e~t：+(I-1)e工+IKPmKPKPKPKPKP式中：七…-次暂态短路电流的有效值；KPIKP■…暂态短路电流的有效值；IKI----^^短路^流的有效值；。…-次暂态分量电流衰减的时间常数;Td----暂态分量电流衰减的时间常数。不计励磁调节时：［）空载短路I-I-E=―0-KPX”dIE=—0-KPXdIE=—0-KPXdE0为发电机空载电动纵口）负载情况下端口短路E''I"=—qKPX''dE'I'=—q-KPX'dI工

KPXdE'q.E'q.E*暂态电动势,暂态电动势,稳态其中：E其中：Eq•UN一般取Eq=U+jIX”.E=U+jIXNNdqNNd,IN依次为发电机额定电压和额定电流。AUN,E，AUN。m）经外电路短路dXrJ©v+(o6——M).ssq—dxI十Lac—I———」)+了？——，二)Q~r~r—」■Fl——卷v\du新%@ew雷回田彼叔Z1百n7~r—c;皿.z—1>B)K-皆建IK1£1£slisMIPx+X立8IaMIPx+-X立bH-IMIPx+=x§bH--IJOE告％snoiio.npiiAsAqp.£Iddns有JJ11QA-3Q.bQ.t:oqsasuqd由anlH目X+b»-asss8-SINHINHInI◎◎ssi^.SIS8.弓XASI•6.9sMm1':SIO・O0ssffiRaosstfitfs£IfiVW…葛M一PX.+--xjasatf宙NH二p◎SKSSHSS^Riiss^^Ksai^ss^itfsgf—Msseffls@m§ssns・ail3s。US凝着眠lw±^tf妥BBCugseSH^OgflnaJq夜蚩B覆llp«44s堪tfasffiftitfw^昌s.25K^s@、宜堰gHarsIKUBms匡H^s胃kE@&sssf・"Hr一nlunr-18-papuowpiSaiuopa-sxaQwmsIWsuqIP2Mi(19N墨tfMW)w二*-s*s*a)dw(XJ)JHoaiswssltfssmssl£@se^slm^—sffliMs^i3S£K»SISSS_K-1SS・e磁ssSM^SItfssma^f£n»-sws・iaAJnQfml.sEadoJopoqsuI♦Iu.2w!nQIe9saunQA-sQ.IP・t:oqsa>smld8JIPjopoaalnJe3FPcs£芸醍蔓震馨IIIEgoiss^ST.sss^seiss(9)*#xJitfBg¥alK彖、s*《axw。*93羯、ss-sx*一II常sx蕾tfBB着IRS(g)*8(N)§I.XHxc/sfifiissaiB®.寸(gMg「、^s^sitfsws^.fsssss•七疽疽着al・ssfs£?wsiwHrtfs^swffiisitflOS3S・e\ss・zss・SI・Ioohan^o/usft•ssss^^-i、,签租sss皿ft、是蜻塞»n着T忌tf我着苗最胃“尝蔓坞tf餐胃«竺—tfsia^、是落曲an%胃«爽&*着皆芝esegzi胄“套K-?owBn9£sltfsg£-#1、++1+7二sss^s,LAEw写TL^S9B^pn•IHIAOAEAE

用着amXkK.」LHJ」TEM1N•--IM1N•--§7-6电动机对冲击短路电流的影峋TheInfluenceofaMotoronImpulseShort-circuitCurrent一,下列条件下，须计及电动机对冲击短路电流的影峋短路点在电动机引出线处或引出线附近；、/巨^M^Ksh.M式中：E*MX''*M2.且高压电动机容量大于1000kW，低压电动机容量大于20kW。当异步电动机与短路点之间有变压器时，短路电流不计电动机的影响二顿机供给的冲击短路电流''X*•Ksh.M•【MN=GKsh.m•【MN*M电动机次暂态电动势标么值;电动机次暂态电抗标么值；C—反馈冲击系数；K—电动机短路电流冲击系数sh-M、/巨^M^Ksh.M式中：E*MX''*M§7-7低压配电系统短路电流计算CalculationofShort-circuitCurrentinLow-voltagePowerSystem一,低压配电系统短路电流计算的特点1・2・3・Imn电动机额定电流4§7-7低压配电系统短路电流计算CalculationofShort-circuitCurrentinLow-voltagePowerSystem一,低压配电系统短路电流计算的特点1・2・3・4・5・非周期分量衰减较快，冲击系数取1-1.3;应计及以下元件阻抗的影响：1）长度为10-15m或更长的电缆和母线阻抗；

