第三章电力系统三相短路电流的计算

第三章电力系统三相短路电流的实用计算

上一章讨论了一台发电机的三相短路电流，其剖析

进程曾经相当复杂，而且还不是完全严厉的。那么，

关于包括有许多台发电机的实践电力系统，在停止短

路电流的工程实践计算时，不能够也没有必要作如此

复杂的剖析。实践上工程计算时，只需求计算短路电

流基频交流重量的初始值/〃即可。

1、r——►假定取K"=1.8

iM=ich=2.55P

.52/〃

2、求/”的方法：(1)手算

(2)计算机计算

(3)运算曲线法：不但可以求"。时辰的

F,还可以求恣意时辰/的I值。

§3-1/"的计算(/"一周期重量起始有效值)

一、计算/〃的条件和近似

1、电源参数的取用

(1)发电机：以薪和匕等值(且以为=即都是

隐极机)

E：oi=+Mo/(3—1)

稿在z=o时辰不突变。

12)调相机：与发电机一样，以之和对等值

但应留意：当调相机短路前为欠激运转时,

.・・％<〃・.・不提供

§3-2运用运算曲线法求恣意时辰周期重

量有效值/,

由上章的剖析可知，即使是一台发电机，要计算其恣意时辰

的短路电流，也是较繁的。首先必需知道各时间常数、电抗、电

势参数，然后停止指数计算。这对工程上的适用计算显然不适宜

的。50年代以来，我国电力部门临时采用从前苏联引进的一种

运算曲线法来计算的。如今试行据我国的机组参数绘制的运算曲

线，下面引见这种曲线的制定和运用。

一、运算曲线的制定

以下图示出了制造曲线时的网络。

1、正常运转时的网络

(1)发电机运转在额外形状：£尔、U

(2)50%S&v负荷接在变压器的高压母线上；

(3)50%SG,V负荷接在短路点的外恻

©-H3O-P-—

相如

ISD=O.5SGN

2、短路时的等值网络

(1)负荷〉的阻抗z〃(它对短路电流数值有影响)

ZD=——(cose+ysin

S。

式中：U—负荷％点处的电压，取U=l；

品一负荷，取S〃=0.5;

COS=0.9

□ZD

(2)短路点的远近用改动々的大小来表达;

⑶计算电抗.一可确定G到f的距离X,

定义：XJ,=X；+X/+XL

式中：Xjs、X：「X-X—均为归算到发电机的

额外值SGN、UGN的标么值。

(4)f点短路时，发电机供出的短路电流在々上的分流即为

流入短路点的电流/,

4、说明：当.23.45时，发电机可以当作一个有限大电

源处置

即用：式计算短路电流。

从运算曲线中可以看出，£,23.45时，一切的均相

等。

二、运用运算曲线计算短路电流的方法

方法有两种：同一变化法和一般变化法。

下面制造运算曲线的网络，仅包括有一台发电机和一个负荷。

而实践的电力系统是多台发电机和负荷，接线又相当的复杂。因

此，运用此种曲线计算三相短路电流时，总是将复杂的系统简化

为制定曲线时的复杂网络。

1、同一变化法

把系统中一切的发电机兼并简化为一台等值发电机后再

计算。

此法适用于：所无机组类型相反；

容量相差不大、参数相近；

发电机距短路点距离相差不大的系统。

计算步骤如下：

m绘制短路网络的等值电路图

①负荷不计

②确定其=100%",4二4

③发电机用刈表示，给各元件编号

④求出各元件归算到一致基准值1S8=100M",4=&、,)

的电抗标么值

⑤构成对应短路点的等值电路图

(2)网络化简，求X,,(计算电抗)

①简化网络求出乙.

②将八归算为以S四心.为基准值的电抗标么值

Xjs=%*M

式中：X,一计算电抗

S，M£-----切发电机额外容量％V之和

(3)据x,查运算曲线，得乙

/=_J_

假定%,>3.45,那么产X.

(4)求有名值

小甘心)

vav

式中：“一短路点处网络的平均电压［KV)

九一等值发电机的额外电流(KA)

11=L*•INZ(KA)

假定XQ3.45时

4=AVE(KA)

A

jS

关于系统中既有火电机组又有水电机组，机组的容量和参数

相差较大，据短路电的距离有远有近的网络，用此方法将形成较

大的误差。

2、一般变化法

——按短路点的位置、机组的类型、据短路点的远近，

将系统分红儿组，每组用一台容量等于该组机组容量之和的等值

机替代。

分组方法：

(1)将与短路点直接相连的同类型发电机(汽

轮发电机组还是水轮发电机组)并为一组；

(2)与短路点的电气距离差异较小的同类机组

兼并为一组;

(3)假定有有限大电源，将它独自作为一个电

源处置。

计算步骤：

m绘制等值电路图

①与同一变化法的①〜④步相反；

②有限大电源的内电抗为o

(2)网络化简，求各组等值机至短路点的计算电抗为”.

