5短路電流計算.ppt

1、4.5短路電流修正計算試驗大綱5.1了解實用短路電流修正計算的近似條件5.2了解簡單系統(tǒng)三相短路電流的使用修正計算方法5.3了解短路容量的概念5.4沖擊電流、了解最大有效值電流的定義和關(guān)系5.5同步發(fā)電機、變壓器、單次、雙次電線的正、負、零相等值電路5.6簡單電網(wǎng)的正、負、 零相序網(wǎng)的制定方法5.7理解非對稱短路的故障邊界條件和相應(yīng)的復(fù)合序網(wǎng)5.8理解非對稱短路的電流，理解電壓校正5.9正、負、零相電流、電壓經(jīng)過Yn、d11變壓器后的相位變化，理解4.5.1實用短路電流校正算的近似條件，1短路校正算的基本假設(shè)條件(1)磁路系統(tǒng)內(nèi)的(2)系統(tǒng)中的三相在非對稱故障位置以外可視為對稱。 因此，在應(yīng)用

2、對稱分量法的情況下，可以用單相等值電路分析各位次的網(wǎng)絡(luò)。 (3)各元件的電阻省略。 即，短路發(fā)生在電纜線路或截面小的架線上時，特別是發(fā)生在鋼導(dǎo)線上時，電阻不能忽略。 另外，在修正過渡電流的衰減時間常數(shù)時，也必須修正微小的電阻。 (4)短路是金屬性短路。 4.5.1實用短路電流校正運算的近似條件、2無限大電力電源無限大電力電源是指，在電力系統(tǒng)的電源遠離短路點的電距離的情況下，短路引起的電源輸出電力(電流及電壓)的變化()遠小于電源具有的電力，即，具有以下關(guān)系，該電源這一無限大電力電源的特征是，(1)短路(2)因此，在短路過程中無限大電力電源的端子電壓也是一定的。 (3)電壓一定的電源的內(nèi)部阻抗一

3、定為零。 因此，可以考慮無限大電力電源的內(nèi)部電抗。、4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用的修正算法、修正規(guī)定值修正算法短路電流的步驟如下：1.選擇基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電容基準(zhǔn)電壓可選擇具有短路點的電網(wǎng)額定電壓。 基準(zhǔn)容量可選擇100MVA或系統(tǒng)短路容量。4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用校正算法、2 .元件的電抗指標(biāo)或值(1)電力系統(tǒng)的電抗指標(biāo)或值電力系統(tǒng)的電抗指標(biāo)或值() 或(4-5-2)式中的基準(zhǔn)容量、MVA。 系統(tǒng)高壓輸電線路出口斷路器的開關(guān)容量、MVA系統(tǒng)短路容量、MVA。4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用修正方法，(2)變壓器電抗標(biāo)度或值(4-5-3)式中變壓器的額定容量，kVA； 變壓器電阻值的

4、百分比。4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用修正方法，(3)架空、電纜線路電抗尺度或值(4-5-4)式中的每線路單位長度的電抗值，/km，相關(guān)線路可尋找線路長度，km； 線路平均額定電壓，kV。4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用修正方法，(4)電抗器的電抗規(guī)或值電抗器的百分比電抗()以電抗器額定工作電壓和額定工作電流為基準(zhǔn)，將其與新的基準(zhǔn)相加的公式是(4-5-5)式中的電抗器的電抗器電阻值的百分比。4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用校正方法、3求短路電路的總電抗指標(biāo)或值從電源到短路點的總電抗是所有元件的電抗指標(biāo)或值之和。 在求出4三相短路電流周期分量的有效值的短路校正運算中，若將短路點所在的線路的額定

5、電壓()設(shè)為基準(zhǔn)電壓，則三相短路電流周期分量為(4-5-6)式中的短路點所在的線路的額定電壓、kV即基準(zhǔn)電壓、kV； 從電源到短路點之間的所有電氣部件的電抗和。、4.5.2簡單系統(tǒng)三相短路的實用的修正計算方法是，因為三相短路電流周期成分的標(biāo)準(zhǔn)值是(4-5-7)三相短路電流周期成分的有名值，所以修正短路電流的關(guān)鍵是求出短路電路的總電抗標(biāo)準(zhǔn)值。4.5.3短路容量、短路容量的數(shù)值為(4-5-8)式中的短路部位的額定電壓、kV； t時刻的短路電流周期成分的有效值，kA。 在標(biāo)準(zhǔn)或制中，采用時，(4-5-9)短路電容的標(biāo)準(zhǔn)或值與短路電流的標(biāo)準(zhǔn)或值相等。 (4-5-10 )，4.5.4沖擊電流和最大有效值

