某電力系統(tǒng)三相短路故障計算與分析

本科課程設(shè)計報告課程名稱:電力系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計題目:某電力系統(tǒng)三相短路故障計算與分析專業(yè)班級:學(xué)生姓名:學(xué)生學(xué)號:指導(dǎo)教師:教師職稱:起止日期:學(xué)生郵箱:

某電力系統(tǒng)三相短路故障計算與分析摘要：本設(shè)計以電力系統(tǒng)三相短路實用計算方法為依據(jù)，以一個典型多電源的電力系統(tǒng)為例，計算電力系統(tǒng)各母線上發(fā)生三相短路時的短路電流和短路容量。首先對原始材料進行分析；然后根據(jù)電力系統(tǒng)各元件的等效電路，計算電力系統(tǒng)各元件的次暫態(tài)參數(shù)，根據(jù)各元件的連接關(guān)系畫出等值電路圖；之后，選擇三相短路故障點，對每一個故障點進行短路電流的計算，即等效變換成電源和轉(zhuǎn)移阻抗的形式，進而求出短路容量；最后綜合各短路點的計算結(jié)果，分析各個計算結(jié)果的意義。關(guān)鍵詞：三相對稱短路；標幺制；轉(zhuǎn)移電抗Abstract:Thisdesignisbasedonthepracticalcalculationmethodofthree-phaseshortcircuitinthepowersystem,takingatypicalmulti-sourcepowersystemasanexample,tocalculatetheshort-circuitcurrentandshort-circuitcapacityofthethree-phaseshortcircuitonthebusofthepowersystem.Firstly,theoriginalmaterialisanalyzed.Thenaccordingtotheequivalentcircuitofeachelementofthepowersystem,thesub-transientparametersofeachelementofthepowersystemarecalculated,andtheequivalentcircuitdiagramisdrawnaccordingtotheconnectionrelationofeachelement.Then,selectthethree-phaseshort-circuitfaultpoints,calculatetheshort-circuitcurrentateachfaultpoint,thatis,convertitintotheformofpowersupplyandtransferimpedance,andthencalculatetheshort-circuitcapacity;Finally,thesignificanceofeachcalculationresultisanalyzedbysynthesizingthecalculationresultsofeachshortcircuitpoint.Keywords:three-phasesymmetricalshortcircuit;TheMAOsystem;Transferreactance

目錄第1章設(shè)計任務(wù)分析 41.1設(shè)計任務(wù)分析 41.1.1電力系統(tǒng)原始資料 41.1.2設(shè)計要求 51.2三相短路的實用計算 61.2.1三相短路實用計算的基本假設(shè) 61.2.2三相短路實用計算的方法 6第2章系統(tǒng)等值電路繪制 102.1電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)標幺值等值電路 102.1.1標幺值的定義 102.1.2不同基準值標幺值間的換算 102.1.3多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的標幺值等值電路 112.2次暫態(tài)參數(shù)計算 112.2.1次暫態(tài)參數(shù)確定方法 112.2.2次暫態(tài)參數(shù)詳細計算 122.3系統(tǒng)等值電路繪制 13第3章三相對稱短路計算 153.1短路點的選擇和短路故障的確定 153.2各故障點的短路計算 153.2.1短路故障點在K（1） 153.2.2短路故障點在K（2） 183.2.3短路故障點在K（3） 203.2.4短路故障點在K（4） 223.2.5短路故障點在K（5） 253.2.6短路故障點在K（6） 28第4章三相對稱短路分析 314.1短路計算的意義 314.1.1短路的危害 314.1.2計算短路電流的目的 314.2各點短路計算結(jié)果匯總與分析 32總結(jié) 33參考文獻 34

