電力系統(tǒng)分析之短路電流計(jì)算

1、電力系統(tǒng)分析之短路電流計(jì)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(jī)、變壓器、電力線路和用戶組成一個(gè)整體，它除了有一次設(shè)備外還應(yīng)有用于保護(hù)一次設(shè)備安全可靠運(yùn)行的二次設(shè)備。對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行分析應(yīng)包括正常運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行參數(shù)和出現(xiàn)故障時(shí)的故障參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。短路 是電力系統(tǒng)出現(xiàn)最多的故障，短路電流的計(jì)算方法有很多，而其中以“應(yīng)用運(yùn)算曲線”計(jì)算短路電流最方便實(shí)用。應(yīng)用該方法的步驟如下：1、 計(jì)算系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值； 1）、基準(zhǔn)值，基準(zhǔn)容量（如取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA），基準(zhǔn)電壓Uj一般為各級(jí)電壓的平均電壓。2）系統(tǒng)中各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式如下： 發(fā)電機(jī) 式中為發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗百分值 變

2、壓器 式中Ud%為變壓器短路電壓的百分值 線路 式中X0為每?jī)H是電抗的平均值（架空線為0.4歐/公里） 電抗器 式中Xk%為電抗器的短路電抗百分值 系統(tǒng)阻抗標(biāo)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(hào)并將相應(yīng)元件電抗標(biāo)幺值標(biāo)于元件編號(hào)下方；3、 對(duì)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn),以得到各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗,其基本公式有:串聯(lián) X3 =X1+X2 并聯(lián)1 / 11 三角形變?yōu)榈戎敌切?星形變?yōu)榈戎等切?4、 將標(biāo)幺值電抗轉(zhuǎn)換為以各支路發(fā)電機(jī)容量為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗Xjs， 式中：-以Sj為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值電抗 Xjs-以Sn為基準(zhǔn)容量的計(jì)算電抗5、 短路電流計(jì)算：1）、無(wú)限大容量電源的

3、短路電流計(jì)算：當(dāng)系統(tǒng)中XX=0，以供電電源為基準(zhǔn)的計(jì)算電抗Xjs3時(shí)，可以認(rèn)為短路電流周期分量在整個(gè)短路時(shí)間內(nèi)保持不變，即 式中：-以Sj為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值電抗 Xjs-以Sn為基準(zhǔn)容量的計(jì)算電抗2）、有限容量電源的短路電流計(jì)算：有限容量電源的短路電流周期分量在短路時(shí)間內(nèi)是變化的。運(yùn)算曲線反應(yīng)這一變化。Izt=f（t·Xjs）按不同類型的發(fā)電機(jī)所做出的運(yùn)算曲線，由運(yùn)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=I*zt·式中：-各支路的發(fā)電機(jī)額定電流元 計(jì)算短路沖擊電流及全電流最大有效值：機(jī)端短路12MW以下機(jī)端短路12MW以上下面用

4、一個(gè)簡(jiǎn)單的例子進(jìn)行對(duì)短路電流的計(jì)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(hào)，分母為元件電抗值標(biāo)幺值。一、各標(biāo)幺值計(jì)算如下：取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj為各級(jí)電壓的平均電壓，Uj=Up=1.05Ue1、 系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值2、 線路L1阻抗標(biāo)幺值 線路L2阻抗標(biāo)幺值3、變壓器 B1 B2三繞組變壓器 先計(jì)算各繞組短路電抗 再求各繞組標(biāo)幺值阻抗： X8=X9=0 B3變壓器阻抗標(biāo)幺值： B4變壓器阻抗標(biāo)幺值： 4、 發(fā)電機(jī)F1-4，6-7阻抗標(biāo)幺值： 發(fā)電機(jī)F5阻抗標(biāo)幺值：二、網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：1、d-1短路網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： 化簡(jiǎn)如下圖：2、d-2短路網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：化簡(jiǎn)過(guò)程

5、如下圖：再化簡(jiǎn)3、d-3短路網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：化簡(jiǎn)過(guò)程如下圖4、d-4短路,發(fā)電機(jī)電壓母線認(rèn)為是無(wú)限大功率母線 三、短路電流計(jì)算:1、d-1短路電流計(jì)算：系統(tǒng)供給短路電流 F5-7供給短路電流 先算查運(yùn)算曲線 F1-4供給短路電流 先算查運(yùn)算曲線 2、d-2短路電流計(jì)算：系統(tǒng)供給短路電流 F1-7供給短路電流 先算查運(yùn)算曲線 3、d-3短路電流計(jì)算：系統(tǒng)供給短路電流 F1-2，5-7供給短路電流 先算查運(yùn)算曲線 F3-4供給短路電流 先算查運(yùn)算曲線 4、d-4短路電流計(jì)算：短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)平均電壓Up(KV)基準(zhǔn)電流Ij(KA)分支線名稱分支額定電流Ie(KA)短路電流周期分量起始值I

6、(KA)短路電流沖擊值ich(KA)短路全電流最大有效值Ich(KA)0.2秒周期電流I0.2(KA)穩(wěn)態(tài)短路電流有效值I(KA)起始短路容量S(MVA)d-11150.502110KV系統(tǒng)發(fā)電機(jī)F1-4發(fā)電機(jī)F5-7小計(jì)0.10.0823.440.350.274.068.770.8930.68910.355.230.5320.416.1723.440.2720.2123.9243.440.2830.2293.95268569.753.78808.6d-2371.56110KV系統(tǒng)發(fā)電機(jī)F1-7小計(jì)0.5651.221.012.233.112.585.691.851.5353.391.220.882.11.22. 1.082.37864.8142.8d-36.39.16110KV系統(tǒng)發(fā)電機(jī)F1,2,5,6,7發(fā)電機(jī)F3,4小計(jì)2.410.91692.655.1316.7822.956.7513.142.813.684.037.825.5192.453.4214.8793.133.0615.199