牵引供电系统短路计算-牵引供电系统短路计算（高铁牵引供电系统）

项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点5：Vv变电所一臂母线接地短路计算单相Vv变电所接线图与等值电路图图中X1∑、X2∑为变压器原边入线端以前电力系统的综合正序、负序电抗，XT为单相变压器的电抗。Vv变压器的牵引侧公共端接地，另两端接至两供电臂牵引母线。单相Vv牵引变压器接线图单相Vv变压器等值电路图(1)牵引侧无零序通道，不产生零序电流。牵引侧接地与否对短路电流数值无影响。为方便分析，可暂不考虑其接地与否。(2)保证短路电流等效的前提下，可将发生在短路臂的电抗XT平分，分别串接在短路臂和接地相，并将短路点由K点移至K’点。(3)另一臂未短路，无电流通过，XT加大或减小对其特性无任何影响，可将其减至1/2XT。这就构成了一个对短路电流而言等效的三相对称系统。Vv变电所一臂母线接地短路计算接地短路线电压Vv变电所一臂母线接地短路计算三相对称系统的两相短路电力系统综合正序、负序电抗项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点7：Vv变电所异相牵引母线短路接地单相Vv变电所接线图与等值电路图图中X1∑、X2∑为变压器原边入线端以前电力系统的综合正序、负序电抗，XT为单相变压器的电抗。Vv变压器的牵引侧公共端接地，另两端接至两供电臂牵引母线。单相Vv牵引变压器接线图单相Vv变压器等值电路图

Vv变电所异相牵引母线短路接地计算异相短路接地无法化成对称电路的简单短路，要将原短路点处的边界条件转换为变电所高压侧的边界条件，然后用对称分量法求解。牵引变电所牵引侧短路电流计算公式汇总汇总表项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点6：Vv变电所异相牵引母线短路计算单相Vv变电所接线图与等值电路图图中X1∑、X2∑为变压器原边入线端以前电力系统的综合正序、负序电抗，XT为单相变压器的电抗。牵引侧公共端接地，另两端接至两供电臂牵引母线单相Vv牵引变压器接线图单相Vv变压器等值电路图

Vv变电所异相牵引母线短路计算异相短路接地相线中无电流流过，加上或减去一个电抗并无影响。当在该相上假想接入一个电抗XT时也成为三相对称系统。三相对称系统的两相短路

Vv变电所异相牵引母线短路计算三相对称系统的两相短路线电压电力系统综合正序、负序电抗项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例1：电抗标么值计算案例1：电抗标么值计算要求：用标么值计算图所示在网络k点短路的等效网络总阻抗。①绘等效网络图案例1：电抗标么值计算②选基准值取Sd=100MV·A，Ud=Uav发电机变压器T1,T2③计算各元件电抗标么值案例1：电抗标么值计算输电线变压器T3③计算各元件电抗标么值案例1：电抗标么值计算电抗器电缆③计算各元件电抗标么值案例1：电抗标么值计算④计算总的电抗标么值X∑*=0.417+0.35+0.091+1.4+0.7+0.22=3.18X∑*项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路(2)某牵引变电所单台主变压器向复线牵引网供电(另1台备用)。牵引网采用带回流线的直接供电方式，供电臂末端有横连线将上、下行接触网并联起来。相关参数及联接关系如图所示。上、下行牵引网自阻抗和互阻抗分别为：案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算1.确定基准值取Sd=100MV•A，Ud=Uav

2.画等效网络图

等效网络图3.计算标么值案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算4.化简网络将X2、X5、X6组成的△形网络化简为Y形网络

图2(b)化简网络6.

k1点处短路电流周期分量案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算5.

k1点处的等效短路总电抗标么值X∑7.求k1点处短路时的冲击电流ish案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算因短路点处于高压电网，取Ksh=1.88.求k1点处短路时的全电流最大有效值Ish案例2-1：牵引变电所进线侧三相短路电流计算因短路点处于高压电网，取Ksh=1.89.求k1点处短路功率Sk项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例2-2：牵引变电所馈线侧短路电流计算某牵引变电所单台主变压器向复线牵引网供电(另1台备用)。牵引网采用带回流线的直接供电方式，供电臂末端有横连线将上、下行接触网并联起来。相关参数及联接关系如图所示。上、下行牵引网自阻抗和互阻抗分别为：案例2-2：牵引变电所馈线侧K2短路电流计算①求牵引变压器的电抗标么值k2点处单相接地短路案例2-2：牵引变电所馈线侧K2短路电流计算②求k2点处单相接地短路电流案例2-2：牵引变电所馈线侧K2短路电流计算系统电气元件均为静止元件，故正序电抗与负序电抗相等③求k2点处异相母线短路并接地的电流案例2-2：牵引变电所馈线侧K2短路电流计算项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例2-3：牵引网短路电流计算某牵引变电所单台主变压器向复线牵引网供电(另1台备用)。牵引网采用带回流线的直接供电方式，供电臂末端有横连线将上、下行接触网并联起来。相关参数及联接关系如图所示。上、下行牵引网自阻抗和互阻抗分别为：案例2-3：牵引网短路电流计算①求出折算至牵引侧各阻抗有名值k3点处牵引网短路电流案例2-3：牵引网短路电流计算由前面的计算结果知，系统的短路容量为877.19MV·A系统阻抗变压器阻抗牵引网平均电压=(27.5+25)/2①求出折算至牵引侧各阻抗有名值k3点处牵引网短路电流案例2-3：牵引网短路电流计算牵引网阻抗②求k3点处发生接地短路时的电流k3点处牵引网短路电流案例2-3：牵引网短路电流计算②求k3点处发生异相短路接地时的电流k3点处牵引网短路电流案例2-3：牵引网短路电流计算项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例3：短路损坏电气设备案例3：短路损坏电气设备短路为什么会损坏电气设备？案例3：短路损坏电气设备真空断路器真空泡烧毁变压器绕组变形电气短路引起变压器火灾案例3：短路损坏电气设备短路地点K1(3)K2(3)K3(3)短路电流周期分量有效值(kA)4.404.703.12短路冲击电流(kA)11.2311.987.97短路全电流最大有效值(kA)6.697.144.75短路点所在电网的额定电流(A)165661661短路点所在电网平均电压(kV)11527.526.3K1点：11.23/0.165=68.1倍K2点：11.98/0.661=18.1倍K3点：7.97/0.661=12.1倍短路电流是额定电流的倍数短路电流的热效应与动力效应损坏电气设备项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算案例4：如何判断接触网真假短路案例4：如何判断接触网真假短路导线类型单线复线自阻抗(Ω/km)自阻抗(Ω/km)互阻抗(Ω/km)GJ-100+TCG-100+LJ-1850.5157∠66.46°

