电力系统暂态分析第三章 电力系统三相短路电流的实用计算.doc

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1、第三章 电力系统三相短路电流的实用计算3.1 短路电流交流分量初始值计算3.1.1 计算假设条件l 发电机：一般用次暂态电抗和次暂态电势表示：即需根据短路前的潮流计算确定发电机的端电压和电流，并确定发电机的次暂态电势。但当不计负荷时，则所有发电机的次暂态电势均取为额定电压，标幺值为1，而且同相位。l 电网元件：不计所有元件的对地导纳支路，对高压网络只考虑元件的电抗，对必须考虑电阻的低压网络或电缆线路可近似用元件阻抗的模值进行计算；变压器变比取平均额定电压比。l 综合负荷：综合负荷对短路电流的影响很难准确计及，最简单粗略的处理方法是不考虑负荷（即断开），此时所有发电机的次暂态电势均取为额定电压，

2、标幺值为1，而且同相位。若要考虑负荷，则需根据短路前的潮流计算确定发电机的端电压和电流，并确定发电机的次暂态电势。l 短路点附近的电动机：其内电势会高于其端电压，会提供短路电流，应作为电源考虑。l 一般假设短路点为直接短路3.1.2 简单系统起始次暂态电流的计算l 方法一：1）根据短路前的等值电路和运行情况计算各发电机的次暂态电势(当不计负荷时，可直接取所有发电机的次暂态电势均取为额定电压，标幺值为1，而且同相位；2）作短路后的等值电路（各发电机的次暂态电势的值由步骤1确定）；3)对短路后的等值电路进行化简（注意保留化简步骤）：a)只保留各电源点或等值电源点和故障点，求各电源点对故障点的转移电

3、抗；或b)只一个等值电源点和保留故障点，求由故障点看进去的等值电源和等值电抗。4)求故障点电流；5）由求出的故障点电流，由故障点倒退回去求电流分布和电压分布;3.2 其他时刻短路电流交流分量有效值的计算(运算曲线)在进行设备选择和继电保护整定计算中，不仅需要计算次暂态电流还需要用运算曲线法计算指定时刻短路电流交流分量的有效值。3.2.1 运算曲线法的基本原理对于复杂电力系统，通过网络化简，将网络化简为只含故障节点和电源或等值电源节点的网型网络，在此网络中略去各电源节点之间的支路，就形成一个以短路节点为中心的辐射型网络，每一条辐射支路只含一个电源，经一转移电抗if与故障点相联。显然故障点的短路电

4、流就等于各电源向故障节点提供的短路电流之和，每个电源提供的短路电流周期分流有效值是时间和电源点对故障点计算电抗js的函数，即Iif =f(t,xjs)。因此，只要提供一种比较通用的、反映不同时刻电源提供的短路电流的大小与计算电抗之间关系的曲线（或数字表），则任何复杂的电力系统，只要化简为前述的辐射型网络，即可按照不同时刻以及电源对短路点计算电抗的大小查曲线以求得各电源支路在该时刻提供的短路电流，它们的总和即为总的短路电流。转移电抗if：电源与故障点之间电抗在选定的基准值下的标幺值；计算电抗js：电源与故障点之间电抗以各电源额定容量为基准值的标幺值；3.2.2 运算曲线的制定l 制作条件l 计算

5、了种汽轮发电机和种水轮发电机，将计算结果分别取平均值后，分别得到汽轮发电机和水轮发电机的运算曲线（以发电机的额定容量为基准值的标幺值）3.2.3 电源分组的原则为了减少计算工作量，可以适当地对发电机进行分类：） 无穷大电源要单独考虑（其交流分量不衰减） 短路点附近的发电机要单独考虑） 同一母线上的发电机可以合并；） 距短路点距离相近的同一类型发电机可以合并。3.2.4 应用运算曲线计算If(t，xjs)的步骤1） 建立等值电路，选定基准功率和基准电压，计算元件参数；2） 将电源适当分组后，对网络进行化简，求各电源对短路点的转移电抗if；3） 求各电源的计算电抗：4） 由电源类型，按指定时刻和计

6、算电抗i查运算曲线得到各电源送至短路点的短路电流标幺值if*（分别以各电源的额定功率为基准值）；相应的有名值为：，无穷大电源提供的短路电流为：5） 将）中的各电流有名值相加，其和即为短路点短路电流的有名值。3.2.5 应用举例3.3 计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理简述复杂电力系统短路电流交流分量初始值的基本计算步骤和数学模型短路计算的任务：电流分布、电压分布3.3.1 数学模型l 节点导纳矩阵矩阵：完整地描述了电网元件的连接方式和元件参数的大小。l 节点电压方程式节点注入电流列向量描述了电力系统的电源和负荷，节点导纳矩阵描述了电网，故节点电压方程式完整地描述了电力系统。节点阻抗矩阵形式的节点电压方程式：3.3.2 基于叠加原理的短路计算方法3.3.3 节点阻抗矩阵第f列的计算3.3.4 求解线性方程式的高斯消去法和因子表法3.3.5 短路计算的基本步骤