①网络化简，区分求出各等值机至短路点的直连电抗(转

移电抗)X3X5……,x^

②将转移电抗¥/匕/*……工广归算为以各等值机的额外

容量S.Sg,……,S、》为基准的计算电抗

Xjs\、Xjs?，、Xjsn

S.VEl

S,Y£2

Xjs?=

v_v

么jxn一4nf*~-

③关于有限大电源，仅求出转移电抗X旷即可

⑶查曲线,求心

据X\,x”……,x和指定的时辰t,查曲线得---->

关于有限大电源：

(4)求有名值/,

q

“=/""⑺=/…甘展力)

、av

s

%=Lx・Im=%,•俞(KA)

Y°。av

需的)

一，心N»i3

mvav

式中：/闷/皿，……%—为各组等值机的额外电流

关于有限大电源

/，=/$"=」一-江(Q)

XspCu〕

式中：%一为短路点所在处的网络平均电压(KV)

t时辰的短路电流为:

—+……+八(KA)

例1:如下网络，在f点发作三相短路，试用同一变化法计算

t=0S,0.2S,4S的短路电流,/"6/及电,/“区

(取K”=1.8)

115KV

COS(p=0.8

COS。=0.85

解:用标么制法,取SB=IOOMW4=U.

m绘制等值电路图

Y=0.16x100=0.512

,225/0.8

=0.13x100=0.138

80/0.85

X*=X4.=0.105x^=0.333

Ar.=0.105x—=0.105

f100

=0.4x100x-^=0.303

1152

E=1

Z

13

(1-333

0.512/

1/

567

0.303o7io50.138

4

0.5120.333

（2）网络化简，求.

居=（吊*+劈）//

(X”+X”)=；(乂*+XQ=gx(0.512+0.333)=0.423

Xy=丫5.+¥(,・+丫厂=0.303+0.105+0.138=0.546

2八〃2^|^=。.238一定要留意是并

联）

2x至+图

X,"X*&=0.238x

0.80.850.373

」SB100

⑶计算〃

由X”0.373,查附录C曲线得：/：=2.868;/。”=2.334,，・=2.227

短路处图=115K%

等值发电机的额外电流为:

S_156.62

V£0.786(心)

收八,一石xll5

各时辰短路电流周期重量有效值为:

r=/>ZVI=2.868x0.786=2.254(K力)

4.2f,vz=2.334x0.786=1.835(^)

/4=4.•/VI=2.227x0.786=1.75(仙)

(4)求iM，/w,Sd

〃=2.55/〃=2.55x2.254=5.748(KN)

%=I.52/ff=1.52x2.254=3.426(Q)

Sd=®)"=>/3xll5x2.254=449("")

例2：以下图所示系统，在f点发作三相短路，试用一般变化

法求〔注：水电厂机组cos/=0.85）

f（3）

/T310.5KV

Q|115KVLI

——枭一之二A水电厂

S二无限大o.40/KM______________63NVA50MW

X=0%%二10・5Xd滞・16：

0-gT2g避晨

6.3KV------——

z\人2*30MVA

”由9京人3

火电厂

解：用标么制法计算，确定丛=100M勿必=力.

⑴绘制等值电路图

G,:XGI.=XG2.=0.13x—=0.434

30

Ty:X.n,=Xr24=0.105x詈=0.526

M*=（X”+XT）〃（丫（；2*+丫72,）=；（°・434+0.526）;=0.48

。:X”=0.163x-........=0.277

3250/0.85

7\:^=0.105x—=0.167

363

L.:4.=0.4xl00x=0.303

141152

L、:A;.=0.4x80x粤=0.242

1152

45

0T242

/一

SO1/-

32

07167'0?^77

4熹

G1,2

(2)网络化简，求转移电抗和计算电抗

A；*=X”+X3.=0.277+0.167=0,444

将空工.,乂.组成的星形变换为三角形，求出G"和有限大电

源S对f点的转移电抗:

占*=0.303+0.242+0303X0242=0.698

0.48

居=0.48+0.242+M8X0242=1J()5

0.303

化简后的等值电路为:

火电厂",G2的计算电抗为：^^=1.105x^=0.663

水电厂G,的计算电抗为：X*（3）=0.444=0.261

（3）求的

①由¥刈,2)和t=0.2S—＞查48页，附录C—3得ZCI＞2.=1.431

②由羯⑶和t=0.2S—＞查49页，附录