10 电力系统三相短路的实用计算

1第三章电力系统三相短路的实用计算一．交流电流初始值计算二．应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流（交流分量有效值）三．转移阻抗及其求法四．计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理2由于使用快速保护和高速断路器后，工程计算在多数情况下，只要求计算短路电流基频交流分量（以后略去基频二字）的初始值，即次暂态电流。工程上还通用一种运算曲线来近似计算短路后任意时刻的交流电流。3第一节交流电流初始值计算计算的条件和近似发电机用E”|0|、x”d表示假设各电势E”|0|同相空载时可取E”|0|=1。不计接地支路、高压网络忽略电阻、变压器变比为平均额定电压之比、不计负荷（远离短路点的支路电流有较大误差），考虑电动机倒送电流（在短路点附近的大容量电动机）x”=1/Ist=0.2、E”|0|=0.9简化后，计算得保守值，是纯电抗网络，且是已知电势、求电流的直流电路问题4周期电流起始值的计算1.直接法短路电流是各电源提供电流之和；第一步：用近似法作等值电路；第二步：星网变换，消去中间节点即：各电源用表示，短路点接地，对短路点作消去节点的网络化简，得辐射形网络，然后第三步：,fIfIfjx1dxIjUE0ifiijxEIifII5复杂网络中求某一支路电流采用戴维南定理f短路正常0fU0fU0fU故障分量网络0fUfI2.叠加法：各电源接地，短路点施加正常电压；求短路点等值阻抗得：fZfffZUI06例3-3：说明短路计算的基本步骤第一步：用近似法作标幺值等值电路；第二步：网络化简①串联；②并联；③星网变换对于叠加法：将电源接地，求等值电抗对于直接法：保留电源节点和短路点，化为辐射形网络解：1.由例3-3得等值网络为：第一步：作系统的等值电路。画系统等值电路图和作标幺值计算.标幺值计算采用近似法：ffxI1216.05.62100135.0:111GBdSSxxG7175.060100135.0100%:141TBsSSUxT216.03.610026361.0:22229BBNNUSSUxxL0758.02.1311:*1101sIxS0.3910.436G1G2G3S1S20.4160.4160.3490.3490.07580.190.190.8778S1,G1合并：A0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.3490.3490.0630.190.190.877B①f星网变化的一般形式为：1ni…j…消去节点n后，得两两相联的新网络，其任两点间相联的电抗为：inyy:1yxxxjninij:29消去节点A，相关节点S1G1、①、f。新增支路xS1G1-①、xS1G1-f、x①-f0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.190.190.877B0.4750.4752.63①f10消去节点B，相关节点S2、①、f。新增支路xS2-①、xS2-f、x①-f0.436G2G3S1、G1S20.4160.4160.4750.4752.63①f1.941.940.42111节点①f间的支路并联：0.198G2G3S1、G1S20.4160.4160.4750.475①f1.941.9412电源S1G1与S2合并0.198G2G3S1、S2、G10.4160.4160.3820.382①f13电源S1S2G1与G2合并，得图（f），最后得等值电抗133.0fx短路电流标幺值：短路电流有名值：52.7133.011Iffx)(9.683.6310052.73*kAUSIIBBff14***133xIIUIUSSSfBBfNBff名词：短路容量fNfIUS3sfBsfsSSIx1*①由系统提供的短路容量估算系统电抗：SSxBs*②由出口断路器的遮断容量S，估算系统电抗15第二节应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流（交流分量有效值）一、运算曲线的制定50%50%参数：根据汽轮发电机（12～200MW）、水轮发电机（12.5～225MW），用误差平方和最小为目标，估计得标准电机参数：XdX’dX”dXqT’doT”doT”qoTacos汽轮机1.90400.21500.13851.90409.02880.18192.01250.25600.805水轮机0.98510.30250.20550.64235.90000.06730.15810.21240.8516应用运算曲线计算短路电流的步骤：1）网络化简，得到各电源点对短路点的转移阻抗2）求计算电抗（按发电机额定功率归算）3)查运算曲线得各电源送至短路点电流的标么值4）求有名值5）进行有关的修正计算17第三节转移阻抗及其求法网络化简法：单位电流法：对辐射形网络最为方便18第四节计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理等值网络根据叠加原理：短路分量=正常运行分量+故障分量正常运行分量可由潮流计算得；空载条件下，E”=1,Uf|0|=1fI0fU0011111101fnnnfnfnfffnfnfIZZZZZZZZZUUU19)(0ffffIZUffffffZZUI1fififfiiiiZIZIUUUU100ijjiijzUUI20100010001111111111111nnnininiiininnnininiiiniZZZZZZZZZYYYYYYYYY0101111111fnfffnnnininiiiniZZZYYYYYYYYY21短路点在线路上任意处的计算公式flzjk(1-l)zjkjkkijifilZZlZ)1(jkkfijfffzlllZZlZ)1()1(1.求网络中新增一节点f情况下的节点阻抗矩阵的第f列元素Zf1…Zff…Zfn利用原节点阻抗矩阵元素时网络中任意节点i注入单位电流，其余为零时，f点对地电压