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1、电力系统分析之短路电流计算电力系统是由生产、输送、分配、及使用电能的发电机、变压器、电力线路和用户组成 一个整体，它除了有一次设备外还应有用于保护一次设备安全可靠运行的二次设备。对电力系统进行分析应包括正常运行时的运行参数和出现故障时的故障参数进行分析计算。短路 是电力系统出现最多的故障，短路电流的计算方法有很多，而其中以“应用运算曲线”计算短路电流最方便实用。应用该方法的步骤如下：1、计算系统中各元件电抗标幺值；1） 、基准值，基准容量（如取基准容量Sj=100MVA），基准电压 Uj 一般为各级电压的 平均电压。2）系统中各元件电抗标幺值计算公式如下：发电机X Xd%X d*100SjPe
2、/COS式中Xd*为发电机次暂态电抗百分值变压器Xb*Ud%100se式中Ud%为变压器短路电压的百分值线路SjX* =X0L 2 u2Je式中X。为每仅是电抗的平均值（架空线为0.4欧/公里）电抗器Xk*Xk% Ue00 ,3IeSjU2式中Xk%为电抗器的短路电抗百分值系统阻抗标幺值Xx*J-Szh断路器的遮断容量SZh2、根据系统图作出等值电路图，将各元件编号并将相应元件电抗标幺值标于元件编号 下方；3、 对网络化简，以得到各电源对短路点的转移电抗，其基本公式有： 串联X3 =Xh X2X1 X2A并联X3X2XX1/X2X1 X2X1 X2三角形变为等值星形X1X12 X 13X12
3、X23 X13X2X 12 X 23X12 X23 X13X3X13 X23X12 X 23 X13星形变为等值三角形X3X12X12X 23=X2 X3 迸X31=X3 X1X3 X1X24、将标幺值电抗转换为以各支路发电机容量为基准的计算电抗Xjs，Xjs =XjSnS式中：Xp -以Sj为基准容量的标幺值电抗Xjs-以Sn为基准容量的计算电抗5、短路电流计算：Xx=0，以供电电源为基准的计算电抗1）、无限大容量电源的短路电流计算：当系统中Xjs3时，可以认为短路电流周期分量在整个短路时间内保持不变，即I、1.2IjX*、Xjs式中：x*-以Sj为基准容量的标幺值电抗Xjs-以Sn为基准容
4、量的计算电抗2)、有限容量电源的短路电流计算：有限容量电源的短路电流周期分量在短路时间内是变化的。运算曲线反应这一变 化。lzt=f ( t - Xjs)按不同类型的发电机所做出的运算曲线，由运算曲线查出I *、Io, 2*I a *三种短路电流周期分量，然后转换为有名值*Izt = I zt T式中：le、-各支路的发电机额定电流元SeIe3Up计算短路冲击电流及全电流最大有效值: 机端短路12MW以下ich =2.551Ich =521机端短路12MW以上ich =2.711Ich 621下面用一个简单的例子进行对短路电流的计算分析: 系统如下图所示X F1 4000=02kwcos =0
5、.8u u ud1-3d2-3d1-2Sfsl%=17 %=10.510000/110110 kVX F2400002kw cos =0.8uSFL1X F5 _5000 =0.2kw cos =0.8X F6 4000 s=0.2kw cos =0.8X F74000 -9=0.2kw cos =0.8d-1=30kmkV d-2%=10.5SFLkV%=10.5-1000/1106-110szh=4000MVA将系统转化为等效参数如下图:图中分式中分子为兀件编号，分母为兀件电抗值标幺值。一、各标幺值计算如下：取基准容量Sj=100MVA，基准电压Uj为各级电压的平均电压，Uj=Up=1.0
6、5Ue一Sj1001、 系统阻抗标幺值 Xi0.025Szh40002、 线路Li阻抗标幺值XXaiy = 0.4丄卑=0.121u21152线路L2阻抗标幺值X3 =0.4 30丄马 =0.09111523、 变压器B1 B2三绕组变压器先计算各绕组短路电抗1 1Ud1% (Ud2% Ud1；%Ud2,%)(17 10.5-6) =10.7511Ud1%(Ud1_2% Ud2% Ud1_3%)(17 6 一10.5) = 6.25221 1Ud1% (Ud2% Ud2；% Udy%)(6 10.5 17) =0再求各绕组标幺值阻抗：X4 二 X5U d1% Sj100 se10.75100叫