第1章設(shè)計任務(wù)分析1.1設(shè)計任務(wù)分析本設(shè)計題目是某電力系統(tǒng)三相短路故障計算與分析，電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障造成的危害十分巨大。作為電力系統(tǒng)三大計算之一，分析與計算三相短路故障的參數(shù)尤為重要。通過對某電力系統(tǒng)典型短路點的三相短路故障的各參數(shù)分析，確定短路時故障的起始次暫態(tài)電流和沖擊電流，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，安全運行，設(shè)備選擇，繼電保護整定等提供重要依據(jù)。1.1.1電力系統(tǒng)原始資料（1）某電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，圖中K(1)~K(6)分別發(fā)生三相短路時，分析與計算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率：圖1-1電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（2）結(jié)合文獻[9]和實際電力系統(tǒng)的運行，該電力系統(tǒng)的參數(shù)如下：對發(fā)電機而言，額定有功功率、額定電壓、功率因數(shù)和次暫態(tài)電抗可以通過設(shè)備制造工藝和各種實驗進行得到，發(fā)電機G1和發(fā)電機G2的數(shù)據(jù)如下：發(fā)電機G1：額定有功功率為110MW，額定電壓UN=10.5kV；次暫態(tài)電抗標幺值X"d=0.264，功率因數(shù)cos=0.85。發(fā)電機G2：火電廠共兩臺機組，每臺機組參數(shù)為額定有功功率25MW，額定電壓UN=10.5kV；次暫態(tài)電抗標幺值X"d=0.13,功率因數(shù)cos=0.8。對變壓器而言，每一臺變壓器在出廠時，就通過短路實驗和空載實驗得出大部分參數(shù)的值，在已知設(shè)備選型的情況下，就可以知道該變壓器的額定容量、等值電路中參數(shù)的值，變壓器T1、T2、T3的數(shù)據(jù)如下：變壓器T1：型號SF7-10/110，變壓器額定容量為10MV·A，一次電壓110kV，短路損耗59kW，空載損耗16.5kW，阻抗電壓百分比值Uk%=10.5。變壓器T2：型號SF7-31.5/110，變壓器額定容量為31.5MV·A，一次電壓110kV，短路損耗148kW，空載損耗38.5kW，阻抗電壓百分比值Uk%=10.5。變壓器T3：型號SF7-16/110，變壓器額定容量為16MV·A，一次電壓110kV，短路損耗86kW，空載損耗23.5kW，阻抗電壓百分比值Uk%=10.5。對線路而言，根據(jù)實際位置可以知道線路的長度，不同類型的線路，其電抗值和對地電容均可通過查表得到，線路1、2、3的數(shù)據(jù)如下：線路1：鋼芯鋁絞線LGJ-120，截面積120mm2，長度為100km，每條線路單位長度的正序電抗為XD（1）=0.408Ω/km，每條線路單位長度的對地電容。線路2：鋼芯鋁絞線LGJ-150，截面積150mm2，長度為100km，每條線路單位長度的正序電抗為XD（1）=0.401Ω/km，每條線路單位長度的對地電容。線路3：鋼芯鋁絞線LGJ-185，截面積185mm2，長度為100km，每條線路單位長度的正序電抗為XD（1）=0.394Ω/km，每條線路單位長度的對地電容。綜合負載的值根據(jù)實際需求來進行設(shè)定，并取用電高峰期的值且留有一定裕量，數(shù)據(jù)如下：綜合負載L：容量為8+j6（MV·A），負載的電抗標幺值為。電動機的數(shù)據(jù)如下：電動機：電動機容量為2MW，起動系數(shù)為6.5，額定功率因數(shù)為0.86。