電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 華中科技大學 熊信銀 PPT課件7電力系統(tǒng)短路和潮流計算

1、第七章第七章 電力系統(tǒng)的短路與潮流計算電力系統(tǒng)的短路與潮流計算v第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的短路故障電力系統(tǒng)的短路故障v第三節(jié)第三節(jié) 無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路v第四節(jié)第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算v第五節(jié)第五節(jié) 有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的實用計有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的實用計算算v第七節(jié)第七節(jié) 電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的建立電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的建立v第八節(jié)第八節(jié) 電力系統(tǒng)不對稱短路的計算電力系統(tǒng)不對稱短路的計算v第六節(jié)第六節(jié) 電力系統(tǒng)各元件的負序與零序參數(shù)電力系統(tǒng)各元件的負序與零序參數(shù) v第二節(jié)第二節(jié) 標么制標么制第一節(jié)第一節(jié)

2、 電力系統(tǒng)的短路故障電力系統(tǒng)的短路故障u 短路：電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或短路：電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。相與地之間發(fā)生通路的情況。v一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果v二、短路的類型二、短路的類型v三、短路計算的目的和簡化假設(shè)三、短路計算的目的和簡化假設(shè)一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果u 短路的原因短路的原因 電氣設(shè)備及載流導體因絕緣老化，或遭受機械損電氣設(shè)備及載流導體因絕緣老化，或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起絕緣損壞；傷，或因雷擊、過電壓引起絕緣損壞； 架空線路因大風或?qū)Ь€履冰引起電桿倒塌等，或架空線路因大風或?qū)Ь€履冰引

3、起電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導體等；因鳥獸跨接裸露導體等； 電氣設(shè)備因設(shè)計、安裝及維護不良所致的設(shè)備缺電氣設(shè)備因設(shè)計、安裝及維護不良所致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路；陷引發(fā)的短路； 運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如帶負荷運行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如帶負荷拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等。上電壓等。 u 短路的后果：短路的后果： 強大的短路電流通過電氣設(shè)備使發(fā)熱急劇增加，強大的短路電流通過電氣設(shè)備使發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時間較長時，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚短路持續(xù)時間較長時，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀；至燒毀； 巨大的短路

4、電流將在電氣設(shè)備的導體間產(chǎn)生很巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞；大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞； 短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負荷異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，中主要負荷異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢甚至設(shè)備損壞；造成產(chǎn)品報廢甚至設(shè)備損壞；u短路的后果（續(xù)）：短路的后果（續(xù)）： 短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面

5、積停電。這是短路所導致的最嚴重的后果。造成大面積停電。這是短路所導致的最嚴重的后果。 巨大的短路電流將在周圍空間產(chǎn)生很強的電磁場，巨大的短路電流將在周圍空間產(chǎn)生很強的電磁場，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。k(3)u 不對稱短路不對稱短路 ：兩相短路兩相短路： 單相接地短路單相接地短路： 兩相短路接地兩相短路接地：k(2)k(1)k(1, 1)u 相間短路與接地短路相間短路與接地短路 ：相

6、間短路：三相短路、兩相短路相間短路：三相短路、兩相短路接地短路：單相接地短路、兩相短路接地接地短路：單相接地短路、兩相短路接地二、短路的類型二、短路的類型u 對稱短路對稱短路 三相短路三相短路 三相電流和電壓仍是對稱的三相電流和電壓仍是對稱的三、短路計算的目的和簡化假設(shè)三、短路計算的目的和簡化假設(shè)v 計算短路電流的主要目的計算短路電流的主要目的 為為選擇和校驗選擇和校驗各種電氣設(shè)備的各種電氣設(shè)備的機械穩(wěn)機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計算短提供依據(jù)，為此，計算短路沖擊電流以校驗設(shè)備的機械穩(wěn)定性，計路沖擊電流以校驗設(shè)備的機械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)算短路電

7、流的周期分量以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定性；定性； 為為設(shè)計和選擇設(shè)計和選擇發(fā)電廠和變電所的發(fā)電廠和變電所的電氣電氣主接線主接線提供必要的數(shù)據(jù)；提供必要的數(shù)據(jù)； 為為合理配置合理配置電力系統(tǒng)中各種電力系統(tǒng)中各種繼電保護繼電保護和自動裝置和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。依據(jù)。v 簡化假設(shè)簡化假設(shè)負荷用負荷用恒定電抗恒定電抗表示或略去不計；表示或略去不計；認為系統(tǒng)中各認為系統(tǒng)中各元件參數(shù)恒定元件參數(shù)恒定，在高壓，在高壓網(wǎng)絡(luò)中不計元件的電阻和導納，即各網(wǎng)絡(luò)中不計元件的電阻和導納，即各元件均用純電抗表示，并認為系統(tǒng)中元件均用純電抗表示，并認為系統(tǒng)中各發(fā)電機的電勢同相位，從而避

8、免了各發(fā)電機的電勢同相位，從而避免了復(fù)數(shù)的運算；復(fù)數(shù)的運算；系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)局部不對稱局部不對稱外，其余部分是三相對稱的。外，其余部分是三相對稱的。第二節(jié)第二節(jié) 標幺制標幺制v一、標幺值一、標幺值v二、基準值的選擇二、基準值的選擇v三、不同基準值的標幺值間的換算三、不同基準值的標幺值間的換算 v四、變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標幺值的計算四、變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標幺值的計算v五、使用標幺制的優(yōu)點五、使用標幺制的優(yōu)點 所謂標幺制，就是把各個物理量用標幺值來表示的所謂標幺制，就是把各個物理量用標幺值來表示的一種運算方法。其一種運算方法。其中標幺值可定義為物理量的實際

9、值中標幺值可定義為物理量的實際值(有名值有名值)與所選定的基準值間的比值與所選定的基準值間的比值，即，即 由于相比的兩個值具有相同的單位，因而標幺值沒有單由于相比的兩個值具有相同的單位，因而標幺值沒有單位。位。 與實際值同單位基準值任意單位實際值標幺值 (7-1) 一、標幺值一、標幺值 對于阻抗、電壓、電流和功率等物理量，如選定對于阻抗、電壓、電流和功率等物理量，如選定Zd、Ud、Id、Sd為各量的基準值，則其標幺值分別為為各量的基準值，則其標幺值分別為式中，下標注式中，下標注“*”者為標幺值；下標注者為標幺值；下標注“d”者為基準者為基準值，無下標者為有名值。值，無下標者為有名值。 */ )

