第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的計算

第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算

上一章討論了一臺發(fā)電機(jī)的三相短路電流，其剖析

進(jìn)程曾經(jīng)相當(dāng)復(fù)雜，而且還不是完全嚴(yán)厲的。那么，

關(guān)于包括有許多臺發(fā)電機(jī)的實踐電力系統(tǒng)，在停止短

路電流的工程實踐計算時，不能夠也沒有必要作如此

復(fù)雜的剖析。實踐上工程計算時，只需求計算短路電

流基頻交流重量的初始值/〃即可。

1、r——?假定取K"=1.8

iM=ich=2.55P

.52/〃

2、求/”的方法：(1)手算

(2)計算機(jī)計算

(3)運(yùn)算曲線法：不但可以求"。時辰的

F,還可以求恣意時辰/的I值。

§3-1/"的計算(/"一周期重量起始有效值)

一、計算/〃的條件和近似

1、電源參數(shù)的取用

(1)發(fā)電機(jī)：以薪和匕等值(且以為=即都是

隱極機(jī))

E：oi=+Mo/(3—1)

稿在z=o時辰不突變。

12)調(diào)相機(jī)：與發(fā)電機(jī)一樣，以之和對等值

但應(yīng)留意：當(dāng)調(diào)相機(jī)短路前為欠激運(yùn)轉(zhuǎn)時,

.??％<〃?.?不提供

§3-2運(yùn)用運(yùn)算曲線法求恣意時辰周期重

量有效值/,

由上章的剖析可知，即使是一臺發(fā)電機(jī)，要計算其恣意時辰

的短路電流，也是較繁的。首先必需知道各時間常數(shù)、電抗、電

勢參數(shù)，然后停止指數(shù)計算。這對工程上的適用計算顯然不適宜

的。50年代以來，我國電力部門臨時采用從前蘇聯(lián)引進(jìn)的一種

運(yùn)算曲線法來計算的。如今試行據(jù)我國的機(jī)組參數(shù)繪制的運(yùn)算曲

線，下面引見這種曲線的制定和運(yùn)用。

一、運(yùn)算曲線的制定

以下圖示出了制造曲線時的網(wǎng)絡(luò)。

1、正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的網(wǎng)絡(luò)

(1)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在額外形狀：￡爾、U

(2)50%S&v負(fù)荷接在變壓器的高壓母線上；

(3)50%SG,V負(fù)荷接在短路點(diǎn)的外惻

?-H3O-P-—

相如

ISD=O.5SGN

2、短路時的等值網(wǎng)絡(luò)

(1)負(fù)荷〉的阻抗z〃(它對短路電流數(shù)值有影響)

ZD=——(cose+ysin

S。

式中：U—負(fù)荷％點(diǎn)處的電壓，取U=l；

品一負(fù)荷，取S〃=0.5;

COS=0.9

□ZD

(2)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近用改動々的大小來表達(dá);

⑶計算電抗.一可確定G到f的距離X,

定義：XJ,=X；+X/+XL

式中：Xjs、X：「X-X—均為歸算到發(fā)電機(jī)的

額外值SGN、UGN的標(biāo)么值。

(4)f點(diǎn)短路時，發(fā)電機(jī)供出的短路電流在々上的分流即為

流入短路點(diǎn)的電流/,

4、說明：當(dāng).23.45時，發(fā)電機(jī)可以當(dāng)作一個有限大電

源處置

即用：式計算短路電流。

從運(yùn)算曲線中可以看出，￡,23.45時，一切的均相

等。

二、運(yùn)用運(yùn)算曲線計算短路電流的方法

方法有兩種：同一變化法和一般變化法。

下面制造運(yùn)算曲線的網(wǎng)絡(luò)，僅包括有一臺發(fā)電機(jī)和一個負(fù)荷。

而實踐的電力系統(tǒng)是多臺發(fā)電機(jī)和負(fù)荷，接線又相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。因

