6-45电力系统对称故障分析(XXXX-12)

第六章电力系统对称故障分析12一、有限容量电源三相短路过程的特点短路电流仍然包括：周期分量和非周期分量。非周期分量随时间衰减。周期分量的幅值不再恒定，随时间衰减【无强行励磁】。3ipiapiaTtptapceceimpmsin()sin()cII研究重点改变：短路全电流→基频周期分量→稳态值、初始值一、有限容量电源三相短路过程的特点稳态分析暂态分析4稳态短路电流5分析以超导回路磁链守恒为前提，结果只适合于电流初值的确定，并不能反映实际变化规律。突然短路时，定子电流周期分量还包括倍频分量，实用分析计算中，常略去倍频分量。实用计算中，定子电流周期分量是指基频分量。突然短路阻尼绕组电流增量衰减完毕励磁绕组电流增量衰减完毕次暂态暂态稳态IXd、IXd、IXd、超瞬变瞬变6稳态、暂态、次暂态短路电流对比（空载运行）aaddXXXσσadσd1111DfXXXXXadXEI0d0XEIdXEI0IIIXXXdddffXXXXXXadadad7强行励磁情况下的短路电流变化特点周期分量的幅值不再恒定，随时间先衰减，后增加。8强行励磁情况下的短路电流变化特点AGC在短路后的一定时间内才能起作用。它的存在对短路后瞬间和短路后几个周期内的电流变化没有影响。9强行励磁情况下的短路电流变化特点AGC的作用会影响短路电流的稳态值。在某些情况下，稳态电流可能等于甚至大于次暂态电流的初始值。10二、异步电动机对称短路时的暂态过程MEMXI~UMEUMIMEUMEMX~U异步机的等值电路图短路瞬间的异步电动机类似于发电机MMMXEI一般只在异步电动机端部直接短路时，考虑电动机反送短路电流。1120''M020''M00M]cos[]sin[XIXIUE次暂态电抗的计算次暂态电势的计算stM1IX起动电流标幺值，一般为512总容量大于800kW的高压电动机在短路计算中，直接接在短路点的大型异步电动机的作用要单独加以考虑。单机容量在20kW以上的低压电动机说明：远离短路点的电动机，短路瞬间近似地用一个综合负荷等值支路表示。(以额定运行参数为基准值)35.0''8.0''XE13计及异步机影响的短路点总冲击电流imimGimMimGimMM22GiiikIkI由于电动机没有原动机带动，所以电动机所提供的短路电流是迅速衰减的（2~3个周波衰减到零）电动机只影响次暂态电流和冲击电流，在计算其他时间的短路电流时可不必考虑。1.有限容量电源供电系统三相短路电流包含哪些分量？各有什么特点？和恒定电势源供电系统三相短路电流的异同点？2.稳态短路电流、暂态短路电流和次暂态短路电流的区别？3.机端短路，短路前发电机空载运行及在额定状态下运行时，稳态短路电流、暂态短路电流和次暂态短路电流的计算方法？小结144.不在机端短路时，稳态短路电流、暂态短路电流和次暂态短路电流怎么计算？5.无励磁和强行励磁情况下的短路电流的不同？原因是什么？6.异步机对短路电流的影响是什么？计及异步机影响的短路点总冲击电流怎么计算？小结15§5.三相短路电流的实用计算1617短路电流计算得到的是基频周期分量电流的数值。说明：影响短路周期电流的参数：（1）发电机的电抗、时间常数和短路前电势初值；（2）短路点至机端的距离；（3）短路时间；（4）励磁系统参数。18在发电机（包括励磁系统）的参数和运行初态给定后，短路电流将只是短路点距离（可用转移阻抗或输入阻抗描述）和时间的函数。转移电抗：电源与短路点之间直接相连的等值阻抗。输入电抗19对于一个多电源线性网络，根据叠加原理：电势源i对短路点f的转移阻抗GiififzEI（1）转移阻抗的定义一、转移阻抗和输入阻抗20当网络中只有电势源i单独存在:fiiifIEz也就是电势源节点和短路点f之间的转移阻抗。iifz（1）转移阻抗的定义GiififzEI21当电势源Ei单独存在时：iiizEIififiIZV)0(fffifiZVI/)0(ififffffiifififffiiifiifizZZZVzZVZVzIIEz)()()(0001112111212222212nnnnnnnnZZZIVZZZIVZZZIVfiifiIEz节点f短路fiifZZfiifzz22（2）转移阻抗的计算方法fiifzzifiifIEzz设E为已知量，计算各电源支路的电流Ii。设某一支路的电流Ii=1，计算E和其它支路电流（单位电流法）。令所有电源电势都等于零，只在短路节点f接入电势E，使产生电流:fiifiIEz23（3）输入电抗的定义和计算fffIEz短路点f的输入阻抗niifnfifffffzzzzzz121111111124（4）电流分布系数的定义和计算电势源i的电流分布系数fiiIIC1fIiiCICi可以代表电流，有方向、大小、且符合节点电流定律。