10、(/ )(/jQPSjQPSSSIIIUUUjXRZjXRZZZdddddd(7-2) 在電力系統(tǒng)計算中，主要涉及對稱三相電路，計在電力系統(tǒng)計算中，主要涉及對稱三相電路，計算時習慣上采用線電壓、線電流、三相功率和一相等算時習慣上采用線電壓、線電流、三相功率和一相等值阻抗，這四個物理量應(yīng)服從功率方程式和電路的歐值阻抗，這四個物理量應(yīng)服從功率方程式和電路的歐姆定律。姆定律。二、基準值的選擇二、基準值的選擇 如選定各量的基準值滿足下列關(guān)系如選定各量的基準值滿足下列關(guān)系 ： 將式將式(7-3)與與(7-4)相除后得：相除后得：33ddddddSU IUZ I(7-4) *IZUIUS(7-5) 式式(

11、7-5)表明，在標幺制中，三相電路計算公式與單相電表明，在標幺制中，三相電路計算公式與單相電路的計算公式完全相同。路的計算公式完全相同。 由于上述四個基準值受式由于上述四個基準值受式(7-4)兩個方程的約束，所兩個方程的約束，所以，其中只有兩個值可任意選擇，而其余兩個值可根據(jù)以，其中只有兩個值可任意選擇，而其余兩個值可根據(jù)式式(7-4)求出。工程計算中，通常選定求出。工程計算中，通常選定功率基準值功率基準值Sd和和電電壓基準值壓基準值Ud，這時，電流和阻抗的基準值分別為：，這時，電流和阻抗的基準值分別為： 其標幺值則分別為：其標幺值則分別為：233ddddddddSIUUUZSI(7-6) (

12、7-7) XUSjRUSjXRZjXRZISUIIIdddddddd22*3 應(yīng)用標幺值計算，最后還需將所得結(jié)果換算成有名應(yīng)用標幺值計算，最后還需將所得結(jié)果換算成有名值，其換算公式為：值，其換算公式為： (7-8) dddddddSSSSUjXRZUSIIIIUUU*2*)(3u先將各自以額定值作基準值的標幺值還原為有名值，例先將各自以額定值作基準值的標幺值還原為有名值，例如，對于電抗，按式如，對于電抗，按式(7-8)得：得：u在選定了電壓和功率的基準值在選定了電壓和功率的基準值Ud和和Sd后，則以此為基準后，則以此為基準的電抗標幺值為：的電抗標幺值為： 發(fā)電機銘牌上一般給出額定電壓發(fā)電機銘牌

13、上一般給出額定電壓UN，額定功率，額定功率SN及以及以UN、SN為基準值的電抗標幺值為基準值的電抗標幺值X(N)*。三、不同基準值的標幺值間的換算三、不同基準值的標幺值間的換算 NNNSUXX2*)()(7-9)22*)(2)(*ddNNNdddUSSUXUSXX 變壓器通常給出變壓器通常給出UN、SN及短路電壓及短路電壓Uk的百分值的百分值Uk(%)，以，以UN和和SN為基準值的變壓器電抗標幺值即為為基準值的變壓器電抗標幺值即為： 這樣，在統(tǒng)一基準值下變壓器阻抗的標幺值即可這樣，在統(tǒng)一基準值下變壓器阻抗的標幺值即可依式依式(7-9)求得：求得： 100(%)*)(kNTUX(7-10)22)

14、*(100(%)ddNNkdTUSSUUX 電力系統(tǒng)中常采用電抗器以限制短路電流。電抗器電力系統(tǒng)中常采用電抗器以限制短路電流。電抗器通常給出其額定電壓通常給出其額定電壓UN、額定電流、額定電流IN及電抗百分值及電抗百分值XR(%)，電抗百分值與其標幺值之間的關(guān)系為：，電抗百分值與其標幺值之間的關(guān)系為： 電抗器在統(tǒng)一基準下的電抗標幺值可寫成：電抗器在統(tǒng)一基準下的電抗標幺值可寫成： 輸電線路的電抗，通常給出每公里歐姆值，可用下輸電線路的電抗，通常給出每公里歐姆值，可用下式換算為統(tǒng)一基準值下的標幺值：式換算為統(tǒng)一基準值下的標幺值： 100(%)*)(RNRXX2*)(3100(%)ddNNRdRUS

15、IUXX(7-12)2*)(ddLdLdLUSXZXX 當用標幺值計算時，首先需當用標幺值計算時，首先需將磁耦合電路變換為將磁耦合電路變換為只有電的直接聯(lián)系的電路只有電的直接聯(lián)系的電路，即先應(yīng)將不同電壓級中各，即先應(yīng)將不同電壓級中各元件的參數(shù)全部歸算至某一選定的電壓級，這個電壓元件的參數(shù)全部歸算至某一選定的電壓級，這個電壓級稱為基本級級稱為基本級(或基本段或基本段)，然后選取統(tǒng)一的功率基準值，然后選取統(tǒng)一的功率基準值和電壓基準值，將各元件為參數(shù)的有名值換算為標幺和電壓基準值，將各元件為參數(shù)的有名值換算為標幺值。值。 圖圖7-1 具有三段不同電壓級的電力系統(tǒng)具有三段不同電壓級的電力系統(tǒng)IIIII

16、IG22KT11KT1 10 0. .5 5/ /1 12 21 1k kV V1 11 10 0/ /6 6. .6 6k kV VLC四、變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標幺值的計算四、變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標幺值的計算 實際上，通常使用的方法是實際上，通常使用的方法是先確定基本級和基本級的先確定基本級和基本級的基準電壓基準電壓，為消除等值電路中的理想變壓器而建立直接電，為消除等值電路中的理想變壓器而建立直接電的聯(lián)系，需按照各電壓級與基本級相聯(lián)系的變壓器的變化的聯(lián)系，需按照各電壓級與基本級相聯(lián)系的變壓器的變化，確定其余各電壓級的電壓基準值，確定其余各電壓級的電壓基準值，再按全網(wǎng)統(tǒng)一再按全網(wǎng)統(tǒng)

17、一的功率的功率基準值和各級電壓的電壓基準值和各級電壓的電壓基準值計算基準值計算網(wǎng)絡(luò)各元件的電抗標網(wǎng)絡(luò)各元件的電抗標幺值。幺值。 在實際使用中，根據(jù)變壓器變比是按實際變比或按近在實際使用中，根據(jù)變壓器變比是按實際變比或按近似變比似變比(變壓器兩側(cè)平均額定電壓之比變壓器兩側(cè)平均額定電壓之比)，分為，分為準確計算法準確計算法及及近似計算法近似計算法。 現(xiàn)以圖現(xiàn)以圖7-1所示系統(tǒng)為例。圖中的三個電壓段可任選所示系統(tǒng)為例。圖中的三個電壓段可任選一段作為基本段。假定選第一段作為基本段。假定選第I段為基本段，其余兩段的電段為基本段，其余兩段的電壓基準值均壓基準值均通過變壓器的實際變比計算通過變壓器的實際變比