1.1.2設(shè)計要求由圖1-1可知，該系統(tǒng)為多電源多負荷電力系統(tǒng)，其中火電廠為兩列機組并聯(lián)運行，在計算三相短路對稱電流時，應(yīng)綜合考慮負荷和電動機距短路點的距離，進而增加計算的可靠性和準確性。結(jié)合實際電力系統(tǒng)的分析和計算，需要完成以下任務(wù)：1．電力系統(tǒng)等值電路以及相關(guān)參數(shù)計算2．電力系統(tǒng)各元件的電抗標幺值定義與計算3．典型短路點選擇以及短路故障確定4．短路次暫態(tài)電流，沖擊電流，短路容量的計算5．分析與總結(jié)1.2三相短路的實用計算三相短路的暫態(tài)過程中定子繞組中定子繞組將出現(xiàn)各種電流分量（基頻、直流及倍頻交流），而在電力系統(tǒng)三相短路的實用計算中，如計算短路沖擊電流、短路電流有效值和短路容量等，主要是短路周期分量（基頻）的計算。如果確定了電源電勢，就轉(zhuǎn)換為求解穩(wěn)態(tài)交流電路的問題。1.2.1三相短路實用計算的基本假設(shè)在短路的實際計算中，忽略一些問題，可以簡化計算工作，同時，對結(jié)果影響不大，常采用以下一些假設(shè)：（1）短路過程中各發(fā)電機之間不發(fā)生搖擺，并認為所有發(fā)電機的電勢都同相位，對于短路點而言，計算所得的數(shù)值稍稍偏大。（2）負荷只作近似估計，或當作恒定電抗，或當作某種臨時附加電源，視具體情況而定。（3）不計磁路飽和。系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可以應(yīng)用疊加原理。（4）對稱三相系統(tǒng)，除不對稱故障處出現(xiàn)局部的不對稱以外，實際的電力系統(tǒng)通常都當作是對稱的。（5）忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外），這就是說，發(fā)電、輸電、變電和用電的元件均用純電抗表示。加上所有發(fā)電機電勢都同相位的條件，這就避免了復(fù)數(shù)運算。（6）金屬性短路。短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過一定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電阻通常稱為“過渡電阻”。所謂金屬性短路，就是不計過渡電阻的影響，即認為過渡電阻等于零的短路情況。1.2.2三相短路實用計算的方法對于簡單的電力系統(tǒng)，可以采用網(wǎng)絡(luò)變換與化簡計算短路電流。計算時，首先作出整個系統(tǒng)的等值電路，然后進行網(wǎng)絡(luò)變換與化簡，將網(wǎng)絡(luò)化簡成只保留電源節(jié)點和短路點的形式，如圖1-2所示。圖1-2網(wǎng)絡(luò)化簡后的等值電路（1）相應(yīng)地，由疊加定理，可知短路電流計算式如式(1-1)所示。 (1-1)也可應(yīng)用戴維南定理將網(wǎng)絡(luò)化簡成只有一個電源節(jié)點地形式，如圖1-3所示。圖1-3網(wǎng)絡(luò)化簡后的等值電路（2）相應(yīng)地，短路電流計算公式如式(1-2)所示。 (1-2)因此，要求短路電流，最關(guān)鍵的是要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)化簡求出電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗或輸入阻抗。三相短路的短路電流計算步驟如圖1-4所示。圖1-4三相短路實用計算步驟根據(jù)以上計算方法，得到三相對稱短路的電流過后，可以進一步利用式(1-3)求取短路沖擊電流，式中kim為發(fā)電機沖擊系數(shù)，常取1.8，kim.LD為負荷沖擊系數(shù)，需要根據(jù)負荷容量的大小和負荷距短路點的距離進行合適選取。 (1-3)可以進一步利用式(1-4)求取短路容量，式中Vav取平均額定電壓，I為通過實用計算達到得次暫態(tài)短路電流。 (1-4)在進行等值電路變換時，常用到星形網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為三角形網(wǎng)絡(luò)，由星形變?yōu)槿切螘r，利用式(1-5)進行變換。 (1-5)由三角形變?yōu)樾切螘r，利用式(1-6)進行變換。 (1-6)

