电力系统三相短路实用计算

电力系统三相短路实用计算内容：§3－1：交流电流初始值的计算§3－2：转移阻抗及其求法§3－3：应用运算曲线求任意时刻的短路电流§3－4：计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理§3－1: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-+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对于必须计及电阻的低压电网和电缆３: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４:标幺值采用近似的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 　　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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　GG发生三相短路后的等效电路图零点电势等效为_+_+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　　　　　　　＿＋＿＋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解：例1设(此处用变压器低压侧的电压)（本线路正常运行电压为115kV,所以其为110kV电压等级，其平均值为115kV）同理短路容量:是短路点所在电压等级的平均额定电压短路容量的标么值等于短路电流的标么值对于短路点附近的电动机，特别是大、中型电动机，必须计及短路后电动机倒送短路电流，又称反馈电流现象。若短路前为额定运行方式，x”取0.2，则E”约等于0.9，短路电流初始值约为额定的4.5倍。若近似取E”=1，则电动机端点发生短路时，其反馈的短路电流初始值就等于启动电流标幺值，即：例2一台发电机向一台同步电动机供电。发电机和电动机的额定功率均为30MVA，额定电压均为10.5KV,次暂态电抗均为0.20。线路电抗，以电机的额定值为基准值的标么值为0.1。设正常情况下电动机消耗的功率为20MW,功率因数为0.8滞后，端电压为10.2KV。若在电动机端点f发生三相短路，试求短路后瞬时故障点的短路电流以及发电机和电动机支路电流的交流分量。取基准值则若以为参考相量，即：则正常情况下电路中的工作电流为：以标么值表示则为：发电机的次暂态电动势为：电动机的次暂态电动势为：(2)根据短路后等值电路算出各处电流。发电机支路中的电流：电动机支路中的电流为：故障点的短路电流为：用叠加原理将正常情况和故障情况叠加，如图3－5所示。前面已求得个支路正常电流为:故障点的正常电压故障情况下，所示电网对f点化简，求得整个电网对f点的等值阻抗为：由此得故障支路得短路电流为：结论：(1)由本例可知，大容量同步电动机在故障点附近，对短路电流的影响较大(2)电力系统三相短路，故障处的短路电流等于故障点故障前电压除以故障点向网络看进去的戴维南等值阻抗。二:复杂系统的短路电流初始值计算复杂系统计算的原则和简单系统相同，一般应用叠加原理。（1）从已知的正常运行情况下求得短路点的开路电压。（2）形成故障分量网络，将所有电源短路接地，化简合并后求得网络对短路点的等值电抗x,则可得短路点电流为实际手算时往往采用近似计算，即忽略综合负荷，且认为短路前电源电动势E”以及网络各点电压均等于1，则有：四、化简：§3－2：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．Ｇ为50%负荷为50%负荷上图的等效电路为：　　　　　　　　　　　　　　　　可以求的Ｕ为负荷点电压，取为１；　　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Ｇ　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ＧＧＧＧ-+-++-+-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　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１网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗２求各电源的计算电抗３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４求３中各电流之和，即为短路点的短路电流５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　　　§3－3：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:　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§3－4：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　　　　　　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　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　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：　２：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　１：　　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ij之间的互阻抗jk之间长度２：　当f点注入单位电流时，f点的对地电抗为　用相应的阻抗表示得：　化简得　将　　　和　　　代入上式得　式中的　　　　　　　　　均已知　由此得到新增f列的阻抗元素，从而可以对矩阵进行求解回首页K点的自阻抗f点自阻抗