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：(2三)分别三计算三各等三值发三电机三对短三路点三的计三算电三抗。无限三大容三量电源三仍保三留以三基准三功率三为Sj的标三么电三抗Xs*。(1三)作出三等值三电路三图，三化简三电路三。将三发电三机进三行分组：与三短路三点直三接连三接的三同类三型发三电机三分为三一组三；与三短路三点距三离相三差不三大的三同类三型发三电机三分为三另一三组；三无限三大容三量电三源应三单独三为一三组。三根据三分组三的结三果，三化简三电路三，并三将等三值电三路化三简为三各电三源支三路直三接与三短路三点相三连接三。(3三)根据三各计三算电三抗分三别查三相应三的运三算曲三线，三可得三到各三等值三发电三机所三提供三的短三路电三流周三期分三量的三标么三值Izt三1*、Izt三2*、……。无三限大三容量三电源三提供三的短三路电三流的三标么三值为(4三)计算三短路三点总三的短三路电三流周三期分三量的三有名三值，三为「例1-三4-三6」试三计算三如图1-三4-三20所示三的计三算电三路中K点三三相短三路时三的I"和iim。解：三取Sj=三10三0M三VA，Uj=Uav计算三各元三件等三值电三抗的三标么三值并三化简三电路进行Δ→丫：将等三值电三路图化简三为图(c三)所示三的电三路，三其中进行三丫→Δ，并三将系三统S和火三电厂H-三1间的三电抗三略去三，电三路化三简成三如图(d三)所示2．计三算K点的三短路三电流(1三)计算三次暂三态短三路电三流I"无限三大容三量电三源：火电三厂Hl：计算三电抗短路三点的三次暂三态短三路电三流，三应等三于各三电源三支路三所提三供的三次暂三态短三路电三流的三和。查附三录一三中汽三轮发三电机三运算三曲线三，可三得t三=三0时I"H1三*=三0.三4计算三电抗火电三厂H2：查附三录一三中汽三轮发三电机三运算三曲线三，可三得t三=三0时I"H2三*=三8.三25于是三，短三路点三总的三次暂三态短三路电三流为(2三)短路三冲击三电流三的计三算在短三路点三，短三路的三冲击三电流三等于三各电三源支三路所三提供三的短三路冲三击电三流之三和。无限三大容三量电三源，冲三击系三数取Kim=1三.8，则火电三厂H1，冲击三系数三取Kim=1三.8，则火电三厂H2，冲击三系数三取Kim=1三.9，则于是三，短三路点三总的三短路三冲击三电流三为由以三上计三算可三知，三在短三路点三，短三路电三流的三大小三，主三要取三决于三额定三容量三较小三但距三离短三路点三较近三的火三电厂H2。例：三试用三个别三法计三算右三图所三示电三路中三，d点发三生三三相短三路时三的次三暂态三短路三电流三和冲三击电三流。习题三：用个三别变三化法三计算三下图三所示三计算三电路K1、K3点三三相短三路时三的I"、iim和t=三4s的周三期分三量有三效值It=三4s。系三统以三火电三厂为三主，三发电三厂为三水电三厂，三其他三计算三所需三数据三已标三明在三图中三。解：三选取Sj=1三00三MV三A，Uj=Uav1.计算三各元三件的三等值三电抗三的标三么值三并化三简电三路画等三值电三路并三化简三如下三图所三示：2.计算K1点的三短路三电流系统三：计三算电三抗查附三录Ⅰ中汽三轮发三电机三运算三曲线三，可三得t=三0时I″1*=0三.9三5t=三4s时I1*三t=三4s=1三.0三4水电三厂：三计算三电抗查附三录Ⅰ中水三轮发三电机三运算三曲线三，可三得t=三0时I″2*=3三.0三2t=三4s时I2*三t=三4s=2三.8三1于是三，短三路点三总的三次暂三态短三路电三流为t=三4s时的三周期三分量三有效三值：It=三4s=2三.6三11三+1三.7三6=三4.三38三1K三AK1点总三的短三路冲三击电三流为三：iim=2三.5三5×4三.2三85三=1三0.三93三KA2.计算K2点的三短路三电流系统三：计三算电三抗可看三成无三限大三容量三系统水电三厂：三计算三电抗查附三录Ⅰ中水三轮发三电机三运算三曲线三，可三得t=三0时I″2*=0三.7t=三4s