第2章系統(tǒng)等值電路繪制2.1電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)標幺值等值電路電力系統(tǒng)由發(fā)電機、變壓器、輸電線路和負荷等元件組成，其等值電路也是由各元件等值電路連接而成的，且具有多個電壓等級。在短路計算中，主要采用標幺值等值電路。2.1.1標幺值的定義標幺值是相對值，必須要有基準值與之相對應(yīng)，稱之為基準值，標幺值等于有名值除以基準值，故標幺值是一個沒有量綱的數(shù)，對于同一個實際有名值，基準值選得不同，標幺值也不同，因此在使用標幺值時，必須首先將基準值確定?；鶞手档倪x擇，除了要求基準值與同名值同單位外，原則上可以任意，但是，采用標么值的目的是為了簡化計算和便于對結(jié)果作出分析評價。因此，選擇基準值時應(yīng)盡量考慮滿足這些要求，基值的選取一般可以遵循以下幾個原則：全系統(tǒng)只能有一個基準值，這樣才能使數(shù)據(jù)統(tǒng)一；一般取額定值為基準值，這樣使標幺值在１附近；電壓、電流、阻抗（導(dǎo)納）和功率的基準值必須滿足電路的基本關(guān)系。可以證明，只要當基準值的選擇滿足上面的條件，即具有與有名值相同的關(guān)系，則在標幺制中，電路各物理量之間的基本關(guān)系與有名制中的完全相同。有名制的有關(guān)公式可直接應(yīng)用于標幺制。采用標幺制有如下一些好處：（1）易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及特性，對同一類型的元件，標幺值參數(shù)都在一定的范圍內(nèi)。（2）采用標幺制，能夠簡化計算公式。這是因為在有名值轉(zhuǎn)換為標幺值過程中，會抵消掉一些中間量。（3）采用標幺制，能在一定程度上簡化計算工作，特別對于多電壓等級的網(wǎng)絡(luò)，基準值選擇合適，可以減少由于參數(shù)換算而帶來的計算復(fù)雜度。2.1.2不同基準值標幺值間的換算在電力系統(tǒng)的實際計算中，對于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，在制訂標么值的等值電路時，各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準值進行歸算。然而，從手冊或產(chǎn)品說明書中查得的電機和電器的阻抗值，一般都是以各自的額定容量（或額定電流）和額定電壓為基準的標么值（稱為額定標么阻抗）。由于各元件額定值可能不同，因此，必須把不同基準值的標么阻抗換算成統(tǒng)一基準值的標么值。進行換算時，先把額定標幺阻抗還原為有名值，如式(2-1)所示。 (2-1)若統(tǒng)一選定的基準電壓和基準功率分別為VB和SB，那么以此作為基準的標幺電抗值如式(2-2)所示。 (2-2)因此，當選取的基準電壓和額定電壓相同時，換算到基準值的公式可以抵消掉電壓，進而對實際元件參數(shù)進行計算時，能簡化參數(shù)計算公式。2.1.3多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的標幺值等值電路電力系統(tǒng)中有許多不同電壓等級的線路段，它們由變壓器耦聯(lián)。在計算過程中，由于變壓器的存在，使得電路需要換算，才能求解。我們可以采取合適的標幺值，使得等值電路中的理想變壓器的變比為1，進而消掉理想變壓器。因為電力網(wǎng)絡(luò)的不同電壓等級通過磁路耦合，沒有直接的電氣聯(lián)系，可以對各段電路分別選擇基準電壓，假定分別選為VB（Ⅰ），VB（Ⅱ），VBⅢ）等。至于功率，整個輸電系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一，各段的基準功率都為SB。由于電力線路的存在，使得以變壓器實際電壓作為基準電壓來進行等值電路的化簡時，不可避免的造成基準電壓選擇的困難，為此，在工程計算中規(guī)定，各個電壓等級都以其平均額定電壓Vav作為基準電壓，根據(jù)我國現(xiàn)行的電壓等級，各級平均額定電壓規(guī)定為：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525kV。在短路電流的實用計算中一般不要求很高的精確度，可以認為各個變壓器的變比等于其兩側(cè)的平均額定電壓之比，這樣，在標幺參數(shù)的等值電路中，所有變壓器的變?yōu)槎嫉扔?，同時，還假定各元件的額定電壓均等于平均額定電壓。