继电保护第5讲 短路电流计算

1、电力系统继电保护电力系统继电保护power system relaying厦门工学院厦门工学院 陈珍姗陈珍姗补充：短路电流计算补充：短路电流计算三三 三相短路电流计算三相短路电流计算3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 一、无穷大容量系统一、无穷大容量系统二、二、 无穷大容量系统三相短路暂态过程无穷大容量系统三相短路暂态过程GQ电 源(3)ka)RLXLRX)tsin(Ii0WM MI22m)XX()RR(/UIM 0 )RR/()XX(arctg0 3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 RXGikb)u)tsin(UdtdiLR

2、imkk 短路电流周期分量的幅值，短路电流周期分量的幅值， 短路后回路的阻抗角，短路后回路的阻抗角， 短路回路时间常数，短路回路时间常数， C C 积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周积分常数，由初始条件决定，即短路电流非周 期分量的初始值期分量的初始值 。 sin()tkzfiPMkiiiItCePMI22mPMXR/UI k RXarctgk fiTRLRXTfi 0fii3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 )sin(I)sin(ICkPM0M 0sin()sin()sin()tkzfiPMkMPMkiiiItIIe 二、二、 无穷大容量系统三相短路暂

3、态过程无穷大容量系统三相短路暂态过程3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 0sin()sin()sin()tkzfiPMkMPMkiiiItIIe二、二、 无穷大容量系统三相短路暂态过程无穷大容量系统三相短路暂态过程3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 pi周期分量部分api非周期分量部分ifi(0)i正常运行状态0.01siz(0)i0O暂态稳态t(t)ikuishi,uu2Iizifi1. 1. 短路电流冲击值短路电流冲击值 IKIKeIiiimMimMstkim 2)1 (/01. 0)01. 0(三、三相短路全电流的特征值

4、三、三相短路全电流的特征值3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 IIKiimim 55. 22IIKiimim 84. 122.2.短路冲击电流有效值短路冲击电流有效值 IKdtiTIimTTkim 2222max) 1(21)(1IUSavk 3为了简化计算，可假定非周为了简化计算，可假定非周期分量在短路后第一个周期内恒期分量在短路后第一个周期内恒定不变，取该中心时刻定不变，取该中心时刻t=0.01st=0.01s的电流值计算。对于周期分量，的电流值计算。对于周期分量，无论是否为无穷大容量电源系统，无论是否为无穷大容量电源系统，在短路后第一个周期内都可认为在短

5、路后第一个周期内都可认为是幅值恒定的正弦量。是幅值恒定的正弦量。3.1 3.1 短路过渡过程和短路电流计算短路过渡过程和短路电流计算 短路冲击系数取短路冲击系数取1.8时时 短路冲击系数取短路冲击系数取1.3时时IIim 52. 1IIim 09. 1三三 三相短路电流计算三相短路电流计算3.2 3.2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗*jAAA标幺制：标幺制：值值和和实实际际值值同同单单位位的的基基准准有有单单位位的的实实际际值值标标幺幺值值一、标幺制和标幺值一、标幺制和标幺值bbbbbbZIUIUS33二、基准值的选取二、基准值的选取NavbUUU05. 13.2 3.

6、2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗MVASb1000avbbbbUSUSI33bavbbbSUIUZ23三、标么制的优点三、标么制的优点 *ZLZLZLSUZLkSkUZLSUZLZLZLZL2j122jj1222j2j122jj22j22*2 3.2 3.2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗四、标幺值换算四、标幺值换算 在采用标幺值进行计算时，要进行基准容量和基准电压的换算。在采用标幺值进行计算时，要进行基准容量和基准电压的换算。 现以变压器为例说明标幺值的换算的关系，变压器铭牌参现以变压器为例说明标幺值的换算的关系，变压器铭牌参数给出的标幺值参数为

7、数给出的标幺值参数为Z Z* *TN TN 和和R R* *TNTN ，该标幺值参数是以变压，该标幺值参数是以变压器的额定容量器的额定容量S SN N 和额定电压和额定电压U UN N 为基准值得出的为基准值得出的; ;在采用标幺在采用标幺值计算时，取基准容量为值计算时，取基准容量为S Sb b、基准电压为基准电压为U Ub b，换算关系为换算关系为: : NbTNbTTSSZZZZ* 在忽略额定电压与额定平均电压的差别时，可简化为在忽略额定电压与额定平均电压的差别时，可简化为: :2*22*bNNbTNbbNNTNbNTNbNNTbTTUUSSZSUSUZZZZZZZZZZZ3.2 3.2

8、标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗五、短路回路中元件阻抗标幺值的计算五、短路回路中元件阻抗标幺值的计算1 1、 三点假设三点假设 在计算元件阻抗时，为简化起见，常做一些不影响精度的假设：v 忽略磁路的饱和及磁滞阻抗是恒定的；v 认为所有短路均为金属性短路 不计算过渡电阻的影响；v 忽略高压供电系统中电阻的影响 3.2 3.2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗2 2、供电系统各元件电抗标幺值、供电系统各元件电抗标幺值 1 1）发电机（电动机）电抗标幺值）发电机（电动机）电抗标幺值 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值NbdNdSSXX*LRUSZ

9、RRbbbWLWL02*LXUSZXXbbbWLWL02*五、短路回路中元件阻抗标幺值的计算五、短路回路中元件阻抗标幺值的计算3.2 3.2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值因为因为 所以所以 *TNTTNNN3%() 100100100kZI ZUZUZ3.2 3.2 标幺值和短路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗bbKNbTNTSSUSSZZ100%*式中，式中， XL %为电抗器绕组电抗百分比。为电抗器绕组电抗百分比。2*3100%100%bbNNLbNNbLLUSIUXUUIIXX3.2 3.2 标幺值和短

10、路回路的等值阻抗标幺值和短路回路的等值阻抗sbSSSX*kavsIUS3三三 三相短路电流计算三相短路电流计算3.3 3.3 高压电网短路电流计算高压电网短路电流计算(3)2(3)pp*j133javavjjSIUUIIS XXXU(3)(3)*ppjjIIIIX(3)shpshp2.551.51iIII(3)shpshp1.841.09iIII(3)(3)*p33avjjkavUISSUIXX3.3 3.3 高压电网短路电流计算高压电网短路电流计算jj1j2100,10.5,0.4,SMVAUkVUkVj210030.4144.34M VAIkVkAS 9 - 8 0 0电 缆 线 0 .

11、5 k m1 0 k Vk - 10 . 3 8 k Vk - 2G电 源j*1k1001.9252SMVAXSMVA 2 2）电力线路的电力线路的电抗标幺值电抗标幺值j*2022j11000.08(/) 0.50.036(10.5)SMVAXx LkmkmUkV 3 3）电力变压器的电力变压器的电抗标幺值电抗标幺值3*34%5100106.25100100800jkN TSukVAXXSkVA3 3求求k k-2-2点的短路电路总电抗标么值和三相短路电流点的短路电路总电抗标么值和三相短路电流1 1）总电抗标么值）总电抗标么值 (2)1231.920.0366.258.206kXXXX2) 2) 三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值(3)22(2)144.3417.588.206jkkIkAIkAX3) 3) 其他三相短路电流其他三相短路电流 (3)(3)1.84 17.5832.351.09 17.5819.