电力系统短路及短路电流计算三

第四章电力系统短路及短路电流计算4.4有限大容量系统供电电路内三相短路有限容量电源供电电源的系统内发生短路时，母线电压往往是显著下降的，并不是恒定不变的。有限容量的等值电源容量就是系统所有电源的容量和，等值电抗为系统电源的总阻抗。一、有限大容量系统的概念发电机供电电路内短路电流的变化曲线（无励磁自动调节装置时）二、有限容量系统三相对称短路分析发电机供电电路内短路电流的变化曲线（有励磁自动调节装置时）计算电抗是以某一电源支路所有发电机额定容量和SNΣ为功率基准值，该电源支路短路回路总电抗的标么值，计算电抗用XC*表示。即三、运算曲线法在短路电流计算中，一般是先求出统一基准功率Sj下的某一电源支路的短路回路总电抗的标么值XΣ*，那么，将其换算为计算电抗的公式：短路电流周期分量的标么值可表示为计算电抗XC*和时间t的函数，即

Iz*=f（XC*，t）表明这种函数关系的曲线称为运算曲线，如图1-4-16所示。

利用运算曲线计算短路电流周期分量的一般步骤如下：(1)根据计算电路图作出等值电路，化简电路，求出短路回路的总电抗XΣ*。(2)将XΣ*换算为计算电抗Xc*。(3)根据计算电抗Xc*，查相应的运算曲线，可得到t时刻短路电流周期分量有效值的标么值Izt*，其有名值为当Xc*>3.45时，可将等值发电机当作无限大容量电源处理。短路全电流的最大有效值为四、短路电流其他各量的计算1.短路冲击电流式中:—t=0时，周期分量的起始有效值，次暂态短路电流，可由运算曲线查得。当短路发生在发电机端时，取Kim=1.9；当短路发生在发电厂高压侧母线及发电机出线电抗器后时，取Kim=1.85；当远离发电厂的地点发生短路时，取Kim=1.8。2.短路全电流【例1-4-4】如图1-4-18所示，系统以火电厂为主，计算K点三相短路时的I"、iim、t=4s的周期分量有效值Iz4和变压器高压侧110kV母线的剩余电压。解：：取Sj=100MVA，Uj＝Uav计算各各元件件电抗抗标么么值（2）计算算电抗抗（3）计算算短路路电流流及剩剩余电电压查附录录一中中汽轮轮机运运算曲曲线得得P307图3t=0时，I″*=0.96；t=4s时，Iz4*=1.02计算d点三相相短路路时的的I″、iim以及t=4s的周期期分量量有效效值Iz4。发电机机为汽汽轮发发电机机式中ＳＳNΣ——所有发电机机额定定容量量的和和。五、多多电源源系统统用运运算曲曲线法法计算算短路路电流流（一））同一一变化化法同一变变化法法就是将将所有有电源源合并并为一一台等等值发发电机机，步步骤如如下：：(1)作出等等值电电路图图，化化简电电路。。求出出等值值发电电机到到短路路点的的总电电抗XΣ*。(2)将XΣ*归算为为计算算电抗抗Xc*，(4)求短路路电流流周期期分量量的有有名值值，(3)根据计计算电电抗Xc*查相应应的运运算曲曲线，，求出出某一一时刻刻短路路电流流周期期分量量有效效值的的标么么值Izt*。当Xc*>3.45时，可可以按按无限限大容容量系系统处处理。。当电力力系统统中所所有电电源以以水电电厂为为主时时，应应查水水轮发发电机机的运运算曲曲线；；若以以火电电厂为为主时时，就就应查查汽轮轮发电电机的的运算算曲线线。【例1-4-5】如图1-4-19所示水水电厂厂计算算电路路图，，求K点发生生三相相短路路时，，短路路点的的I"、iim和I∞。每台台三绕绕组变变压器器的短短路电电压为为UkⅠ-ⅡⅡ％＝17；UkⅡ-ⅢⅢ％＝6；UkⅢ-ⅠⅠ％＝10.5，各元元件其其他参参数都都标明明在图图中。。