通過以上分析，可知，在計算短路電流時，標幺值等值電路對計算帶來的便利性，同時也應(yīng)注意到，此過程中所做簡化對實際計算結(jié)果的影響，即計算結(jié)果偏大。2.2次暫態(tài)參數(shù)計算起始次暫態(tài)電流就是短路電流周期分量（基頻分量）的初值。對于起始次暫態(tài)電流求取，方法與穩(wěn)態(tài)電流的計算一樣，但要把等值電路中系統(tǒng)所有元件都用次暫態(tài)參數(shù)表示。2.2.1次暫態(tài)參數(shù)確定方法系統(tǒng)中靜止元件（輸電線路和變壓器）的次暫態(tài)參數(shù)與其穩(wěn)態(tài)參數(shù)相同，而旋轉(zhuǎn)元件（同步發(fā)電機和異步電動機）的次暫態(tài)參數(shù)與其穩(wěn)態(tài)參數(shù)不同。對于輸電線路，在短路計算中忽略了輸電線得電阻和電容，又因為在線路設(shè)計時，已避免在正常天氣下產(chǎn)生電暈，故一般計算時認為線路的電導(dǎo)為零。因此，輸電線路可用一個電抗表示，計算公式如式(2-3)所示，式中x為輸電線路單位長度的正序電抗，l為輸電線路的長度。 (2-3)對于變壓器，短路計算時，忽略了變壓器的電阻和勵磁電流，即用電抗表示，在大容量變壓器的阻抗中以阻抗為主，變壓器的電抗與阻抗數(shù)值上很接近，可以認為變壓器的短路電壓VS%近似等于變壓器通過額定電流時，在電抗XT上產(chǎn)生的電壓降，根據(jù)銘牌上的值，變壓器電抗標幺制計算公式如式(2-4)所示，式中VS%為變壓器阻抗電壓百分數(shù)，SN為變壓器銘牌參數(shù)給定額定容量。 (2-4)對于發(fā)電機而言，用次暫態(tài)電勢E"和次暫態(tài)電抗Xd"表示，在實用計算中，近似取E"=1.05~1.11，在不計負載影響時，取E"=1；對于次暫態(tài)電抗的給定值，需要換算到系統(tǒng)基準值下，如式(2-5)所示，式中Xd"為次暫態(tài)電抗，PN為發(fā)電機額定有功功率，為發(fā)電機額定有功功率因數(shù)。 (2-5)對于電動機而言，也用次暫態(tài)電勢E"和次暫態(tài)電抗Xd"表示，對于次暫態(tài)電勢與短路前的運行狀態(tài)緊密相關(guān)，在實用計算中取E"=0.8，對于電動機電抗標幺值可以用式(2-6)進行計算，式中Kss為電動機的起動系數(shù)，PN為電動機額定的有功功率，為電動機額定的有功功率因數(shù)。 (2-6)對于綜合負載，用一個含次暫態(tài)電勢E"和次暫態(tài)電抗Xd"的有源等值支路表示，實用計算中取E"=0.8，對于電動機電抗標幺值可以用式(2-7)進行計算，式中U為元件所在網(wǎng)絡(luò)的電壓標幺值，SL為負載容量標幺值，QL為負載無功功率標幺值。 (2-7)針對該電力系統(tǒng)所涉及元件次暫態(tài)標幺值的計算分析，只要根據(jù)原始材料逐一進行計算就可以得到系統(tǒng)的等值電路。2.2.2次暫態(tài)參數(shù)詳細計算根據(jù)前面分析，取SB為100MV·A，VB為Uav，在該系統(tǒng)中VB在不同線路中的值為6.3kV，10.5kV，115kV。由式(2-3)可以求出各輸電線路的電抗標幺值：由式(2-4)可以求出各變壓器的電抗標幺值：發(fā)電機G1和發(fā)電機G2的次暫態(tài)電勢標幺值均取為1.08，由式(2-5)可以求出各發(fā)電機的次暫態(tài)電抗標幺值：電動機的次暫態(tài)電勢標幺值取為0.8，由式(2-6)可以求出電動機的次暫態(tài)電抗標幺值：綜合負載的次暫態(tài)電勢標幺值取為0.8，由式(2-7)可以求出綜合負載的次暫態(tài)電抗標幺值：2.3系統(tǒng)等值電路繪制將每個電抗用兩個數(shù)表示，橫線以上的數(shù)表示電抗的標號，橫線以下的數(shù)表示標幺值，這樣，將各元件的次暫態(tài)電抗標幺值標識在電力系統(tǒng)等值電路中，繪出短路計算的等值電路圖，如圖2-1所示。圖2-1短路計算的等值電路圖