18、計算。一般地、在有。一般地、在有n臺變壓器的網(wǎng)絡(luò)中，任一段基準電壓可按下式確定：臺變壓器的網(wǎng)絡(luò)中，任一段基準電壓可按下式確定：式中，式中，Ud基本段中選定的基準電壓；基本段中選定的基準電壓；Ud(n)待確定段待確定段的基準電壓；的基準電壓； ndndKKKUU21)(1(7-13) 變壓器變化，變比的分子為向著基本變壓器變化，變比的分子為向著基本段一側(cè)的變壓器額定電壓，分母為向著待歸算段一側(cè)的段一側(cè)的變壓器額定電壓，分母為向著待歸算段一側(cè)的變壓器額定電壓。變壓器額定電壓。nKKK211準確計算法準確計算法(變壓器用實際變比變壓器用實際變比) 對圖對圖7-1所示系統(tǒng)，第所示系統(tǒng)，第II段和第段和

19、第III段的基準電壓分別段的基準電壓分別為：為： 需要指出的是，各不同電壓段的需要指出的是，各不同電壓段的基準電壓和基準電基準電壓和基準電流不同流不同，但各段的，但各段的基準功率則相同基準功率則相同。在確定了網(wǎng)絡(luò)中各。在確定了網(wǎng)絡(luò)中各段的基準電壓后，即可利用全網(wǎng)統(tǒng)一的基準功率和各段段的基準電壓后，即可利用全網(wǎng)統(tǒng)一的基準功率和各段的基準電壓，計算各元件的電抗標幺值。的基準電壓，計算各元件的電抗標幺值。6 . 6/110121/5 .1011121/5 .1011211dIdIdIIIdIdIdIIUKKUUUKUUu由于準確計算法采用的是變壓器實際變比，故計算由于準確計算法采用的是變壓器實際變比

20、，故計算結(jié)果是準確的。但當網(wǎng)絡(luò)中變壓器較多時，計算各段結(jié)果是準確的。但當網(wǎng)絡(luò)中變壓器較多時，計算各段基準電壓仍較復(fù)雜?；鶞孰妷喝暂^復(fù)雜。u為了簡化計算，取同一電壓級的各元件最高額定電為了簡化計算，取同一電壓級的各元件最高額定電壓與最低額定電壓的平均值，并稱之為壓與最低額定電壓的平均值，并稱之為“網(wǎng)絡(luò)的平均網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓額定電壓Uav”。將由變壓器聯(lián)系的兩側(cè)額定電壓用網(wǎng)。將由變壓器聯(lián)系的兩側(cè)額定電壓用網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓代替，變壓器的絡(luò)的平均額定電壓代替，變壓器的實際變比實際變比就可以就可以用用變壓器兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比來代替變壓器兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比來代替，即有所，即有所謂的近似

21、計算法。謂的近似計算法。 根據(jù)我國現(xiàn)有的電壓等級，對不同電壓等級相應(yīng)的平根據(jù)我國現(xiàn)有的電壓等級，對不同電壓等級相應(yīng)的平均額定電壓作如下規(guī)定：均額定電壓作如下規(guī)定：u電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓/kV ：3，6，10，35，110，220，330，500u電網(wǎng)的平均額定電壓電網(wǎng)的平均額定電壓/kV：3.15，6.3，10.5，37，115，230，345，525 平均額定電壓約比相應(yīng)電壓級的額定電壓值平均額定電壓約比相應(yīng)電壓級的額定電壓值高高5%。根據(jù)近似計算法，圖根據(jù)近似計算法，圖7-1中變壓器中變壓器T1的變比就可以用它所的變比就可以用它所聯(lián)系兩側(cè)的平均額定電壓之比，即近似變比聯(lián)系兩側(cè)的平均額定

22、電壓之比，即近似變比10.5/115代替代替實際的變比實際的變比10.5/121。 2近似計算法近似計算法 仍以圖仍以圖7-1為例，若選定第為例，若選定第I段的電壓基準值為該段的段的電壓基準值為該段的平均額定電壓平均額定電壓Ud1=10.5kV，則，則 可見，各段的基準電壓就直接等于該段網(wǎng)絡(luò)的平均額可見，各段的基準電壓就直接等于該段網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓，無需計算。定電壓，無需計算。 u計算時，各元件的額定電壓一律用該元件所在段網(wǎng)絡(luò)的計算時，各元件的額定電壓一律用該元件所在段網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓，平均額定電壓，但電抗器例外但電抗器例外。因為在某些情況下，額定。因為在某些情況下，額定電壓為電壓為10k

23、V的電抗器亦可能用于的電抗器亦可能用于6kV的網(wǎng)絡(luò)。這時，如的網(wǎng)絡(luò)。這時，如用網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓來計算其電抗標幺值，將帶來很大用網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓來計算其電抗標幺值，將帶來很大的誤差。的誤差。kVUkVUdIIIdII3 . 63 . 61151155 .1015 .10,115115/5 .1015 .10u為便于計算，現(xiàn)將準確計算法及近似計算法的電抗標為便于計算，現(xiàn)將準確計算法及近似計算法的電抗標幺值計算公式歸納如表幺值計算公式歸納如表7-2所示。所示。表表7-2 7-2 電力系統(tǒng)各元件電抗標幺值計算公式電力系統(tǒng)各元件電抗標幺值計算公式 2)(2)(*)(*ddNGNGNGGUSSUXX)

24、(*)(*NGdNGGSSXX2)(2)(*100(%)ddNTNTkTUSSUUX)(*)(*NTdNTTSSXX2)()(*3100(%)ddNRNRRRUSIUUX2)()(*3100(%)avdNRNRRRUSIUXX2*ddLLUSXX2*avdLLUSXX準確計算法準確計算法(變壓器用實際變比變壓器用實際變比)近似計算法近似計算法(變壓器用近似變比變壓器用近似變比)發(fā)電機發(fā)電機變壓器變壓器電抗器電抗器 輸電線輸電線 注：注：如發(fā)電機電抗以百分值給出，則公式中的如發(fā)電機電抗以百分值給出，則公式中的XG(N)用用XG(%)/100代入；代入； 公式中的公式中的Ud或或Uav均為各元件所