2）多匝电瞄感器原绕组阻抗;3)43)4)二低压配电系统各元件阻抗的计$1.系统阻抗___1U2SU2U2—~X=X-X=―B=—B-—av=—avX103(m。)ss*BSSSSS电压的单位为kV劝率的单位为MBV・AU2,八、—(mQ)SU2,八、—(mQ)SN电阻：RTK・^(mQ)N电抗：X=、Z2-R2（m。）T1TTUN2一变压器二次测额定电压（V）;SN一变压器额定容量（kV・A）电流互感器的阻抗查表7-5自动开关的阻抗电阻=自动开关过电流线圈的电阻+开关触头电阻；电抗=自动开关过电流线圈的电抗见162页的表7-6、7-7。线路阻抗计算方法不变，单位以欧姆计。三,低压配电系统短路电流计算步骤画等值电路分别求出电路的总电阻Rs和总电抗xs,然后计算1画等值电路分别求出电路的总电阻Rs和总电抗xs,然后计算2.Z=y'R2+X2（m。）3.计算三相短!电流和冲击短路电流v3ZEIkU

U3.v3ZEU-av低压侧线路平均额定电压，400V.§7-8配电网的不对称短路计算Asymmetricalshort-circuitfaultofpowersupplysystem不对称短路的分析方法：对称分量法一■对称分量法Symmetrical-componentmethodtb】(b)负序分量=I+1+IA1A2=I+1+IB1B2=I+1+I(a)正序分量(c)零序分量A0B0I(a)正序分量(c)零序分量A0B0IAIBICC1C2C0系统与新系统的关系I2.适用条件系统的参数是线性的适用于原来三相阻抗对称，只有故障点处的对称关系被破坏。<_>正序分量如上图中(a)图所示，沿顺时针方向依次为：A相、B相、C相I=a21I=aI.v'3a2=一一一j-2,a3=1B1A1，C1A1a=ej1200=—.v'3a2=一一一j-2,a3=1如上图中0)图所示，沿顺时针方向依次为：A相、C相、B相I=aII=a21B2A2，C2A2＜三＞零序g如上图中(c)图所示，A相、C相.B相大小相等.方向相同。I=I=IA0B0C0三相对称系统中，I0=0。新系统与原系统的关系I新系统与原系统的关系I=1(I+al+a21)A13ABCI=1(I+a21+al)A23ABC1--•、IA0=3('A+IB+IC)二、不对称故障的序网Sequencenetworkofunbalancedfault二、不对称故障的序网对称三相系统发生不对称短路时，只有故障点处的对称关系被破坏，而电力系统中其它部分仍是对称的＜一＞正序网图,•-一—一一一一发电机电动势EA.气.EC是正序关系，故正序网为有源网。⑶正序网图⑶正序网图＜二＞负序网图发电机不能发出负序电动势，故负序网为无源网。aQlIdpuadlu!aQuanbasOMN0>A君MauorAgsod蜻tf*R普M(3SS.S.K5EWSS、(ssttsESSSSS^ES^SSissEttM人lllvttsss4InsSASMMOdaldmlsjoalncgA-BQ.bu.t:oqstedrsunnxsBq膏胃»s«ss«ssV&SSSSS3Ss.m.^5E8£l»issssssscsw(SSNSS、SS^KEBS&ssi-SSSEMMSESSisssssfr^fi&sttslsfrs^usKssssKsNssssH①故障条件：c•U=0<A,•_IB=IC=0Ali1/A2—I由于〔A0I=-(I+al+a21)3ABC-=—(I+a21+aI)=-(I+1+1)3ABCI=I=IAlA2A0・_U=0UA=UAl+UA2+UA0LU+U+U=0AlA2A0②边界条件：

I=I=IAlA2A0则单相接地的复合序网图如右图所示:I=Alj(XlE+X2E+X0/故：I⑴③单相接地故障电流K3E

A

XlLX2E+x0E图8-51单相直接接