電力系統(tǒng)分析之短路電流計算匯總

1、電力系統(tǒng)分析之短路電流計算 電力系統(tǒng)是由生產(chǎn)、輸送、分配、及使用電能的發(fā)電機、變壓器、電力線路和用戶 組成一個整體，它除了有一次設(shè)備外還應(yīng)有用于保護一次設(shè)備安全可靠運行的二次 設(shè)備。對電力系統(tǒng)進行分析應(yīng)包括正常運行時的運行參數(shù)和出現(xiàn)故障時的故障參數(shù) 進行分析計算。短路 是電力系統(tǒng)出現(xiàn)最多的故障，短路電流的計算方法有很多， 而其中以 應(yīng)用運算曲線”計算短路電流最方便實用。應(yīng)用該方法的步驟如下：1、計算系統(tǒng)中各元件電抗標幺值;1）、基準值，基準容量（如取基準容量 Sj=100MVA ），基準電壓Uj 一般為各級 電壓的平均電壓。2）系統(tǒng)中各元件電抗標幺值計算公式如下:發(fā)電機I:式中，為發(fā)電機次暫態(tài)

2、電抗百分值變壓器工式中Ud%為變壓器短路電壓的百分值SX -兀上線路 式中X0為每僅是電抗的平均值（架空線為 0.4歐/公里）X =九 UX電抗器''式中Xk%為電抗器的短路電抗百分值系統(tǒng)阻抗標幺值-SZh斷路器的遮斷容量2、根據(jù)系統(tǒng)圖作出等值電路圖，將各元件編號并將相應(yīng)元件電抗標幺值標于元件 編號下方；3、對網(wǎng)絡(luò)化簡，以得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗，其基本公式有：串聯(lián)X3 =X1+X2并聯(lián)4、將標幺值電抗轉(zhuǎn)換為以各支路發(fā)電機容量為基準的計算電抗Xjs ,式中： -以Sj為基準容量的標幺值電抗Xjs -以Sn為基準容量的計算電抗5、短路電流計算：1)、無限大容量電源的短路電流計

3、算：當(dāng)系統(tǒng)中XX=O,以供電電源為基準的計算電抗Xjs >3時，可以認為短路電流周期分量在整個短路時間內(nèi)保持不變，即式中：-以Sj為基準容量的標幺值電抗Xjs -以Sn為基準容量的計算電抗2)、有限容量電源的短路電流計算:有限容量電源的短路電流周期分量在短路時間內(nèi)是變化的。運算曲線反應(yīng)這一變 化。lzt=f (t Xjs)按不同類型的發(fā)電機所做出的運算曲線，由運算曲線查出 I “*、I0, 2*、I*三種短路電流周期分量，然后轉(zhuǎn)換為有名值IZt=l*z t -fl/ =式中：-各支路的發(fā)電機額定電流元計算短路沖擊電流及全電流最大有效值:機端短路12MW以下機端短路12MW以上厶762下面

4、用一個簡單的例子進行對短路電流的計算分析:系統(tǒng)如下圖所示將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為等效參數(shù)如下圖:圖中分式中分子為元件編號，分母為元件電抗值標幺值。一、各標幺值計算如下：Uj=Up=1.05Ue取基準容量Sj=100MVA，基準電壓Uj為各級電壓的平均電壓,1、系統(tǒng)阻抗標幺值4IMII)=O.Q25E100宀/f11152、線路L1阻抗標幺值X、= 0,4 x 30 x = 0.的 I線路L2阻抗標幺值3、變壓器B1 B2三繞組變壓器先計算各繞組短路電抗% =扣心 + “心 - ”沖溝=|(t7 + ,0J - 6)=血 751”応It/ji % = 一(£/、 + "*% U小、%)

5、= (1? + 6 - 10.5) = 6.252 Udi% =丄("心 +- .3%) = -(6 + 10.5-17) = 02再求各繞組標幺值阻抗：L075100v v 幾 ® 10 100 A. = A. =m- )00 10九廠倍些。血5100 10X8=X9=0B3變壓器阻抗標幺值:2亜理訕100 63B4變壓器阻抗標幺值:* =!22.12L = L05100 ID4、發(fā)電機F1-4, 6-7阻抗標幺值:20 10010(1/； / Cos 100 4? (),8發(fā)電機F5阻抗標幺值:_ 21.32100 5/0.8、網(wǎng)絡(luò)化簡:1、d-1短路網(wǎng)絡(luò)化簡：4 =+