25、在段的值。均為各元件所在段的值。 u例例7-1：對圖對圖7-2(a)所示的輸電系統(tǒng)，試分別用準確所示的輸電系統(tǒng)，試分別用準確計算法及近似計算法計算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件的標幺值及計算法及近似計算法計算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件的標幺值及發(fā)電機電勢的標幺值發(fā)電機電勢的標幺值。 圖圖7-2 具有三段不同電壓的系統(tǒng)具有三段不同電壓的系統(tǒng)26. 0dXIIIIIIG2T1T31.5MVA10.5/121kV15MVA110/6.6kVLCL30MVA10.5kVE=11kV80km6kV0.3kA2.5kmkm/4 . 0 5 .10(%) kU5 .10(%) kU5(%) RXkm/08. 087. 01E E=

26、 =1 1. .0 05 538. 0609. 1558. 0422. 0333. 02(a)電路圖電路圖 (b)等值電路等值電路(a)(b) 解：解： 取第取第I段電路為基本段。段電路為基本段。 1準確計算法準確計算法 先選基準值，取基準功率先選基準值，取基準功率Sd=100MVA，第，第I段的基準電段的基準電壓壓Ud=10.5kV。其余兩段的基準電壓為：。其余兩段的基準電壓為： 各元件電抗的標幺值分別為：各元件電抗的標幺值分別為： kVkVKKUUkVkVKUUdIdIIIdIdII26. 76 . 61101215 .1015 .101121121/5 .1015 .10121187.

27、05 .10100305 .1026. 022212*)(*1ddNNNGUSSUXX發(fā)電機：發(fā)電機：變壓器變壓器T1： 33. 05 .101005 .315 .101005 .102221)( 12)( 1*)( 1*2ddNTNTNTUSSUXX輸電線路：輸電線路： 22. 0121100804 . 022*3dIIdLUSXX變壓器變壓器T2 ：58. 0121100151101005 .10222)(22)(2)*(2*4dIIdNTNTNTUSSUXX電抗器電抗器 ：09. 126. 71003 . 0361005322)()()*(*5dIIIdNRNRNRUSIUXX電纜線電纜

28、線 ：38. 026. 71005 . 208. 022)(*6dIIdcLUSXX發(fā)電機電勢：發(fā)電機電勢： 05. 15 .1011*dIUEE系統(tǒng)各元件用標幺值表示的等值電路示于圖系統(tǒng)各元件用標幺值表示的等值電路示于圖7-2(b)。 2近似計算法近似計算法 取值取值Sd=100MVA，各段的基準電壓為各段的平均額定電，各段的基準電壓為各段的平均額定電壓，即，壓，即，Uav1=10.5kV；UavII=115kV；UavIII=6.3kV。 各元件電抗的標幺值為：各元件電抗的標幺值為：變壓器變壓器T2 ：輸電線路輸電線路 ：發(fā)電機：發(fā)電機：變壓器變壓器T1 ：87. 03010026. 0*

29、)(*1NdNGSSXX33. 05 .311001005 .10)( 1*)( 1*2NTdNTSSXX24. 0115100804 . 022*3avIIdLUSXX7 . 0151001005 .10)(2)*(2*4NTdNTSSXX電抗器：電抗器： 455. 13 . 61003 . 0361005322)()()*(*5avIIdNRNRNRUSIUXX電纜線：電纜線： 504. 03 . 61005 . 208. 022)(*6avIIIdcLUSXX發(fā)電機電勢：發(fā)電機電勢： 05. 15 .10111*avUEE 概括起來說，采用標幺值有如下優(yōu)點：概括起來說，采用標幺值有如下優(yōu)

30、點：u 使計算大為簡化。使計算大為簡化。u 某些非電的物理量，當用標幺值表示時，可與另一某些非電的物理量，當用標幺值表示時，可與另一 物理量相等。物理量相等。u 易于比較各種電氣設(shè)備的特性及參數(shù)。易于比較各種電氣設(shè)備的特性及參數(shù)。u 便于對計算結(jié)果作出分析及判斷其正確與否。便于對計算結(jié)果作出分析及判斷其正確與否。五、使用標幺制的優(yōu)點五、使用標幺制的優(yōu)點第三節(jié)第三節(jié) 無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路u無限大功率電源無限大功率電源：容量無限大，內(nèi)阻抗為零。：容量無限大，內(nèi)阻抗為零。端電壓保持恒定。短路計算中，當電源內(nèi)阻抗不超端電壓保持恒定。短路計算中，當電源內(nèi)阻抗不

31、超過短路回路總阻抗的過短路回路總阻抗的5%10%時，就可以近似認為時，就可以近似認為此電源為無限大功率電源。此電源為無限大功率電源。v一、短路暫態(tài)過程分析一、短路暫態(tài)過程分析v二、短路沖擊電流和最大有效值電流二、短路沖擊電流和最大有效值電流v三、短路功率（短路容量）三、短路功率（短路容量）v四、無限大功率系統(tǒng)的短路電流計算四、無限大功率系統(tǒng)的短路電流計算)sin(tUum)sin(0tIim222)()(LLRRUImmRRLLarctg)(0一、短路暫態(tài)過程分析一、短路暫態(tài)過程分析u 短路前：短路前：圖7-圖7-3無限大功率電源供電的三相對稱短路(a)sin(tURidtdiLmaa其解為：

32、其解為：周期分量周期分量ip：非周期分量非周期分量inp：)sin()sin(tItZUipmmp22)(/LRUImpmRLarctgaTtnpAeiTa L / R短路全電流表達式短路全電流表達式 ：TatpmnppaAetIiii/)sin(u 設(shè)在設(shè)在t = 0秒發(fā)生三相短路時的微分方程秒發(fā)生三相短路時的微分方程圖7-3（b）單相等值電路u 短路前后瞬間電感中電流不能突變，故有：短路前后瞬間電感中電流不能突變，故有：AIIpmm)sin()sin(0)sin()sin(00pmmnpIIiAu a相短路電流相短路電流TatpmmpmaeIItIi/0)sin()sin()sin(圖7-

33、2 a相電流向量圖圖7-4 a相電流向量圖圖7-短路電流波形圖（a相）圖7-5 短路電流波形圖（a相）二、短路沖擊電流和最大有效值電流二、短路沖擊電流和最大有效值電流u 短路沖擊電流短路沖擊電流ish短路電流最大可能的瞬時值短路電流最大可能的瞬時值TatpmmpmaeIItIi/0)sin()sin()sin(u 出現(xiàn)條件：出現(xiàn)條件：90 短路前空載（短路前空載（Im=0） 合閘角合閘角=0aTtpmpmaeItIicos 故有圖7-非周期分量最大時短路電流波形圖圖7-非周期分量最大時短路電流波形圖6當當t0.01s時出現(xiàn)最大值：時出現(xiàn)最大值：pmshpmTTpmpmshIKIeeIIiaa)

