第六章 电力系统三相短路电流的实用计算.ppt

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1、 电力系统分析电力系统分析（I）Huazhong University of Science and Technology 主讲教师：陈金富主讲教师：陈金富 E-mail E-mail：2011-20122011-2012学年度第一学期学年度第一学期学年度第一学期学年度第一学期2011.10.242011.12.282011.10.242011.12.282021/9/211电力系统三相短路计算主要是电力系统三相短路计算主要是短路电流周期（基频）分量短路电流周期（基频）分量的计算。的计算。本章主要内容本章主要内容计算内容包括：计算内容包括：（1）起始次暂态电流（）起始次暂态电流（短路电流周期分

2、量的起始值短路电流周期分量的起始值）的实用计算；）的实用计算；（2）短路冲击电流的计算（）短路冲击电流的计算（系统电势源和负荷提供的冲击电流系统电势源和负荷提供的冲击电流）；）；（3）短路发生后不同时刻短路电流周期分量的计算；）短路发生后不同时刻短路电流周期分量的计算；（1）利用节点阻抗矩阵；（）利用节点阻抗矩阵；（2）利用转移阻）利用转移阻抗的概念；（抗的概念；（3）近似计算方法）近似计算方法第六章第六章 电力系统三相短路电流的实用计算电力系统三相短路电流的实用计算基本原理基本原理和方法：和方法：2021/9/212 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算的基本原理和方法 6-2

3、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算第六章第六章 电力系统三相短路电流的实用计算电力系统三相短路电流的实用计算 6-3 短路电流计算曲线及其应用短路电流计算曲线及其应用 6-4 短路电流周期分量的近似计算短路电流周期分量的近似计算2021/9/213v发发 电电 机：机：电势源支路电势源支路电流源支路（含同步调相机）电流源支路（含同步调相机）v输输 电电 线线 路：路：PI型等值电路，型等值电路，R，X，Bv变变 压压 器：器：GT+jBT，RT+jXT，kTv一一 般般 负负 荷：荷：恒定阻抗恒定阻抗,ZLD.kv电动机负荷：电动机负荷：电势源支路电势源支路电

4、流源支路（同步电动机、感应电动机、以电动电流源支路（同步电动机、感应电动机、以电动机为主的综合负荷，机为主的综合负荷，起始次暂态电流计算起始次暂态电流计算）1.电力系统节点方程的建立电力系统节点方程的建立等值电路的制定等值电路的制定 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算的基本原理和方法2021/9/2142.利用节点阻抗矩阵计算短路电流利用节点阻抗矩阵计算短路电流基本原理基本原理 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算的基本原理和方法2021/9/2152.利用节点阻抗矩阵计算短路电流利用节点阻抗矩阵计算短路电流基本原理基本原理 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电

5、流计算的基本原理和方法2021/9/2162.利用节点阻抗矩阵计算短路电流利用节点阻抗矩阵计算短路电流近似计算方法近似计算方法 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算的基本原理和方法2021/9/2172.利用节点阻抗矩阵计算短路电流利用节点阻抗矩阵计算短路电流计算流程图计算流程图 6-1 短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算的基本原理和方法2021/9/218(1)电势源对短路点的转移阻抗的定义电势源对短路点的转移阻抗的定义星网变换星网变换3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流2021/9/2193.利用电势源对短路点的转移阻抗计算

6、短路电流利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流(2)利用节点阻抗矩阵求电势源对短路点的转移阻抗利用节点阻抗矩阵求电势源对短路点的转移阻抗2021/9/21103.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流(3)经过渡阻抗接地的情况经过渡阻抗接地的情况2021/9/21113.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流(4)电势源节点间的转移阻抗电势源节点间的转移阻抗2021/9/21123.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流(5)节点间的转移阻抗和互阻抗的比较节点间的转移

7、阻抗和互阻抗的比较2021/9/2113算例：算例：计算计算f点发生三相短路时的短路冲击电流点发生三相短路时的短路冲击电流 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算2021/9/2114v发发 电电 机：机：所有电势源所有电势源同相位同相位v输电线路：输电线路：R=0，X，B=0v变变 压压 器：器：GT+jBT=0，RT=0，jXT，kT1.01.实用计算的近似简化处理方法实用计算的近似简化处理方法 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算v简化计算：简化计算：E，jX,直流计算台；直流计算台；v用于短路计算，满足工程要

8、求；用于短路计算，满足工程要求；2021/9/21152.计算条件的建立计算条件的建立发电机和电动机电势源模型发电机和电动机电势源模型 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算发电机模型发电机模型 同步调相机同步调相机 同步电动机同步电动机 异步电动机异步电动机 综合负荷综合负荷2021/9/2116算例：算例：计算计算f点发生三相短路时的短路冲击电流点发生三相短路时的短路冲击电流 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算（1）制定等值电路，确定计算条件；）制定等值电路，确定计算条件；（2）选取基准值，计算等值电路标幺参数

9、；）选取基准值，计算等值电路标幺参数；（3）计算）计算f点发生三相短路时的点发生三相短路时的起始次暂态电流；起始次暂态电流；2021/9/2117算例：算例：计算计算f点发生三相短路时的短路冲击电流点发生三相短路时的短路冲击电流 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算（4）计算）计算f点发生三相短路时的点发生三相短路时的短路冲击电流短路冲击电流 (a)验算负荷节点残余电压，判断负荷是否提供短路电流验算负荷节点残余电压，判断负荷是否提供短路电流 (b)短路冲击电流：短路冲击电流：2021/9/2118算例：算例：计算计算f点发生三相短路时的短路冲击电流点发生

10、三相短路时的短路冲击电流 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算异步电动机负荷异步电动机负荷冲击系数选取原则冲击系数选取原则综合负荷综合负荷 200kW500kW 500kW1000kW 1000kW2021/9/2119算例：算例：计算计算f点发生三相短路时的短路冲击电流点发生三相短路时的短路冲击电流 6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算起始次暂态电流和冲击电流的实用计算同步发电机、同步调相机、同步电动机同步发电机、同步调相机、同步电动机冲击系数选取原则冲击系数选取原则机端短路机端短路 发电厂高压母线发电厂高压母线 其他地点其他地点2021/9/2

11、1201.近似简化处理方法近似简化处理方法 6-4 短路电流周期分量的近似计算短路电流周期分量的近似计算v系统系统电势源恒定电势源恒定：短路电流周期分量幅值不衰减；：短路电流周期分量幅值不衰减；v选取选取SB，VB=Vavv忽略负荷的影响：忽略负荷的影响：ES*=1.0；2021/9/21212.根据短路容量估算未知系统内电抗根据短路容量估算未知系统内电抗XS 6-4 短路电流周期分量的近似计算短路电流周期分量的近似计算2021/9/2122本章小结本章小结Huazhong University of Science and Technology短路计算中各元件的模型；短路计算中各元件的模型；

12、利用利用Z阵计算短路电流的方法和计算流程；阵计算短路电流的方法和计算流程；节点间节点间转移阻抗转移阻抗的概念；的概念；起始次暂态电流的概念和计算；起始次暂态电流的概念和计算；短路冲击电流的计算，负荷提供冲击电流与否的校验短路冲击电流的计算，负荷提供冲击电流与否的校验 和冲击系数的确定和冲击系数的确定；利用利用短路容量估算未知系统电抗；短路容量估算未知系统电抗；2021/9/2123习习 题题Ex 6-5(f2)，6-9Huazhong University of Science and Technology2021/9/2124To Be ContinuedHuazhong University of Science and Technology2021/9/2125