電力系統(tǒng)短路計(jì)算

1、電力系統(tǒng)短路計(jì)算 短路電流巨大，使導(dǎo)體嚴(yán)重發(fā)熱、熔化、絕緣損壞短路電流巨大，使導(dǎo)體嚴(yán)重發(fā)熱、熔化、絕緣損壞 。 且且產(chǎn)生巨大電動力，損壞導(dǎo)體與電器。產(chǎn)生巨大電動力，損壞導(dǎo)體與電器。產(chǎn)生電弧，損壞元件，燒毀設(shè)備。產(chǎn)生電弧，損壞元件，燒毀設(shè)備。感性電流產(chǎn)生較強(qiáng)去磁性電樞反應(yīng)，降低發(fā)電機(jī)端電壓。感性電流產(chǎn)生較強(qiáng)去磁性電樞反應(yīng)，降低發(fā)電機(jī)端電壓。且大電流增大線路電壓損耗，網(wǎng)絡(luò)電壓下降。且大電流增大線路電壓損耗，網(wǎng)絡(luò)電壓下降。破壞并列運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)組間穩(wěn)定性，發(fā)生功率振蕩，使繼破壞并列運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)組間穩(wěn)定性，發(fā)生功率振蕩，使繼保誤動作導(dǎo)致大面積停電。保誤動作導(dǎo)致大面積停電。不對稱接地短路產(chǎn)生零序電流，

2、對通信線路和信號系統(tǒng)產(chǎn)生電磁不對稱接地短路產(chǎn)生零序電流，對通信線路和信號系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾。干擾。某些不對稱短路會使非故障相產(chǎn)生過電壓。某些不對稱短路會使非故障相產(chǎn)生過電壓。3 3短路類型短路類型對稱短路對稱短路：三相短路：三相短路不對稱短路不對稱短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路中性點(diǎn)直接接地的高壓和超高壓電力系統(tǒng)：單相接地短路故障占中性點(diǎn)直接接地的高壓和超高壓電力系統(tǒng)：單相接地短路故障占90%，其余是各種相間短路。，其余是各種相間短路。電壓較低輸配電網(wǎng)絡(luò)中：單相電壓較低輸配電網(wǎng)絡(luò)中：單相65%；兩相接地；兩相接地20%；兩相短路；兩相短路10%；

3、三相；三相5%（幾率最小，后果最（幾率最小，后果最 嚴(yán)重）。嚴(yán)重）。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：相間故障（包括相間接地）。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：相間故障（包括相間接地）。4 4短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè) 為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備機(jī)械穩(wěn)定性機(jī)械穩(wěn)定性和和熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定性性提供依據(jù)提供依據(jù)。為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要數(shù)據(jù)必要數(shù)據(jù)。合理配置電力系統(tǒng)中各種繼保和自動裝置并正合理配置電力系統(tǒng)中各種繼保和自動裝置并正確整定其參數(shù)確整定其參數(shù)。 負(fù)荷用恒定電抗表示或忽略不計(jì)負(fù)荷用恒定電抗表示或忽略不計(jì)。 系統(tǒng)元件參數(shù)

4、恒定，高壓電網(wǎng)不計(jì)元件電阻和導(dǎo)納，即系統(tǒng)元件參數(shù)恒定，高壓電網(wǎng)不計(jì)元件電阻和導(dǎo)納，即用純電抗表示用純電抗表示。各發(fā)電機(jī)電勢同相位。各發(fā)電機(jī)電勢同相位。系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)局部不對稱外，其余部分系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)局部不對稱外，其余部分三相對稱三相對稱。1 1標(biāo)幺制與標(biāo)幺值標(biāo)幺制與標(biāo)幺值 把阻抗、導(dǎo)納、電流、電壓等物理量值分別用相應(yīng)單把阻抗、導(dǎo)納、電流、電壓等物理量值分別用相應(yīng)單位如歐姆（位如歐姆（）、西門（）、西門（S）、安（）、安（A）、伏（）、伏（V）、伏安（）、伏安（VA）來表示）來表示有名單位制；也可以把這些物理量值用沒有名單位制；也可以把這些物理量值用沒有單位的相對值來表示有單位