34、1 (01. 001. 0u沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)Ksh:aTsheK01.01且有：且有：1Ksh2工程計算時：工程計算時：在在發(fā)電機電壓母線發(fā)電機電壓母線短路，取短路，取Ksh=1.9；在在發(fā)電廠高壓側(cè)母線發(fā)電廠高壓側(cè)母線或或發(fā)電機出線電抗器后發(fā)電機出線電抗器后發(fā)生短路發(fā)生短路時，時，Ksh=1.85；在在其他地點其他地點短路時，短路時，Ksh=1.8uish用途用途：校驗電氣設(shè)備和載流導體在短路時的校驗電氣設(shè)備和載流導體在短路時的電動力穩(wěn)定度電動力穩(wěn)定度。u 最大有效值電流最大有效值電流Ish短路全電流的最大短路全電流的最大有效值有效值u短路全電流的有效值短路全電流的有效值It ：是指以是指以

35、 t 時刻為中心時刻為中心的一周期內(nèi)短路全電流瞬時值的均方根值，的一周期內(nèi)短路全電流瞬時值的均方根值，即即:2 2 22 2 2)(11TtTtnptptTtTtttdtiiTdtiTI22 nptpttIII簡化，近似得u短路全電流的最大有效值短路全電流的最大有效值Ish ：出現(xiàn)在短路后出現(xiàn)在短路后的第一周期內(nèi)，又稱為的第一周期內(nèi)，又稱為沖擊電流的有效值沖擊電流的有效值。pshnptpnptpmshIKiIiIi22)01. 0(2) 1( stnppshnptIIKi因此222) 1(212) 1( shppshpshKIIKII故有當當Ksh=1.9時，時，Ish=1.62Ip；Ksh=

36、1.8時，時，Ish=1.51Ip。uIsh用途用途 ：校驗電氣設(shè)備的：校驗電氣設(shè)備的斷流能力斷流能力或或耐力強度耐力強度。三、短路功率（短路容量）三、短路功率（短路容量）tavtIUS3*33 tdtdavtavdttIIIIUIUSSS用標么值表示：u 短路功率短路功率等于短路電流有效值乘以短路處的等于短路電流有效值乘以短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓），即正常工作電壓（一般用平均額定電壓），即也就是說，當假設(shè)基準電壓等于正常工作電壓時，短也就是說，當假設(shè)基準電壓等于正常工作電壓時，短路功率的標幺值與短路電流的標幺值相等。因此路功率的標幺值與短路電流的標幺值相等。因此u 短路功率的

37、短路功率的含義含義：一方面開關(guān)要能切斷這樣大的短：一方面開關(guān)要能切斷這樣大的短路電流；另一方面，在開關(guān)斷流時，其觸頭應(yīng)能經(jīng)受路電流；另一方面，在開關(guān)斷流時，其觸頭應(yīng)能經(jīng)受住工作電壓的作用。住工作電壓的作用。 因此，短路功率只是一個定義的計算量，而不因此，短路功率只是一個定義的計算量，而不是測量量。是測量量。ffdSIS圖7-無限大功率系統(tǒng)短路電流計算示意圖圖7-7 無限大功率系統(tǒng)短路電流計算示意圖四、無限大功率系統(tǒng)的短路電流計算四、無限大功率系統(tǒng)的短路電流計算*1XXUIp* XIIIIddpp有名值：* XSSISddp短路功率：u 取平均額定電壓進行計算，則系統(tǒng)的端電壓取平均額定電壓進行計

38、算，則系統(tǒng)的端電壓U=Uav，若選取，若選取Ud=Uav，則無限大功率系統(tǒng)的，則無限大功率系統(tǒng)的端電壓的標幺值，為端電壓的標幺值，為:u 例例7-2 某變壓器由無限大功率電源供電，如圖某變壓器由無限大功率電源供電，如圖所示，當在所示，當在k點發(fā)生三相短路時，試計算短路電點發(fā)生三相短路時，試計算短路電流 的 周 期 分 量 ， 沖 擊 電 流 及 短 路 功 率 （ 取流 的 周 期 分 量 ， 沖 擊 電 流 及 短 路 功 率 （ 取Ksh=1.8）。）。例7-2的系統(tǒng)圖第四節(jié)第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算網(wǎng)絡(luò)簡化與轉(zhuǎn)移電抗的計算v一、網(wǎng)絡(luò)的等值簡化一、網(wǎng)絡(luò)的等值簡化v二、轉(zhuǎn)移阻抗的概念二

39、、轉(zhuǎn)移阻抗的概念v三、利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流三、利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流一、網(wǎng)絡(luò)的等值簡化一、網(wǎng)絡(luò)的等值簡化u 等值電勢法等值電勢法 等效變換的原則應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)中其他部分的電壓、等效變換的原則應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)中其他部分的電壓、電流在變換前后保持不變。電流在變換前后保持不變。IIIIn21eqeqnnZUEZUEZUEZUE2211 即：圖7-7 等值電勢法圖7-9 等值電勢法故則，令 , 0 0 21eqnEEEEeqnZZZZ111121niieqZZ111eqeqnnZEZEZEZEU2211 0 則，令niiniiiniiieqeqZZEZEZE1111即：即：u 星網(wǎng)變換法星網(wǎng)變換法mk

40、knjninijXXXX11圖7-10 星網(wǎng)變換321322332131133212112111111111xxxxxXxxxxxXxxxxxX231312231332313122312223131213121XXXXXxXXXXXxXXXXXxu常用常用 Y-變換公式：變換公式： u- Y變換公式：變換公式：u 利用電路的對稱性化簡利用電路的對稱性化簡電位相等的節(jié)點，可直接相連；電位相等的節(jié)點，可直接相連；等電位點之間的電抗，可短接后除去。等電位點之間的電抗，可短接后除去。圖7-11 利用對稱性化簡網(wǎng)絡(luò)二、轉(zhuǎn)移阻抗的概念二、轉(zhuǎn)移阻抗的概念u 定義：定義： 如果只在第如果只在第i個電源節(jié)點加電