TJ-95+TCG-100+LJ-1850.3991∠72.06°

TJ-120+TCG-100+LJ-1850.3942∠73.45°

GJ-70+GLCA-100/215

0.511∠66.1°0.118∠79.72°GJ-70+TCG-100

0.538∠67.25°0.119∠79.82°GJ-70+TCG-100+LGJ-185

0.403∠74.62°0.120∠79.51°已知：电压互感器变比为275，电流互感器变比为500，211供电臂总长为20km，导线类型为TJ-95+TCG-100+LJ-185。等效单位阻抗如下表所示。真短路吗？案例4：如何判断接触网真假短路当短路点发生在供电臂末端时，所测阻抗值最大，应为：Zmax=0.3991×20=7.982Ω，阻抗角为72.06°。分析1保护装置测得的阻抗与阻抗角分别为77.78Ω与37°，完全不在这个范围。cos37°≈0.8，是负荷阻抗角。结论1：故障显示的阻抗参数不是牵引网线路阻抗(短路阻抗)，而是正常的负荷阻抗。案例4：如何判断接触网真假短路从保护装置测量211馈线跳闸时的电流为1.21×500=605(A)，这是牵引网的正常负荷电流。分析2短路电流值可达数千安培。这不是短路电流。案例4：如何判断接触网真假短路从保护装置测量211馈线跳闸时的的母线电压为94.12×275=25883(V)。这是牵引变电所母线电压的正常工作范围。分析3结论：综合上述3项分析，可以确定本次跳闸，牵引网并没有真正发生短路。此为误跳闸。项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点1-1：对称分量法对称分量法负序分量

(相序顺时针)正序分量

(相序顺时针)零序分量(相位相同)不对称量对称分量法α-单位相量算子α=ej120°，α2=ej240°对称分量法K2—不对称系数，等于负序分量与正序分量的比值，反映了不对称程度的强弱。没有负序分量的系统为对称系统。不对称系统不平衡系统K0—不平衡系数，等于零序分量与正序分量的比值，反映了不平衡程度的强弱。没有零序分量的系统称为平衡系统对称分量法在三相参数相同的对称线性电路中，通以某一相序的对称分量电流，只产生同一相序分量的电压降。反过来，若施以三相某一相序的对称分量电压，也只产生同一相序的对称分量电流。

——正序、负序、零序阻抗

——正序、负序、零序电流

——正序、负序、零序电压项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点1-2：对称分量法应用于牵引网短路计算对称分量法应用于牵引网短路计算指牵引变压器牵引侧出线端到接触网的任何地点所发生的一切相与相间的不正常联接。牵引网短路机车牵引变电所输电线钢轨牵引网正常的工作状态相当于不对称两相运行。对称分量法应用于牵引网短路计算供电系统各元件的各序阻抗就是指在元件中仅通过某序电流时，元件两端产生相应的电压降与该序电流的比值。各序阻抗负序阻抗正序阻抗零序阻抗对称分量法应用于牵引网短路计算变压器、输电线路、电抗器等属静止元件，正序阻抗和负序阻抗相等，即Z1=Z2不同电气元件的序阻抗静止元件旋转元件发电机与电动机等属旋转元件，正序阻抗和负序阻抗不相等，即Z1≠Z2一般元件零序阻抗Z0总与正序、负序阻抗不同!对称分量法应用于牵引网短路计算对称分量法求解不对称短路将不对称系统分解为三组对称系统正序网络绘制各序网络中，习惯上总认为短路点为首端，记以k，接地点为末端，记以N。则短路点处各序电压总是由首端指向末端。负序网络零序网络项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点8：牵引网短路计算牵引网短路计算不论牵引网的结构与形式如何，在牵引网短路时，每相牵引网的阻抗总可以化为一个等效短路阻抗Zq。它和单相变压器阻抗一样，都可以看成单端口元件。ZqZq牵引网等效短路阻抗Zq对于单相变电所和三相-二相牵引变电所供电的牵引网，若以牵引供电系统的总阻抗(ZT+Zq)代替短路电流计算公式中的变压器电抗XT，即得到了牵引网短路计算公式。牵引网短路计算牵引网短路计算对三相牵引变电所供电的牵引网，把变压器阻抗看成电力系统的附加部分，以牵引网阻抗Zq代替单相变压器ZT，应用在单相变电所的短路电流算式，就可得到三相变电所的牵引网短路电流计算公式。

牵引网短路计算牵引网短路电流计算公式汇总项目四牵引供电系统短路计算04牵引供电系统短路计算知识点2