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

计算各元件电抗标么值（2）计算电抗（3）计算短路电流及剩余电压查附录一中汽轮机运算曲线得P307图3t=0时，I″*=0.96；t=4s时，Iz4*=1.02计算d点三相短路时的I″、iim以及t=4s的周期分量有效值Iz4。发电机为汽轮发电机式中ＳNΣ——所有发电机额定容量的和。

五、多电源系统用运算曲线法计算短路电流（一）同一变化法

同一变化法就是将所有电源合并为一台等值发电机，步骤如下：

(1)作出等值电路图，化简电路。求出等值发电机到短路点的总电抗XΣ*。

(2)将XΣ*归算为计算电抗Xc*，(4)求短路电流周期分量的有名值，(3)根据计算电抗Xc*查相应的运算曲线，求出某一时刻短路电流周期分量有效值的标么值Izt*。当Xc*>3.45时，可以按无限大容量系统处理。当电力系统中所有电源以水电厂为主时，应查水轮发电机的运算曲线；若以火电厂为主时，就应查汽轮发电机的运算曲线。【例1-4-5】如图1-4-19所示水电厂计算电路图，求K点发生三相短路时，短路点的I"、iim和I∞。每台三绕组变压器的短路电压为UkⅠ-Ⅱ％＝17；UkⅡ-Ⅲ％＝6；UkⅢ-Ⅰ％＝10.5，各元件其他参数都标明在图中。（a）计算电路图（b）等值电路图（c）等值电路的化简过程图

个别变化法是将系统中所有发电机，按照类型及距短路点远近的不同分为几组，通常分为2～3组即可。每一组用一台容量为该组所有发电机额定容量和的等值发电机来替代，然后对每一台等值发电机用运算曲线分别求出向短路点提供的短路电流，则短路点总的短路电流就等于各等值发电机所提供的短路电流之和。（二）个别变化法

具体计算步骤如下：(2淘)分别计宜算各等尾值发电盲机对短悟路点的惠计算电步抗。无限薯大容巩量电源椒仍保川留以枝基准滔功率众为Sj的标么暴电抗Xs*。(1叫)作出等仔值电路扯图，化裙简电路弯。将发慰电机进末行分组：与短敏路点直哲接连接层的同类用型发电犹机分为付一组；追与短路鼓点距离什相差不挠大的同灶类型发获电机分胁为另一弓组；无乐限大容调量电源希应单独诞为一组窑。根据毙分组的费结果，齐化简电并路，并冻将等值新电路化描简为各龟电源支泪路直接往与短路鱼点相连脱接。(3)根据各际计算电是抗分别厨查相应隐的运算治曲线，幕可得到们各等值匪发电机歪所提供暴的短路遣电流周寻期分量桑的标么羽值Izt来1*、Izt鹅2*、……。无限厌大容量望电源提认供的短扇路电流击的标么移值为(4)计算短涨路点总除的短路买电流周到期分量液的有名贵值，为「例1-悉4-谷6」试课计算赠如图1-民4-桑20所示拌的计间算电漫路中K点三咽相短唉路时咽的I"和iim。解：劫取Sj=1率00M锹VA，Uj=Uav计算识各元库件等伐值电症抗的弃标么宜值并勤化简未电路进行Δ→丫：将等房诚值电葛路图化简毕为图(c)所示叠的电远路，底其中进行丫→Δ，并将嫌系统S和火电境厂H-1间的电亭抗略去泥，电路脊化简成幅如图(d)所示2．计遍算K点的涨短路串电流(1)计算玩次暂诱态短朱路电扯流I"无限水大容胃量电护源：火电厂Hl：计算狱电抗短路点蛮的次暂监态短路洋电流，求应等于款各电源败支路所盛提供的记次暂态掩短路电推流的和炮。查附嘉录一予中汽叹轮发礼电机魄运算鸟曲线探，可嗓得t鼻=车0时I"H1*=夜0.哪4计算蜂电抗火电厂H2：查附录餐一中汽棋轮发电魔机运算烫曲线，母可得t甘=嘴0时I"H2*=8潮.25于是盗，短悟路点泛总的五次暂蔽态短尤路电蝴流为(2)短路冲蛛击电流失的计算在短赢路点初，短顶路的她冲击副电流谅等于痕各电提源支拘路所慎提供赛的短侦路冲会击电报流之仅和。无限大衫容量电验源，冲仗击系协数取Kim=1.昨8，则火电姐厂H1，冲击系痰数取Kim=1棵.8，则火电价厂H2，冲击猫系数叉取Kim=1.拆9，则于是歌，短传路点数总的竖短路水冲击演电流违为由以题上计当算可窗知，叹在短第路点策，短对路电祸流的抚大小就，主搁要取卡决于击额定绒容量挂较小摧但距命离短趟路点延较近奋的火旺电厂H2。例：试绢用个别篇法计算治右图所愤示电路定中，d点发甘生三得相短婆路时亚的次怎暂态崭短路烦电流地和冲猾击电扩流。习题：用个别侍变化法瞒计算下贡图所示汽计算电斩路K1、K3点三相申短路时旁的I"、iim和t=4嫌s的周期宏分量有徒效值It=秃4s。系统扮以火电营厂为主猛，发电晨厂为水生电厂，持其他计略算所需庆数据已浙标明在平图中。解：选京取Sj=1步00告MV忆A，Uj=Uav1.计算讨各元怪件的谨等值宪电抗症的标映么值瘦并化椅简电集路画等值品电路并网化简如被下图所侮示：2.计算K1点的短孩路电流系统：畜计算电揪抗查附叛录Ⅰ中汽逆轮发悦电机且运算简曲线怕，可扫得t=0时I″1*=0吐.9乳5t=筑4s时I1*监t=培4s=1.丸04水电厂读：计算西电抗查附录Ⅰ中水任轮发摸电机娃运算除曲线阀，可浙得t=0时I″2*=3徐.0粉2t=绩4s时I2*t亲=4s=2透.8仅1于是抬，短悦路点肝总的透次暂爱态短碍路电郊流为t=4束s时的刘周期规分量戒有效露值：It=扭4s=2赔.6星11表+1袭.7否6=邮4.惊38筑1K馋AK1点总的业短路冲钱击电流例为：iim=2晃.5合5×4油.2厌85籍=1璃0.做93糟KA2.计算K2点的短口路电流系统钓：计独算电或抗可看成协无限大果容量系删统水电厂危：计算急电抗查附刺录Ⅰ中水轮破发电机坚运算曲桑线，可投得t=0时I″2*=0遥.