41、勢個電源節(jié)點加電勢Ei，其他電勢為零，其他電勢為零，則與從第則與從第k個節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)的電流個節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)的電流Ik之比值，即為之比值，即為i節(jié)點與節(jié)點與k節(jié)點之間的轉(zhuǎn)移阻抗節(jié)點之間的轉(zhuǎn)移阻抗Xik 。ikikIEX/圖7-10圖7-12 求轉(zhuǎn)移電抗示意圖u 應(yīng)用前提應(yīng)用前提線性網(wǎng)絡(luò)的疊加原理線性網(wǎng)絡(luò)的疊加原理u 轉(zhuǎn)移阻抗的應(yīng)用轉(zhuǎn)移阻抗的應(yīng)用nknikikkkZEZEZEZEI2211三、利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流三、利用轉(zhuǎn)移電抗計算三相短路電流u 網(wǎng)絡(luò)化簡法網(wǎng)絡(luò)化簡法圖圖7-13 用網(wǎng)絡(luò)化簡法求轉(zhuǎn)移電抗用網(wǎng)絡(luò)化簡法求轉(zhuǎn)移電抗u 單位電流法單位電流法 令令E1=E2=E3=0，在，在k點加上點

42、加上Ek，使支路使支路X1中通過單位電中通過單位電流，即取流，即取I1=1，則，則54333442142122111/XIUEIIIXUIXIUUIIIXXXUIXXIUkbkkbabaaikikIEX/ 移阻抗：各電源點對短路點的轉(zhuǎn)圖圖7-14 單位電流法求單位電流法求轉(zhuǎn)移電抗轉(zhuǎn)移電抗u例例7-2 某系統(tǒng)等值電路如圖某系統(tǒng)等值電路如圖7-13所示，所有電抗所示，所有電抗和電勢均為歸算至統(tǒng)一基準值的標幺值。和電勢均為歸算至統(tǒng)一基準值的標幺值。（1）試分別用網(wǎng)絡(luò)化簡法及單位電流法求各電源）試分別用網(wǎng)絡(luò)化簡法及單位電流法求各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。（2）若在）若在k點發(fā)生三相短

43、路，試求短路點電流的點發(fā)生三相短路，試求短路點電流的標幺值。標幺值。圖 7圖 7-15 (a)第五節(jié)第五節(jié) 有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的實用計算路電流的實用計算無限大功率無限大功率電源：電源：端電壓維持不變端電壓維持不變有限容量有限容量電源：電源：存在內(nèi)電抗，端電壓突變存在內(nèi)電抗，端電壓突變v一、同步發(fā)電機突然三相短路的電磁一、同步發(fā)電機突然三相短路的電磁暫態(tài)過程暫態(tài)過程v二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算v三、應(yīng)用計算曲線計算短路電流三、應(yīng)用計算曲線計算短路電流一、同步發(fā)電機突然三相短路的電磁暫態(tài)過程一、同步發(fā)電機突然三相短路

44、的電磁暫態(tài)過程u 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：超導體閉合回路磁鏈守恒原則。：超導體閉合回路磁鏈守恒原則。u 楞茨定則楞茨定則：任何閉合線圈在突然變化的瞬：任何閉合線圈在突然變化的瞬間，都將維持與之交鏈的總磁鏈不變。間，都將維持與之交鏈的總磁鏈不變。u 短路暫態(tài)過程短路暫態(tài)過程：發(fā)電機定子繞組中周期分量電流的突然變化發(fā)電機定子繞組中周期分量電流的突然變化勵磁繞組內(nèi)將產(chǎn)生一項直流電流分量，使定子勵磁繞組內(nèi)將產(chǎn)生一項直流電流分量，使定子繞組的周期分量電流增大；繞組的周期分量電流增大；勵磁繞組中因維持磁鏈不變而出現(xiàn)的自由直流勵磁繞組中因維持磁鏈不變而出現(xiàn)的自由直流分量電流終將衰減至零；分量電流終將衰減至零；突然

45、短路時定子周期分量中的自由電流分量亦突然短路時定子周期分量中的自由電流分量亦將逐步衰減，定子電流最終為穩(wěn)態(tài)短路電流。將逐步衰減，定子電流最終為穩(wěn)態(tài)短路電流。u短路分析短路分析：dXqEu 在在無阻尼繞組無阻尼繞組的同步發(fā)電機中，轉(zhuǎn)子中唯有勵的同步發(fā)電機中，轉(zhuǎn)子中唯有勵磁繞組是閉合繞組，在短路瞬間，與該繞組交鏈磁繞組是閉合繞組，在短路瞬間，與該繞組交鏈的總磁鏈不能突變。因此，可以給出一個與勵磁的總磁鏈不能突變。因此，可以給出一個與勵磁繞組總磁鏈成正比的電勢繞組總磁鏈成正比的電勢 ，稱為，稱為q軸軸暫態(tài)電勢暫態(tài)電勢對對應(yīng)的同步發(fā)電機電抗為應(yīng)的同步發(fā)電機電抗為 ，稱為，稱為暫態(tài)電抗暫態(tài)電抗。 計算穩(wěn)

46、態(tài)短路電流用的計算穩(wěn)態(tài)短路電流用的空載電勢空載電勢Eq：將隨著：將隨著勵磁電流的突變而勵磁電流的突變而突變突變； 什么電勢在短路瞬間什么電勢在短路瞬間不會發(fā)生突變：不會發(fā)生突變：IXjUEd 不計同步電機縱軸和橫軸參數(shù)的不對稱，不計同步電機縱軸和橫軸參數(shù)的不對稱，從而由暫態(tài)電勢從而由暫態(tài)電勢 代替代替q軸暫態(tài)電勢軸暫態(tài)電勢 。無阻。無阻尼繞組的同步發(fā)電機電勢方程可表示為：尼繞組的同步發(fā)電機電勢方程可表示為：EqE 可根據(jù)短路前運行狀態(tài)及同步發(fā)電機結(jié)可根據(jù)短路前運行狀態(tài)及同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù) 求出，并近似認為它在突然短路瞬求出，并近似認為它在突然短路瞬間保持不變，從而可用于計算暫態(tài)短路電流間

47、保持不變，從而可用于計算暫態(tài)短路電流的初始值。的初始值。 無阻尼繞組的同步發(fā)電機突然短路的過渡無阻尼繞組的同步發(fā)電機突然短路的過渡過程稱之為過程稱之為暫態(tài)過程暫態(tài)過程。EdXIXjUEEEddq u 在在有阻尼繞組有阻尼繞組的同步發(fā)電機（水輪發(fā)電機、的同步發(fā)電機（水輪發(fā)電機、汽輪發(fā)電機）中，轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組和阻尼汽輪發(fā)電機）中，轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組和阻尼繞組都是閉合繞組，在短路瞬間，與它們交繞組都是閉合繞組，在短路瞬間，與它們交鏈的總磁鏈不能突變。因此，可以給出一個鏈的總磁鏈不能突變。因此，可以給出一個與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和縱軸阻尼繞組的總磁鏈成與轉(zhuǎn)子勵磁繞組和縱軸阻尼繞組的總磁鏈成正比的電勢正比的電勢