电流分布系数用来求得分支短路电流。25111nfiifinfiiiIICfifffffiizzzEzEC//（4）电流分布系数的定义和计算fiiIIC可以校验分布系数计算是否正确。fiizEIfffzEI26（5）复杂网络转移阻抗的常用算法保留电势源节点和短路点，通过支路阻抗等值变换逐步消去一切中间节点，最终形成以电势源节点和短路点为顶点的全网络电路。27支路阻抗等值变换常用公式28略去负荷支路。略去所有电源点之间的支路（因为这些支路对短路处的电流没有影响），得到以短路点为中心以各电源点为顶点的星形电路。对星形电路的每一支分别应用计算曲线。29*(,)PjsIfxt计算曲线二、计算曲线和计算电抗（1）计算曲线发电机的额定功率为基准功率。LTdjsxxxx计算电抗30发电机的纵轴次暂态电抗和归算到发电机额定容量的外接电抗的标幺值之和。jsdeXXX计算曲线只作到为止。当时，近似地认为短路电流的周期分量幅值已不随时间而变:3.45jsx3.45jsxtjs1IIIX（2）计算电抗31当Xjs3.45时短路电流周期分量标幺值tjs1IIIX计算曲线法当Xjs3.45时32求出短路点到电源点的计算电抗Xjs查计算曲线或计算表任意指定时刻的短路电流周期分量标幺值三、计算曲线的应用Xjs=？将各电源的转移电抗按照该电源发电机的额定功率归算就是各电源的计算电抗。33根据不同的具体条件，将网络中的电源分成几组，每组都用一个等值发电机来代表。2.电源合并和化简的原则把短路电流变化规律大体相同的发电机尽可能多地合并起来。对于条件比较特殊的某些发电机给以个别的考虑。34是否容许合并发电机的主要依据是：短路电流变化规律是否相同或相近。2.电源合并和化简的原则主要的影响因素有两个：一个是发电机的特性（指类型和参数等）；另一个是对短路点的电气距离。在离短路点甚近时，发电机本身特性的不同对短路电流的变化规律具有决定性的影响。如果短路点非常遥远，发电机到短路点之间的电抗数值甚大，发电机的参数不同对所引起的短路电流变化规律的差异影响较小。35电源合并原则与短路点的电气距离相差不大的同类型发电机可以合并；2.电源合并和化简的原则远离短路点的同类型发电厂可以合并；直接接于短路点的发电机（或发电厂）应予以单独考虑。网络中功率为无限大的电源应该单独计算。363.计算曲线法的具体计算步骤1）绘制等值网络⑴选取基准功率和基准电压；⑵发电机电抗用，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路；⑶无限大功率电源的内电抗等于零；⑷略去负荷。dx各元件电抗标么值的近似计算公式:GNB(N)G(B)GSSXXSBT(B)TN%100VSXS(1)发电机(2)变压器37(3)线路B(B)12avSXxlV(4)电抗器NB(B)2avN%1003LLLLVXSXVI382）进行网络变换将网络中的电源合并成若干组；无限大功率电源要单独一组。求出各等值发电机对短路点的转移电抗以及无限大功率电源对短路点的转移电抗。3.计算曲线法的具体计算步骤393）将转移电抗按各相应的等值发电机的额定容量进行归算，得到各等值发电机对短路点的计算电抗。.NijsifiBSxxS3.计算曲线法的具体计算步骤404）由分别根据适当的计算曲线找出指定时刻t由各等值发电机提供的短路周期电流的标幺值；5）网络中无限大功率电源供给的短路周期电流是不衰减的。.jsix.PtiI*1PSfsIx3.计算曲线法的具体计算步骤416）计算短路电流周期分量的有名值第i台等值发电机提供的短路电流为无限大等值发电电源提供的短路电流为3.计算曲线法的具体计算步骤短路点周期电流的有名值为42例题P220例6-7说明：（1）图6-22的图a中X4，X5，X7缺少数据，计算后相应的电抗参见图b。（2）k2表示电缆。（3）最后结果有错误。1.计算电抗、转移阻抗的定义和计算方法？2.计算曲线法计算短路电流的具体计算和方法？3.短路电流周期分量的近似计算方法【了解，看《电力系统分析》】小结43本章小结本章内容为电力系统对称短路故障分析，即短路故障类型是三相对称短路。三相对称短路时，短路电流包含哪些分量？各分量具有哪些特点？恒定电势源与有限容量电势源在发生三相对称短路时，短路电流有何异同点？三相短路电流实用计算方法的步骤？为什么？→干什么？→怎么干？→结果作业（P223,第二版）6-4、6-5、6-8、6-96-10、6-116-1545