第3章三相對稱短路計算3.1短路點的選擇和短路故障的確定電力系統(tǒng)簡單短路故障共有四種類型：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，單相接地短路發(fā)生的幾率最大，約占70%左右；兩相短路較少；三相短路發(fā)生的幾率最少。三相短路發(fā)生的幾率雖然少，但后果較嚴重，因此，為保證整個系統(tǒng)能可靠運行，我們選擇在最嚴重的情況下，進行計算，并將計算結(jié)果作為設(shè)備選型、運行方式選取的依據(jù)。另由文獻[7]可知，任意兩節(jié)點之間（包括節(jié)點）線路發(fā)生短路時，最大三相對稱短路電流點為其中某一節(jié)點。因此，在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中，計算三相短路電流，校驗斷路器遮斷容量及分析線路短路電流水平時，應(yīng)該把短路點選在節(jié)點上。在原始資料的前提下，選擇如圖3-1所示K（1）~K（6）點分別進行計算。圖3-1短路計算故障點選擇3.2各故障點的短路計算根據(jù)第二章的等值電路圖，結(jié)合三相對稱短路實用計算的方法，對不同短路點進行等值電路變換、轉(zhuǎn)移阻抗的計算等步驟，分別求出各故障點的起始短路次暫態(tài)電流、短路點的沖擊電流和短路容量。3.2.1短路故障點在K（1）故障點在K（1）點，如圖3-2所示。圖3-2短路故障在K（1）點利用電阻串并聯(lián)可以得到圖3-3，即短路故障在K（1）點變換圖a。圖3-3短路故障在K（1）點變換圖a可以利用式(1-5)進行星三角形轉(zhuǎn)換，得到圖3-4，即短路故障在K（1）點變換圖b。圖3-4短路故障在K（1）點變換圖b將電動機和負載合并，得到圖3-5，即短路故障在K（1）點變換圖c。圖3-5短路故障在K（1）點變換圖c由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流為于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.8,短路點的沖擊電流為短路容量為3.2.2短路故障點在K（2）故障點在K（2）點，如圖3-2所示。圖3-6短路故障在K（2）點利用電阻串并聯(lián)可以得到如圖3-7所示，等效變換圖a。圖3-7短路故障在K（2）點變換圖a可以利用式(1-5)進行星三角形轉(zhuǎn)換，如圖3-8所示，等效變換圖b。圖3-8短路故障在K（2）點變換圖b將電動機和負載合并，得到如圖3-9所示，等效變換圖c。圖3-9短路故障在K（2）點變換圖c由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.8,短路點的沖擊電流為短路容量為3.2.3短路故障點在K（3）故障點在K（3）點，如圖3-10所示。圖3-10短路故障在K（3）點利用電阻串并聯(lián)可以得到如圖3-11所示，等效變換圖a。圖3-11短路故障在K（3）點變換圖a將電動機和負載合并，得到如圖3-12所示，等效變換圖b。圖3-12短路故障在K（3）點變換圖b由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.7,短路點的沖擊電流為短路容量為3.2.4短路故障點在K（4）故障點在K（4）點，如圖3-13所示。圖3-13短路故障在K（4）點利用電阻串并聯(lián)可以得到如圖3-14所示，等效變換圖a。圖3-14短路故障在K（4）點變換圖a可以利用式(1-5)進行星三角形轉(zhuǎn)換，如圖3-15所示，等效變換圖b圖3-15短路故障在K（4）點變換圖b將發(fā)電機合并，得到如圖3-16所示，等效變換圖c。圖3-16短路故障在K（4）點變換圖c由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.5,短路點的沖擊電流為短路容量為3.2.5短路故障點在K（5）故障點在K（5）點，如圖3-17所示。圖3-17短路故障在K（5）點利用電阻串并聯(lián)可以得到如圖3-18所示，等效變換圖a。圖3-18短路故障在K（5）點變換圖a可以利用式(1-5)進行星三角形轉(zhuǎn)換，如圖3-19所示，等效變換圖b。圖3-19短路故障在K（5）點變換圖b將各發(fā)電機合并合并，得到如圖3-20所示，等效變換圖c。圖3-20短路故障在K（5）點變換圖c由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.4,短路點的沖擊電流為短路容量為3.2.6短路故障點在K（6）故障點在K（6）點，如圖3-21所示。圖3-21短路故障在K（6）點利用電阻串并聯(lián)可以得到如圖3-22所示，等效變換圖a。圖3-22短路故障在K（6）點變換圖a可以利用式進行星三角形(1-5)轉(zhuǎn)換，如圖3-23所示，等效變換圖b。圖3-23短路故障在K（6）點變換圖b將發(fā)電機合并，得到如圖3-24所示，等效變換圖c。圖3-24短路故障在K（6）點變換圖c由發(fā)電機提供得起始次暫態(tài)電流為由綜合負荷LD提供的起始次暫態(tài)電流為短路點總的起始次暫態(tài)電流為基準電流于是起始次暫態(tài)電流的有名值為：考慮負載和電動機距短路點的距離，選擇發(fā)電機的沖擊系數(shù)取1.8，綜合負荷LD的沖擊系數(shù)取1.5,短路點的沖擊電流為短路容量為