此，運(yùn)用此種曲線計算三相短路電流時，總是將復(fù)雜的系統(tǒng)簡化

為制定曲線時的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

1、同一變化法

把系統(tǒng)中一切的發(fā)電機(jī)兼并簡化為一臺等值發(fā)電機(jī)后再

計算。

此法適用于：所無機(jī)組類型相反；

容量相差不大、參數(shù)相近；

發(fā)電機(jī)距短路點(diǎn)距離相差不大的系統(tǒng)。

計算步驟如下：

m繪制短路網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖

①負(fù)荷不計

②確定其=100%",4二4

③發(fā)電機(jī)用刈表示，給各元件編號

④求出各元件歸算到一致基準(zhǔn)值1S8=100M",4=&、,)

的電抗標(biāo)么值

⑤構(gòu)成對應(yīng)短路點(diǎn)的等值電路圖

(2)網(wǎng)絡(luò)化簡，求X,,(計算電抗)

①簡化網(wǎng)絡(luò)求出乙.

②將八歸算為以S四心.為基準(zhǔn)值的電抗標(biāo)么值

Xjs=%*M

式中：X,一計算電抗

S，M￡-----切發(fā)電機(jī)額外容量％V之和

(3)據(jù)x,查運(yùn)算曲線，得乙

/=_J_

假定%,>3.45,那么產(chǎn)X.

(4)求有名值

小甘心)

vav

式中：“一短路點(diǎn)處網(wǎng)絡(luò)的平均電壓［KV)

九一等值發(fā)電機(jī)的額外電流(KA)

11=L*?INZ(KA)

假定XQ3.45時

4=AVE(KA)

A

jS

關(guān)于系統(tǒng)中既有火電機(jī)組又有水電機(jī)組，機(jī)組的容量和參數(shù)

相差較大，據(jù)短路電的距離有遠(yuǎn)有近的網(wǎng)絡(luò)，用此方法將形成較

大的誤差。

2、一般變化法

——按短路點(diǎn)的位置、機(jī)組的類型、據(jù)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近，

將系統(tǒng)分紅兒組，每組用一臺容量等于該組機(jī)組容量之和的等值

機(jī)替代。

分組方法：

(1)將與短路點(diǎn)直接相連的同類型發(fā)電機(jī)(汽

輪發(fā)電機(jī)組還是水輪發(fā)電機(jī)組)并為一組；

(2)與短路點(diǎn)的電氣距離差異較小的同類機(jī)組

兼并為一組;

(3)假定有有限大電源，將它獨(dú)自作為一個電

源處置。

計算步驟：

m繪制等值電路圖

①與同一變化法的①?④步相反；

②有限大電源的內(nèi)電抗為o

(2)網(wǎng)絡(luò)化簡，求各組等值機(jī)至短路點(diǎn)的計算電抗為”.

①網(wǎng)絡(luò)化簡，區(qū)分求出各等值機(jī)至短路點(diǎn)的直連電抗(轉(zhuǎn)

移電抗)X3X5……,x^

②將轉(zhuǎn)移電抗￥/匕/*……工廣歸算為以各等值機(jī)的額外

容量S.Sg,……,S、》為基準(zhǔn)的計算電抗

Xjs\、Xjs?，、Xjsn

S.VEl

S,Y￡2

Xjs?=

v_v

么jxn一4nf*~-

③關(guān)于有限大電源，僅求出轉(zhuǎn)移電抗X曠即可

⑶查曲線,求心

據(jù)X\,x”……,x和指定的時辰t,查曲線得---->

關(guān)于有限大電源：

(4)求有名值/,

q

“=/""⑺=/…甘展力)

、av

s

%=Lx?Im=%,?俞(KA)

Y°。av

需的)

一，心N?i3

mvav

式中：/悶/皿，……%—為各組等值機(jī)的額外電流

關(guān)于有限大電源

/，=/$"=」一-江(Q)