6、電流，根據(jù)產(chǎn)生1三相短路的最大沖擊電流瞬時值最大短路電流的條件，短路電流周期分量和非周期分量重疊的結(jié)果，在經(jīng)過了短路后半周期的時刻出現(xiàn)短路電流的最大瞬時值(4-5-11 )式中的短路電流的周期分量，kA； 短路沖擊系數(shù)。4.5.4沖擊電流和最大有效值電流、短路在單機容量12MW以上的發(fā)電機母線發(fā)生時，短路沖擊系數(shù)為1.9: (4-5-12 )在高壓電網(wǎng)的其他各點發(fā)生短路時，短路沖擊系數(shù)取1.8:(4)，4.5.4沖擊電流和最大有效值電流、2三相短路在任一時刻，所謂電流有效值，是指以時刻為中心的一個周期內(nèi)的瞬時電流的均方根值(4-5-15 )式中的短路總電流的瞬時值、kA； 時間非周期成分電流的

7、瞬時值、kA； 時間周期成分電流的瞬時值、kA。4.5.4沖擊電流和最大有效值電流在短路最壞的情況下，短路電流的最初周期的有效值最大，將該有效值稱為短路電流的最大有效值，用表示。 (4-5-16 )短路沖擊系數(shù)為1.9的情況(4-5-17 )短路沖擊系數(shù)為1.8的情況(4-5-18 )短路沖擊系數(shù)為1.3的情況(4-5-19 )經(jīng)常使用短路電流的最大有效值、4.5.5系統(tǒng)要素的各順序一對稱分量法是在一個多相系統(tǒng)中，如果各相量的絕對值相等，且相鄰的兩相間的相位差相等，則構(gòu)成一組對稱的多相量。 在三相系統(tǒng)中，任意非對稱的三相量可分為三組對稱分量，這三組對稱分量分別為(1)正相分量(2)反相分量(3

8、)零相分量、4.5.5系統(tǒng)元素的各相殘奧計和等值網(wǎng)絡(luò)、對應(yīng)于三相非對稱相量的三組對稱分量a )正在正相成分中，與(4-5-19 )式中明顯存在(4-5-20 )、4.5.5系統(tǒng)要素的各相殘奧計為等價網(wǎng)絡(luò)，(2)負相成分的三相量的反相成分也是平衡三相系。 反相成分通常也稱為反相成分。 對于負相成分，(3)零相成分大小相等，始終存在由相位相同的相量構(gòu)成的關(guān)系。4.5.5系統(tǒng)要素的各序列殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)是將任意給定的3組對稱成分中各相的3個對稱成分分別重疊來構(gòu)成1個三相系統(tǒng)，即，通過(4-5-23 )式得到的對稱成分的值是(4-5-以后很多情況下，還必須確定網(wǎng)絡(luò)中某些分支路徑的電流和網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點

9、的電壓。 因此，在求出故障點的各時序電流及各時序電壓之后，需要進一步求出各時序網(wǎng)絡(luò)中的各關(guān)聯(lián)分支電路的各時序電流與各關(guān)聯(lián)節(jié)點的各時序電壓。 相加同一分支路徑的各相電流，則得到該分支路徑的各相電流。相加同一節(jié)點的各相電壓，則得到該節(jié)點的各相電壓。4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用對稱分量法來糾正系統(tǒng)的非對稱故障，其步驟大致如下： (1)糾正電力系統(tǒng)的各要素的各順序阻抗(2)創(chuàng)建電力系統(tǒng)的各順序網(wǎng)絡(luò)(3) 根據(jù)各順序網(wǎng)絡(luò)和故障條件列舉對應(yīng)方程式(4)從聯(lián)立方程式組求出故障點的電流和電壓的各相分量，加上相應(yīng)的各相分量，求出故障點的各相電流和各相電壓(5)修正各順序電流和各順序電壓在網(wǎng)

10、絡(luò)中的分布，進而修正各指定分支路的各相電流4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧節(jié)計與等值網(wǎng)、2序列阻抗的基本概念某一元件的正相阻抗是指僅正相電流通過該元件時產(chǎn)生的正相電壓降與該正相電流之比。 根據(jù)在具有正相電流元件中產(chǎn)生的一相的電壓降，正相阻抗負相阻抗零相阻抗元件的三相阻抗完全不同。4.5.5系統(tǒng)元件的各相殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，只要電力系統(tǒng)中的任意靜止元件是三相對稱的，如果流過正相和負相的電流，其他兩個相對的正相的感應(yīng)電壓相同，所以正相阻抗和負相阻抗相等。 由于流過零相電流時，三相電流為同相，相間互感的影響不同(對變壓器來說，零相阻抗與變壓器的結(jié)構(gòu)及繞組的連接方式有關(guān))，因此零相阻抗和正相(負相)阻抗