7、.07510X7 二业型625100 10X 8=X 9=0B3变压器阻抗标幺值:X10 二旦型 267100 6.3B4变压器阻抗标幺值：X1105.=1.05100 104、发电机F1-4，6-7阻抗标幺值:X1 X1 X1 X15 = X18SjXa%100 Pe/Cos:20 1 0041 004/0.8发电机F5阻抗标幺值:= 3.27 20 100X16100 5/0.8二、网络化简：1、d-1短路网络化简：X19 =X2 二 0.025 0.121 二 0.1464X20 二(X17 /X18 X11)/(X10 X16) X3 = ( 1.05)/(1.67 3.2) 0.09
8、1 二 1.96624X21 二(X12/X13 X4)/2 二(1.075)/2 = 1.542化简如下图：190.146Sx201.966211.54oF1-4F5-7/d-1115kVSxF1-72、d-2短路网络化简:化简过程如下图：X22 =X4X5 =1075 =0.54271.28281.61-d-237kVx23 二 x12 x13x14x15X24 =X6X7再化简X25=X19 X22 土 空二 0.1460.540.146 0.54 二 0.728X201.966X26X19 X221.966x 0.54-X 20 X221922 -1.9660.549.886X190.
9、146X27=0.728 0.31 0.728 0.31 二 1.280.91X 28491 0.31 竺=1.610.7283、d-3短路网络化简:化简过程如下图X29-X 12 / X 13X30=2X31X4X51.075 1.075X4 X5 X6 X70.341.075 1.075 0.6250.625X32=X331.075 2 0.6251.075 1.075 0.625 0.625 一 0.395X34 = X19X31X 3X20X31需966 0.34 96.876X36 二 X十29X32 = 2 0.395 二 2.395心 心 二 0.146 0.340.146 0.
10、34 二 0.511X201.966X37 =X35X3668762395 九786.876 2.395X 38 _ X 34 X 33 = 0.5110.395511 395 = 1.02X371.78X38 = X37 X33音 “78 0.395 9 3.55Sx0F5-7190T46201.966JSxF3-4381.02393.55Fl-2,5-76.3kV3024、d-4短路，发电机电压母线认为是无限大功率母线X 40 -型=20100 0.2三、短路电流计算：1、d-1短路电流计算:系统供给短路电流 I = I 0,2 = I O0IjX100502 =3.44KA0.146F5
11、-7供给短路电流先算X js = X0.820100J*966 800=0.32查运算曲线I* =3.3102 = 2.6e 近 V3X11516.25=0.082KA= 3.3 0.082 = 0.27KA10,2 =2.6汉0.082 =0.212KAI 二= 2.8 0.082 =0.229KAFl-4供给短路电流先算 X js = X 210.8100= 1.54 -20 =0.308100查运算曲线|*=3.510,2=2.72 I 比= 2.8320e 近 J3X115-0.1KAI J3.5 0.1735KA10,2 = 2.72 X 0.1 = 0.272KA I 辺=2.83
12、汉 0.1 = 0.283KA2、d-2短路电流计算：I .1 56系统供给短路电流| = | 2 = I=-=1.22KA0,2X271.2836.25F1-7供给短路电流先算Xjs =1.610.585j 100查运算曲线 I* =1.78 10,2 = 1.55 I=1.91r 匚I -. - -0.565KAV -1.78 0.565 = 1.01KA如3710,2 =1.55 汉 0.565 = 0.88KA I盟=1.91 汇 0.565 = 1.08KA3、d-3短路电流计算：I j 9 16系统供给短路电流I = 10 2 = I比=9 = 9 KA0,2- X381.02F1-2，5-7供给短路电流先算Xjs =3.55 =0.93j 100查运算曲线 I* =1.110,2