XspCu〕

式中：%一為短路點(diǎn)所在處的網(wǎng)絡(luò)平均電壓(KV)

t時辰的短路電流為:

—+……+八(KA)

例1:如下網(wǎng)絡(luò)，在f點(diǎn)發(fā)作三相短路，試用同一變化法計算

t=0S,0.2S,4S的短路電流,/"6/及電,/“區(qū)

(取K”=1.8)

115KV

COS(p=0.8

COS。=0.85

解:用標(biāo)么制法,取SB=IOOMW4=U.

m繪制等值電路圖

Y=0.16x100=0.512

,225/0.8

=0.13x100=0.138

80/0.85

X*=X4.=0.105x^=0.333

Ar.=0.105x—=0.105

f100

=0.4x100x-^=0.303

1152

E=1

Z

13

(1-333

0.512/

1/

567

0.303o7io50.138

4

0.5120.333

（2）網(wǎng)絡(luò)化簡，求.

居=（吊*+劈）//

(X”+X”)=；(乂*+XQ=gx(0.512+0.333)=0.423

Xy=丫5.+￥(,?+丫廠=0.303+0.105+0.138=0.546

2八〃2^|^=。.238一定要留意是并

聯(lián)）

2x至+圖

X,"X*&=0.238x

0.80.850.373

」SB100

⑶計算〃

由X”0.373,查附錄C曲線得：/：=2.868;/。”=2.334,，?=2.227

短路處圖=115K%

等值發(fā)電機(jī)的額外電流為:

S_156.62

V￡0.786(心)

收八,一石xll5

各時辰短路電流周期重量有效值為:

r=/>ZVI=2.868x0.786=2.254(K力)

4.2f,vz=2.334x0.786=1.835(^)

/4=4.?/VI=2.227x0.786=1.75(仙)

(4)求iM，/w,Sd

〃=2.55/〃=2.55x2.254=5.748(KN)

%=I.52/ff=1.52x2.254=3.426(Q)

Sd=?)"=>/3xll5x2.254=449("")

例2：以下圖所示系統(tǒng)，在f點(diǎn)發(fā)作三相短路，試用一般變化

法求〔注：水電廠機(jī)組cos/=0.85）

f（3）

/T310.5KV

Q|115KVLI

——梟一之二A水電廠

S二無限大o.40/KM______________63NVA50MW

X=0%%二10?5Xd滯?16：

0-gT2g避晨

6.3KV------——

z\人2*30MVA

”由9京人3

火電廠

解：用標(biāo)么制法計算，確定叢=100M勿必=力.

⑴繪制等值電路圖

G,:XGI.=XG2.=0.13x—=0.434

30

Ty:X.n,=Xr24=0.105x詈=0.526

M*=（X”+XT）〃（丫（；2*+丫72,）=；（°?434+0.526）;=0.48

。:X”=0.163x-........=0.277

3250/0.85

7\:^=0.105x—=0.167

363

L.:4.=0.4xl00x=0.303

141152

L、:A;.=0.4x80x粵=0.242

1152

45

0T242

/一

SO1/-

32

07167'0?^77

4熹

G1,2

(2)網(wǎng)絡(luò)化簡，求轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗

A；*=X”+X3.=0.277+0.167=0,444

將空工.,乂.組成的星形變換為三角形，求出G"和有限大電

源S對f點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗:

占*=0.303+0.242+0303X0242=0.698

0.48

居=0.48+0.242+M8X0242=1J()5

0.303

化簡后的等值電路為:

火電廠",G2的計算電抗為：^^=1.105x^=0.663

水電廠G,的計算電抗為：X*（3）=0.444=0.261

（3）求的

①由￥刈,2)和t=0.2S—＞查48頁，附錄C—3得ZCI＞2.=1.431

②由羯⑶和t=0.2S—＞查49頁，附錄