（a）计算算电路路图（b）等值值电路路图（c）等值值电路路的化化简过过程图图个别变变化法法是将系统中中所有发电电机，按照照类型及距距短路点远远近的不同同分为几组组，通常分分为2～3组即可。每每一组用一一台容量为为该组所有有发电机额额定容量和和的等值发发电机来替替代，然后后对每一台台等值发电电机用运算算曲线分别别求出向短短路点提供供的短路电电流，则短短路点总的的短路电流流就等于各各等值发电电机所提供供的短路电电流之和。。（二）个别别变化法具体计算步步骤如下：：(2)分别计算各各等值发电电机对短路路点的计算算电抗。无限大容量量电源仍保留留以基准功功率为Sj的标么电抗抗Xs*。(1)作出等值电电路图，化化简电路。。将发电机机进行分组：与短路点点直接连接接的同类型型发电机分分为一组；；与短路点点距离相差差不大的同同类型发电电机分为另另一组；无无限大容量量电源应单单独为一组组。根据分分组的结果果，化简电电路，并将将等值电路路化简为各各电源支路路直接与短短路点相连连接。(3)根据各计算算电抗分别别查相应的的运算曲线线，可得到到各等值发发电机所提提供的短路路电流周期期分量的标标么值Izt1*、Izt2*、……。无限大容容量电源提提供的短路路电流的标标么值为(4)计算短路点点总的短路路电流周期期分量的有有名值，为为「例1-4-6」试计算如如图1-4-20所示的计算算电路中K点三相短路路时的I"和iim。解：取Sj=100MVA，Uj=Uav计算各元件件等值电抗抗的标么值值并化简电电路进行Δ→丫：将等值电路路图化简为图(c)所示的电路路，其中进行丫→Δ，并将系统统S和火电厂H-1间的电抗略略去，电路路化简成如如图(d)所示2．计算K点的短路电电流(1)计算次暂态态短路电流流I"无限大容量量电源：火电厂Hl：计算电抗短路点的次次暂态短路路电流，应应等于各电电源支路所所提供的次次暂态短路路电流的和和。查附录一中中汽轮发电电机运算曲曲线，可得得t=0时I"H1*=0.4计算电抗火电厂H2：查附录一中中汽轮发电电机运算曲曲线，可得得t=0时I"H2*=8.25于是，短路路点总的次次暂态短路路电流为(2)短路冲击电电流的计算算在短路点，，短路的冲冲击电流等等于各电源源支路所提提供的短路路冲击电流流之和。无限大容量量电源，冲击系数数取Kim=1.8，则火电厂H1，冲击系数取取Kim=1.8，则火电厂H2，冲击系数取取Kim=1.9，则于是，短路路点总的短短路冲击电电流为由以上计算算可知，在在短路点，，短路电流流的大小，，主要取决决于额定容容量较小但但距离短路路点较近的的火电厂H2。例：试用个个别法计算算右图所示示电路中，，d点发生三相相短路时的的次暂态短短路电流和和冲击电流流。习题：用个别变化化法计算下下图所示计计算电路K1、K3点三相短路路时的I"、iim和t=4s的周期分量量有效值It=4s。系统以火火电厂为主主，发电厂厂为水电厂厂，其他计计算所需数数据已标明明在图中。。解：选取Sj=100MVA，Uj=Uav1.计算各元件件的等值电电抗的标么么值并化简简电路画等值电路路并化简如如下图所示示：2.计算K1点的短路电电流系统：计算算电抗查附录Ⅰ中汽轮发电电机运算曲曲线，可得得t=0时I″1*=0.95t=4s时I1*t=4s=1.04水电厂：计计算电抗查附录Ⅰ中水轮发电电机运算曲曲线，可得得t=0时I″2*=3.02t=4s时I2*t=4s=2.81于是，短路路点总的次次暂态短路路电流为t=4s时的周期分分量有效值值：It=4s=2.611+1.76=4.381KAK1点总的短路路冲击电流流为：iim=2.55×4.285=10.93KA2.计算K2点的短路电电流系统：计算算电抗