5、的相對值來表示標(biāo)幺制。標(biāo)幺制。標(biāo)幺制：標(biāo)幺制：把各個(gè)物理量用標(biāo)幺值來表示的一種把各個(gè)物理量用標(biāo)幺值來表示的一種 運(yùn)算方法。運(yùn)算方法。標(biāo)幺值（標(biāo)幺值（相對值相對值）=實(shí)際值（實(shí)際值（任意單位任意單位）基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單位與實(shí)際值同單位）百分值：百分值：5%6% 30%標(biāo)幺值：標(biāo)幺值：0.050.06=0.003 2 2基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值的選擇原則上基準(zhǔn)值可以任意選擇，但通常都選該設(shè)備的原則上基準(zhǔn)值可以任意選擇，但通常都選該設(shè)備的額定值作為基準(zhǔn)值，或整個(gè)系統(tǒng)選取一個(gè)便于計(jì)算的共額定值作為基準(zhǔn)值，或整個(gè)系統(tǒng)選取一個(gè)便于計(jì)算的共同基準(zhǔn)值。同基準(zhǔn)值。 。 3 3基準(zhǔn)值變化時(shí)標(biāo)幺值的歸算基準(zhǔn)值變

6、化時(shí)標(biāo)幺值的歸算由于在一般的發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)中所給出由于在一般的發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)中所給出的阻抗，往往都是以其的阻抗，往往都是以其自身額定值自身額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。但在為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。但在進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)中往往包含有許多功率、進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)中往往包含有許多功率、電壓等規(guī)格不同的發(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備，因此電壓等規(guī)格不同的發(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備，因此，在進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)，在進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)共同基準(zhǔn)值共同基準(zhǔn)值，把所有，把所有以設(shè)備自身的額定值為基準(zhǔn)的阻抗標(biāo)幺值都按這個(gè)新選擇的共以設(shè)備自身的額定值為基準(zhǔn)的阻抗標(biāo)幺值都按這個(gè)新選擇的共

7、同基準(zhǔn)值去進(jìn)行歸算，只有經(jīng)過這樣的歸算后，才能進(jìn)行統(tǒng)一同基準(zhǔn)值去進(jìn)行歸算，只有經(jīng)過這樣的歸算后，才能進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算。的計(jì)算。2ddLdLL(d)USXZXX實(shí)際計(jì)算中基準(zhǔn)值選取標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際計(jì)算中基準(zhǔn)值選取標(biāo)準(zhǔn)： 只有一臺發(fā)電機(jī)或變壓器，可直接取其額定電壓、額定功率為只有一臺發(fā)電機(jī)或變壓器，可直接取其額定電壓、額定功率為基準(zhǔn)值；基準(zhǔn)值； 元件多，基準(zhǔn)功率常取整數(shù)，元件多，基準(zhǔn)功率常取整數(shù)，100或或1000MVA；或選取某；或選取某一最大容量設(shè)備的額定功率，而基準(zhǔn)電壓則可以取網(wǎng)絡(luò)各級額一最大容量設(shè)備的額定功率，而基準(zhǔn)電壓則可以取網(wǎng)絡(luò)各級額定電壓或平均額定電壓。定電壓或平均額定電壓。4 4變壓器聯(lián)系

8、的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)幺變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)幺值計(jì)算值計(jì)算變比系數(shù)用實(shí)際變比（準(zhǔn)確值）計(jì)算：變比系數(shù)用實(shí)際變比（準(zhǔn)確值）計(jì)算：準(zhǔn)準(zhǔn) 確確 計(jì)計(jì) 算算 法法 含一個(gè)變壓器時(shí)：含一個(gè)變壓器時(shí)： 含二個(gè)變壓器時(shí)：含二個(gè)變壓器時(shí)：近近 似似 計(jì)計(jì) 算算 法法網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓比相應(yīng)電壓級的額定電壓高網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓比相應(yīng)電壓級的額定電壓高5%：Uav=1.05UN電網(wǎng)額定電壓（所對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓）電網(wǎng)額定電壓（所對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓）/kV：3（3.15），），6（6.3），），10（10.5），），15（15.75），），35（37），），110（115），），220（230），），330（3