48、 和一個與轉(zhuǎn)子橫軸阻尼繞組的和一個與轉(zhuǎn)子橫軸阻尼繞組的總磁鏈成正比的電勢總磁鏈成正比的電勢 ，分別稱為，分別稱為q軸和軸和d軸軸次暫態(tài)電勢，對應(yīng)的發(fā)電機次暫態(tài)電抗分別次暫態(tài)電勢，對應(yīng)的發(fā)電機次暫態(tài)電抗分別為為 和和 。 忽略縱軸和橫軸參數(shù)的不對稱時，有阻忽略縱軸和橫軸參數(shù)的不對稱時，有阻尼繞組的同步發(fā)電機電勢方程可表示為：尼繞組的同步發(fā)電機電勢方程可表示為：qEdEdXqX 可根據(jù)短路前運行狀態(tài)及同步發(fā)電機結(jié)可根據(jù)短路前運行狀態(tài)及同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)參數(shù) 求出，并近似認為它在突然短路求出，并近似認為它在突然短路瞬間保持不變，從而可用于計算暫態(tài)短路電瞬間保持不變，從而可用于計算暫態(tài)短路電流的初始

49、值。流的初始值。 有阻尼繞組的同步發(fā)電機突然短路的過有阻尼繞組的同步發(fā)電機突然短路的過渡過程稱之為渡過程稱之為次暫態(tài)過程次暫態(tài)過程。dXE二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計算 只要把系統(tǒng)所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表只要把系統(tǒng)所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示，次暫態(tài)電流的計算就同穩(wěn)態(tài)電流一樣了。示，次暫態(tài)電流的計算就同穩(wěn)態(tài)電流一樣了。 系統(tǒng)中所有靜止元件的次暫態(tài)參數(shù)都與其系統(tǒng)中所有靜止元件的次暫態(tài)參數(shù)都與其穩(wěn)態(tài)參數(shù)相同，而旋轉(zhuǎn)電機的次暫態(tài)參數(shù)則不穩(wěn)態(tài)參數(shù)相同，而旋轉(zhuǎn)電機的次暫態(tài)參數(shù)則不同于其穩(wěn)態(tài)參數(shù)。同于其穩(wěn)態(tài)參數(shù)。 在突然短路瞬間，系統(tǒng)中所有同步電機的在突然短路瞬間，

50、系統(tǒng)中所有同步電機的次暫態(tài)電勢均保持短路發(fā)生前瞬間的值。因此，次暫態(tài)電勢均保持短路發(fā)生前瞬間的值。因此，可由此計算次暫態(tài)電勢?？捎纱擞嬎愦螘簯B(tài)電勢。短路前在額定電壓下滿載運短路前在額定電壓下滿載運行：行： 0.125，cos0.8，U01， I01故故 110.1250.61.075若在空載情況下短路或不計若在空載情況下短路或不計負載影響，則有負載影響，則有 =0， 1一般地，發(fā)電機的次暫態(tài)電一般地，發(fā)電機的次暫態(tài)電勢標幺值在勢標幺值在1.051.15之之間。間。00000sinIXUEE E0E 0IXdX)(0kXXEI u 沖擊電流的計算：沖擊電流的計算：mshshIKiu 異步電動機在

51、突然短路時提供的短路電流異步電動機在突然短路時提供的短路電流u異步電動機的次暫態(tài)電抗的標幺值：異步電動機的次暫態(tài)電抗的標幺值： X”1/Istu一般一般 Ist47，故故 0.2u異步電動機次暫態(tài)電勢的近似計算公式：異步電動機次暫態(tài)電勢的近似計算公式：0000sinIXUE u 起始次暫態(tài)電流的計算：起始次暫態(tài)電流的計算：XGTLkkkX0EXTXLX圖7-19 次暫態(tài)電流計算示意圖短路前在額定電壓下運行：短路前在額定電壓下運行：故故LDshLDshLDIKi 2 當系統(tǒng)發(fā)生短路，只當系統(tǒng)發(fā)生短路，只有異步電動機機端的有異步電動機機端的殘余殘余電壓低于電壓低于異步電動機的異步電動機的 時，電動

52、機才會暫時地向時，電動機才會暫時地向系統(tǒng)提供一部分功率。系統(tǒng)提供一部分功率。對綜合負荷，可?。簩C合負荷，可?。阂虼耍阂虼耍?E01 1 0.2 0.60.88E 000.2 cos0.8 U1 I1X 0.35 0.8XEu例例7-4 試計算圖示網(wǎng)絡(luò)中試計算圖示網(wǎng)絡(luò)中k點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路時的沖擊電流。時的沖擊電流。Gk=1T2T3T3L2L1L0.2X 60MVASC5MVA18MVA20MVA7.5MVA31.5MVA10km20km60km10.5kV115kV6.3kV1LD30MVA6MVA3LD2LDbac%10.5kU%10.5kU%10.5kU圖7-21 例7-4的網(wǎng)

53、絡(luò)圖三、應(yīng)用計算曲線計算短路電流三、應(yīng)用計算曲線計算短路電流u 計算曲線與計算曲線法計算曲線與計算曲線法計算曲線：計算曲線：為方便工程計算，采用概率統(tǒng)計方法繪制出一為方便工程計算，采用概率統(tǒng)計方法繪制出一種短路電流周期分量隨時間和短路點距離而變化的曲線。種短路電流周期分量隨時間和短路點距離而變化的曲線。計算曲線法：計算曲線法：應(yīng)用計算曲線確定任意時刻短路電流周期分應(yīng)用計算曲線確定任意時刻短路電流周期分量有效值的方法。量有效值的方法。計算電抗：計算電抗：將歸算到發(fā)電機額定容量的組合電抗的標幺值將歸算到發(fā)電機額定容量的組合電抗的標幺值和發(fā)電機次暫態(tài)電抗的額定標幺值之和定義為計算電抗，和發(fā)電機次暫態(tài)