第4章三相對稱短路分析4.1短路計算的意義短路故障計算被稱為電力系統(tǒng)三大運算之一，其重要性不言而喻，本設(shè)計是三相短路電流的計算，該計算可作為整個電力系統(tǒng)后續(xù)元件選型、繼電保護整定的參考資料。4.1.1短路的危害短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設(shè)備有很大的危害，短路的類型、發(fā)生的地點和持續(xù)的時間不同，其后果也不相同?？赡苤黄茐木植康貐^(qū)的正常供電，也可能威脅整個系統(tǒng)的安全運行，短路的危險后果一般有以下幾個方面：（1）發(fā)生短路時，由于電源供電回路的總阻抗突然減小以及由此產(chǎn)生暫態(tài)過程，使短路電流急劇增加，可能超過額定值的許多倍，短路點距發(fā)電機的電氣距離越近，短路電流越大。短路電流流過電氣設(shè)備時，使發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時間較長，可能使設(shè)備過熱甚至損壞。由于短路電流電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。（2）短路會引起系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負荷是異步電動機，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當電壓大幅度下降時，電動機甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報度，設(shè)備損壞等嚴重后果。（3）當短路發(fā)生地點離電源不遠而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(fā)電機可能失去同步，破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴重的后果。（4）發(fā)生不對稱短路時，線路的三相不平衡電流所產(chǎn)生的總磁通（特別是零序磁通）會在相鄰的通訊線路上感應(yīng)出很大的電動勢，干擾通訊系統(tǒng)的正常運行。4.1.2計算短路電流的目的短路電流計算是解決一系列電力技術(shù)問題所不可缺少的基本計算，在發(fā)電廠、變電所及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計、運行中均以短路計算結(jié)果作為依據(jù)。（1）電氣主接線比選，短路電流計算可為不同方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。（2）選擇導(dǎo)體和電器，如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、母線、絕緣子、電纜、架空線等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設(shè)備電動力穩(wěn)定度，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗斷路器的遮斷能力等。（3）確定中性點接地方式，對于35kV、10kV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點接地方式。（4）驗算接地裝置的跨步電壓和接觸電壓。（5）選擇繼電保護裝置和整定計算，在考慮正確、合理地裝設(shè)保護裝置和校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流，而且也要計算兩相短路電流，或根據(jù)需要計算單相接地電流等。4.2各點短路計算結(jié)果匯總與分析由第3章對各短路點的次暫態(tài)電流、沖擊電流和短路電流的計算，可以得出各個短路點