9、45），），500（525）變壓器的變比用變壓器的變比用計(jì)算。計(jì)算。 變壓器變壓器T1的變比可以用它的變比可以用它所聯(lián)系兩側(cè)的平均額定電所聯(lián)系兩側(cè)的平均額定電壓 之 比 ， 即壓 之 比 ， 即。 各段基準(zhǔn)電壓就直接各段基準(zhǔn)電壓就直接等于該段網(wǎng)絡(luò)的平均額等于該段網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓，無需計(jì)算。定電壓，無需計(jì)算。（當(dāng)基本段也取網(wǎng)絡(luò)平均（當(dāng)基本段也取網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓時(shí)。）額定電壓時(shí)。） 用近似計(jì)算法時(shí)，各元件額定電壓一律用該元件所在段用近似計(jì)算法時(shí)，各元件額定電壓一律用該元件所在段網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓。網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓。對發(fā)電機(jī)和變壓器，其電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式將只進(jìn)行功率對發(fā)電機(jī)和變壓器，其電抗標(biāo)幺值

10、計(jì)算公式將只進(jìn)行功率歸算，不必進(jìn)行電壓歸算。歸算，不必進(jìn)行電壓歸算。但計(jì)算電抗器時(shí)，仍取用電抗器本身額定電壓。但計(jì)算電抗器時(shí)，仍取用電抗器本身額定電壓。準(zhǔn)確計(jì)算法準(zhǔn)確計(jì)算法（變壓器用實(shí)際變比）（變壓器用實(shí)際變比）近似計(jì)算法近似計(jì)算法（變壓器用近似變比）（變壓器用近似變比）取第取第段電路為基本段。段電路為基本段。P127 例例4-3 對如圖所示輸電系統(tǒng)，用準(zhǔn)確計(jì)算法和近似計(jì)算對如圖所示輸電系統(tǒng)，用準(zhǔn)確計(jì)算法和近似計(jì)算法分別計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件標(biāo)幺值。法分別計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件標(biāo)幺值。1. 準(zhǔn)確計(jì)算法準(zhǔn)確計(jì)算法各元件電抗的標(biāo)幺值依次為：各元件電抗的標(biāo)幺值依次為：2. 近似計(jì)算法近似計(jì)算法各元件電抗

11、的標(biāo)幺值依次為：各元件電抗的標(biāo)幺值依次為：1 1“無限大無限大”功率電源概念功率電源概念“無限大無限大”電源：電源：S=，Z=0，Um一定。一定。外阻抗相對于電源內(nèi)阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠(yuǎn)小于電外阻抗相對于電源內(nèi)阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠(yuǎn)小于電源所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會發(fā)生可察覺的變化。源所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會發(fā)生可察覺的變化。近似條件：近似條件：等值電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的等值電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%。 2 2三相短路的暫態(tài)過程分析三相短路的暫態(tài)過程分析）（tUdtdiLRimaasinnppaii

12、i全全 解：解：aTtpmmpmaeIIIisinsintsin0）（）（）（i0：短路前電流在時(shí)間軸投影。：短路前電流在時(shí)間軸投影。ip0：短路后電流周期分量在時(shí)間：短路后電流周期分量在時(shí)間軸投影。軸投影。Ipm：短路電流周期：短路電流周期分量幅值。分量幅值。Im：短路前穩(wěn)態(tài)電：短路前穩(wěn)態(tài)電流幅值。流幅值。000papiii流過電感的電流不能突變流過電感的電流不能突變3 3短路沖擊電流短路沖擊電流最嚴(yán)重短路情況下的短路電流最大瞬時(shí)值，最嚴(yán)重短路情況下的短路電流最大瞬時(shí)值，ish，校驗(yàn)電氣設(shè)校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路時(shí)的動穩(wěn)定性。備和載流導(dǎo)體在短路時(shí)的動穩(wěn)定性。pmimshIKi Kim：沖擊系數(shù)，常?。簺_擊系數(shù)，常取1.81.9要求非周期電流有最大初值。要求非周期電