54、電抗的額定標幺值之和定義為計算電抗，并記為并記為Xc，即即 。cdkXXXu 計算曲線法的應(yīng)用計算曲線法的應(yīng)用 計算曲線分為汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機兩種類型；計算曲線分為汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機兩種類型；計及了負荷的影響，故在使用時可舍去系統(tǒng)中所有負荷計及了負荷的影響，故在使用時可舍去系統(tǒng)中所有負荷支路。支路。 在計算出以發(fā)電機額定容量為基準的計算電抗后，在計算出以發(fā)電機額定容量為基準的計算電抗后，按計算電抗和所要求的短路發(fā)生后某瞬刻按計算電抗和所要求的短路發(fā)生后某瞬刻t，從計算曲線，從計算曲線或相應(yīng)的數(shù)字表格查得該時刻短路電流周期分量的標幺或相應(yīng)的數(shù)字表格查得該時刻短路電流周期分量的標幺值。值。

55、 計算曲線只作到計算曲線只作到Xc=3.45為止。當為止。當Xc3.45時，表明發(fā)時，表明發(fā)電機離短路點電氣距離很遠，近似認為短路電流的周期電機離短路點電氣距離很遠，近似認為短路電流的周期分量已不隨時間而變。即：分量已不隨時間而變。即：1/tcIIIX u 應(yīng)用計算曲線法的具體計算步驟：應(yīng)用計算曲線法的具體計算步驟：1.作等值網(wǎng)絡(luò)：作等值網(wǎng)絡(luò)：選取網(wǎng)絡(luò)基準功率和基準電壓選取網(wǎng)絡(luò)基準功率和基準電壓（一般選?。ㄒ话氵x取Sd=100MVA, Ud=Uav），），計算網(wǎng)絡(luò)計算網(wǎng)絡(luò)各元件在統(tǒng)一基準下的標幺值，各元件在統(tǒng)一基準下的標幺值，旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)電機用次用次暫態(tài)電抗，暫態(tài)電抗，負荷負荷略去不計。略去不

56、計。2. 進行網(wǎng)絡(luò)變換：進行網(wǎng)絡(luò)變換：求各等值發(fā)電機對短路點的求各等值發(fā)電機對短路點的轉(zhuǎn)移電抗轉(zhuǎn)移電抗Xik。3. 求計算電抗：求計算電抗：將各轉(zhuǎn)移電抗按各等值發(fā)電機將各轉(zhuǎn)移電抗按各等值發(fā)電機的 額 定 容 量 歸 算 為 計 算 電 抗 ， 即 ：的 額 定 容 量 歸 算 為 計 算 電 抗 ， 即 ： Xci= Xik SN i / Sdu 合并電源的主要原則是合并電源的主要原則是：距短路點電氣距離（即相聯(lián)系的電抗值）大致相等距短路點電氣距離（即相聯(lián)系的電抗值）大致相等的同類型發(fā)電機可以合并；的同類型發(fā)電機可以合并；遠離短路點的不同類型發(fā)電機可以合并；遠離短路點的不同類型發(fā)電機可以合并；

57、直接與短路點相連的發(fā)電機應(yīng)單獨考慮；直接與短路點相連的發(fā)電機應(yīng)單獨考慮；無限大功率系統(tǒng)因提供的短路電流周期分量不衰減無限大功率系統(tǒng)因提供的短路電流周期分量不衰減而不必查計算曲線，應(yīng)單獨計算。而不必查計算曲線，應(yīng)單獨計算。4. 求求t時刻短路電流周期分量的標幺值時刻短路電流周期分量的標幺值：根據(jù)各計根據(jù)各計算電抗和指定時刻算電抗和指定時刻t，從相應(yīng)的計算曲線或?qū)?yīng)的數(shù)字表，從相應(yīng)的計算曲線或?qū)?yīng)的數(shù)字表格中查出各等值發(fā)電機提供的短路電流周期分量的標幺格中查出各等值發(fā)電機提供的短路電流周期分量的標幺值對無限大功率系統(tǒng)，取母線電壓值對無限大功率系統(tǒng)，取母線電壓U=1，則短路電流周期，則短路電流周期分

58、量為分量為Ipk1/Xk5. 計算短路電流周期分量的有名值計算短路電流周期分量的有名值u例例7-5 圖示電力系統(tǒng)在圖示電力系統(tǒng)在k點發(fā)生三相短路，試求：點發(fā)生三相短路，試求： （1）t=0s和和t=0.5s的短路電流；的短路電流； （2）短路沖擊電流及）短路沖擊電流及0.5s時的短路功率。時的短路功率。各元件的型號和參數(shù)為：發(fā)電機各元件的型號和參數(shù)為：發(fā)電機G1、G2為汽輪發(fā)電機，為汽輪發(fā)電機，每臺容量為每臺容量為31.25MVA，X”d=0.13 發(fā)電機發(fā)電機G3、G4為水輪發(fā)電機，每臺容量為為水輪發(fā)電機，每臺容量為62.5MVA, X”d =0.135 變壓器變壓器T1、T2每臺容量每臺容

59、量為為31.5MVA， Uk(%)=10.5 變壓器變壓器T3、T4每臺容量每臺容量為為 60MVA，Uk（%）=10.5母線電抗器為母線電抗器為10kV, 1.5kA, XR%=8 線路線路L1長長50km，0.4/km 線路線路L2長長80km，0.4/km 無限大功率系統(tǒng)內(nèi)電抗無限大功率系統(tǒng)內(nèi)電抗X=0圖圖7-22 例例7-5的系統(tǒng)圖的系統(tǒng)圖第六節(jié)第六節(jié) 電力系統(tǒng)各元件的負序與零序參數(shù)電力系統(tǒng)各元件的負序與零序參數(shù) v一、對稱分量法一、對稱分量法v二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念v三、同步發(fā)電機的負序電抗和零序電抗三、同步發(fā)電機的負序電抗和零序電抗v四、異步電動機的負序電抗和零序電抗四、

60、異步電動機的負序電抗和零序電抗v五、變壓器的零序等值電路及其參數(shù)五、變壓器的零序等值電路及其參數(shù)v六、架空輸電線路的零序阻抗六、架空輸電線路的零序阻抗cbaaaaIIIaaaaIII111113122021(7-46)式中，運算子式中，運算子a=ej120，a2=e-j120，且有，且有a3=1，1+a+a2=0；、 、 分別為分別為a相電流的正序、負序、零序分量，并有：相電流的正序、負序、零序分量，并有： 1 aI2aI0aI 在三相電路中，對于在三相電路中，對于任意一組不對稱的三相相量，可任意一組不對稱的三相相量，可以分解為三組三相對稱的相量以分解為三組三相對稱的相量，這就是，這就是“三相