6、 Xj = 0.025 + 0J21 = 0 J464X和=(Xl7 / Xg +冷）/（兒+九）+&=（亍”叫7心“叫皿)/2 = (-+ 1.075)/22= 1,54化簡如下圖：2、d-2短路網(wǎng)絡(luò)化簡:化簡過程如下圖：FiiiJ"Xq = XJ! A；= 0 54X獷 XJXJXJ%X" = XJIX. =- = 0.3124 6 7 2再化簡0.146 +0.54+ °"5"二 0.728L966M + 0.54 +些竺二 9.8860.146兀十+小旦3山0.91心= 0,91 + 031 +0.7283、d-3短路網(wǎng)絡(luò)化簡:

7、化簡過程如下圖L075 xl,O75=0.34X + X 1.075 +1.075 + 0.625 + 0.6251.075 x 2 + 0.625Xu = 0.3951.075 + 1.075 + 0.625 + 0.625X和 + %nx=Q 46 +0J4+0346034 =)5111.966= 1,966 + 0,34 +1必6 2340J46=6.876=206 876 - 2 395 =I.7K6.876 + 2.395=0.511 +0395 +O.5MX0395L7X二 LO2).78 + 0395 +L7Sx 0.3950.511I4、d-4短路，發(fā)電機電壓母線認為是無限大功

8、率母線4100I-100 0.2、短路電流計算1、d-1短路電流計算:系統(tǒng)供給短路電流工竺二工44褊耳 0J46F5-7供給短路電流先算542只V 0.80.8,=A.門10058二 1.966 x 一 = 032800查運算曲線''-'“豈7=0曲"0229 KA/* = 3.3x0.082 = 0.27人廠 2 6x0 082 = °-213 心 K =川0.082F1-4供給短路電流 先算X100154 X?L = 0308)00查運算曲線20.=172 x 04 = 0.272 KX I =2.83x0.1V3xll52、d-2短路電流計算:

9、系統(tǒng)供給短路電流=L22A?l1XF1-7供給短路電流 先算=1.61= 0.585100查運算曲線3625 介/、= .- = 0.565 KA"V3x37=LOS KAr =l.78 x 0.565 = .QKA = L55x叱65 = 0.X8心 lf =|.9lx0.5653、d-3短路電流計算:系統(tǒng)供給短路電流26眇X =3.55 > = 0,93F1-2, 5-7供給短路電流 先算查運算曲線26 ”)= 2AKAJ x 6r=Llx2,4l = 2.65 iU Z L02x2-41 =1A5KA I = 13x2.41 = 3A3KAX = 2x = 0 2F3-4

10、供給短路電流先算"查運算曲線'10 ， f二廠 _ = (L9I6KA+V?* 63= 335x0.916 = 3.064/* = 5.6x0.916 = 5J3KA 心=173 x °-916 =142燈 k4、d-4短路電流計算:i144.)JVjn 20二 7.22 A：4短路電流計算結(jié)果短短路基準分支線名稱分支額短路電短路短路0.2秒穩(wěn)態(tài)起始路占平八、1電流定電流流周期全電短路短路占八、均電IjIe刀(KA分量起 電流流最周期電流容量編壓Up始值沖擊1 (KA沖擊大有電流有效號(KA效值值S，(KV值ichIch10.2I OO(MVA(KA(KA(KA(KAd-1 1150.502110KV系統(tǒng)0.13.448.775.233.443.44685發(fā)電機F1-40.0820.350.8930.5320.2720.28369.7發(fā)電機F5-70.270.6890.410.2120.22953.78小計4.0610.356.1723.9243.952808.6d-2 371.56110KV系統(tǒng)0.5651.223.111.851.221.22.78發(fā)電機F1-71.012.581.5350.881.0864.8小計2.235.693.392.12.3142.8d-3