11、不同。 如果各相間不存在互感，中線阻抗為零，則正相(負相)阻抗與零相阻抗相等。 架空輸電線路、電纜、變壓器上都有。 在由3個單相電抗器、電容器構(gòu)成的三相電抗器、電容器以及由3個單相變壓器構(gòu)成的三相變壓器組(如果可以流過零相電流)中。 4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等效網(wǎng)絡(luò)，對于旋轉(zhuǎn)要素，例如發(fā)電機和電動機，當(dāng)各順序電流分別通過時，引起不同的電磁過程：正的順序電流產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)磁場，反相電流產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場因此，旋轉(zhuǎn)元件的正相、負相、零相阻抗彼此不相等。 4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)，3同步發(fā)電機的順序阻抗同步發(fā)電機正常對稱運行時，只存在正的

12、順序電流，電動機的殘奧儀表是正的順序殘奧儀表。 平穩(wěn)時用的同步電抗、過渡時用的和都是正相阻抗。 汽輪發(fā)電機和有衰減線圈的凸極電動機在近似校正時也可以看作沒有衰減線圈的凸極電動機同步機的相對于零相電流的交鏈磁通的氣隙之和等于零，因此零相電抗與轉(zhuǎn)子位置無關(guān)，但漏磁通與定子形式有密切的關(guān)系，通常這些殘奧由于四個負載的序列阻抗在負載中占據(jù)著很大的比重，所以負載阻抗可以近似地取異步電動機的各序列的阻抗，其中，所述四個負載的序列阻抗與所述五個系統(tǒng)元素的序列殘奧儀表是等值的。 正常運行時負載的正相阻抗約為以額定容量為基準(zhǔn)的額定值。 短路時，計算穩(wěn)態(tài)短路電流時通常優(yōu)選計算二次過渡電流時的二次過渡電位。 雖然異

13、步電動機的反相阻抗是優(yōu)選的，但為了簡化校正運算，可僅取電抗部分。 因為電動機這樣的中性點接地，所以不考慮其零相電阻抗。、4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧定儀和等值網(wǎng)絡(luò)，5變壓器的序列阻抗變壓器的負序列電抗等于正序列電抗。 變壓器的零相電阻與變壓器繞組的連接方式、中性點是否接地、變壓器的結(jié)構(gòu)(單相、三相和鐵芯的結(jié)構(gòu)形式)有關(guān)。4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧節(jié)表和等值網(wǎng)絡(luò)，a)Yn、d連接變壓器由于變壓器的各組繞相所感應(yīng)的零相電動勢同相且大小相等，所以零相電流流入三角形，形成一合并電路，因為三角形外電路沒有零相電流，所以等效電路中零相電流流入繞組的泄漏電阻、繞組等效電路中繞組一端的短路并不表示繞組一

14、端接地，而是表示零相電流的閉合電路。 零相電流中的電壓降等于變壓器勵磁電抗中的電壓降。 零相電抗、4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)、Yn、Yn連接的變壓器在線圈中流過零相電流，其外部電路必須具有接地的中性點。 否則其零等效電路與Yn、y連接相同。 相當(dāng)于繞組從外部電路斷開。 Yn、y連接變壓器的零相電抗與4.5.5系統(tǒng)元件的各時序殘奧儀表為等值網(wǎng)絡(luò)，2繞組變壓器的2繞組的漏阻抗值大致相等，等于短路電壓百分率(或阻抗值)的一半，一般作為勵磁電抗支路在三相三柱式變壓器中，零相磁通需要通過氣隙和箱殼，因此磁阻大，所以零相電抗小，通常認為零相勵磁電抗在0.31.0的范圍內(nèi)。4.5.5系統(tǒng)要

15、素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)，Yn、d、y連接三繞組變壓器、繞組是開路的，所以零相電抗是、4.5.5系統(tǒng)要素的各順序殘奧儀表和等值網(wǎng)絡(luò)、Yn、d、Yn連接變壓器。 繞組中流過零相電流時，零相網(wǎng)絡(luò)中需要外部電流路徑。4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和同值網(wǎng)絡(luò)、Yn、d、d連接的變壓器、繞組和中的電壓降等可并聯(lián)連接，零相電抗器和4.5.5系統(tǒng)元件的各順序殘奧儀表和同值網(wǎng)絡(luò)， 6輸電線的正阻抗架空輸電線的負相電抗與正相電抗相等，零相電流在三相線路中為同方向，互感大，因此零相電阻大于正相電阻。 由于零相電流通過地線和架空地線運行，架空地線給三相導(dǎo)線帶來屏蔽作用，減少零相交磁通，減少零相電阻。4.5.5系統(tǒng)元件的各序列殘奧表和等值網(wǎng)、7線纜的序列阻抗電纜的負序列阻抗與正序列相等，由于三相芯線間距小，正序列電抗遠小于架空輸電線電纜的零相電阻關(guān)系到電纜外皮的接地情況，一般由試驗決定