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1、供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/第四章第四章 配电网运转分析配电网运转分析 章节导学章节导学 本章教学内容本章教学内容 1 、配电网的电压计算、配电网的电压计算 当输电线路传输功率当输电线路传输功率时，电流将在线路的阻抗上产生电压降落。电压时，电流将在线路的阻抗上产生电压降落。电压变化程度是衡量电能质量的重要目的之一，必要变化程度是衡量电能质量的重要目的之一，必要研讨配电网电压变化规律。研讨配电网电压变化规律。 2 、配电网的损耗计算与降损措施、配电网的损耗计算与降损措施 配电网运配电网运转时，在线路和变压器中将要产生功率损耗和电转时，在线路和变压器中将要产生功
2、率损耗和电能损耗。配电网的损耗包括：与传输功率有关的能损耗。配电网的损耗包括：与传输功率有关的损耗，产生在输电线路和变压器的串联阻抗上；损耗，产生在输电线路和变压器的串联阻抗上；仅与电压有关的损耗，产生在输电线路和变压器仅与电压有关的损耗，产生在输电线路和变压器的并联导纳上。的并联导纳上。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3 3、简单配电网的潮流计算、简单配电网的潮流计算 开式网一端电源供电的开式网一端电源供电的网络中的负荷只能从一个电源获得电能。潮流计算即网络中的负荷只能从一个电源获得电能。潮流计算即是根据知的负荷及电源电压计算出其他节点的电压和元是根据知的负
3、荷及电源电压计算出其他节点的电压和元件上的功率分布。件上的功率分布。 4 4、复杂配电网的潮流计算、复杂配电网的潮流计算 * *5 5、配电网的无功补偿和电压调整、配电网的无功补偿和电压调整 影响电力系统电压影响电力系统电压的主要要素是无功功率。只需系统向负荷提供足够的无的主要要素是无功功率。只需系统向负荷提供足够的无功功率时，系统电压才有能够维持在正常程度；假设系功功率时，系统电压才有能够维持在正常程度；假设系统内的无功电源缺乏，系统的端电压就将被迫降低。统内的无功电源缺乏，系统的端电压就将被迫降低。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/6 6、配电网的短路电流计算
4、、配电网的短路电流计算 在供配电系统的设计和运转在供配电系统的设计和运转中，不仅要思索系统的正常运转形状，还要思索系统的不中，不仅要思索系统的正常运转形状，还要思索系统的不正常运转形状和缺点情况，最严重的缺点是短路缺点。无正常运转形状和缺点情况，最严重的缺点是短路缺点。无穷大功率条件下三相短路时的物理过程和物理量；三相短穷大功率条件下三相短路时的物理过程和物理量；三相短路电流的计算。路电流的计算。7 7、低压电网短路电流计算、低压电网短路电流计算 自学自学 重点：配电网的电压计算；配电网的损耗计算；简单配重点：配电网的电压计算；配电网的损耗计算；简单配电网的潮流计算；无功补偿和电压调整；无穷大
5、功率条件电网的潮流计算；无功补偿和电压调整；无穷大功率条件下的短路电流计算。下的短路电流计算。 难点：配电网的损耗计算；短路电流计算。难点：配电网的损耗计算；短路电流计算。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/一、配电网的电压降落一、配电网的电压降落 电压降落指线路首末两端电压的相量差电压降落指线路首末两端电压的相量差 。由上图可得由上图可得第一节第一节 配电网的电压计算配电网的电压计算供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/1知环节末端电压及功率知环节末端电压及功率 以末端电压为参考相量，负荷为感性，那么以末端电压为参考相量，负荷为感性，那么
6、可得可得或或供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/a末端电压降落的纵、横分量末端电压降落的纵、横分量2知环节首端电压及知环节首端电压及功率，参照上述推导功率，参照上述推导供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/b首端电压降落的纵、横分首端电压降落的纵、横分量量 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 留意：当知末端的电压及功率求首端的电压时，取末端电留意：当知末端的电压及功率求首端的电压时，取末端电压为参考相量；当知首端的电压及功率求末端电压时，取首压为参考相量；当知首端的电压及功率求末端电压时，取首端电压为参考相量，
7、所以有：端电压为参考相量，所以有： 但但如图：如图：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/二、配电网的电压损耗二、配电网的电压损耗 电压损耗指线路首末两端电压的数值差。电压损耗的大电压损耗指线路首末两端电压的数值差。电压损耗的大小为图中的小为图中的AG。 如忽略其横分量，如忽略其横分量，电压损耗由两部分组电压损耗由两部分组成的，即：成的，即： 式中第一部分与有功功率和电阻有关，第二部分与无式中第一部分与有功功率和电阻有关，第二部分与无功功率和电抗有关，这些要素对电压损耗值的影响程度是功功率和电抗有关，这些要素对电压损耗值的影响程度是由电网特性所决议的。由电网特性所决议
8、的。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/三、配电网的电压偏移三、配电网的电压偏移 电压偏移是指线路首端或末端电压与线路额定电压的电压偏移是指线路首端或末端电压与线路额定电压的数值差数值差 。电压偏移常用百分值表示，即。电压偏移常用百分值表示，即 ： 常以电压损耗和电压偏移作为衡量电压质量的主要目的。常以电压损耗和电压偏移作为衡量电压质量的主要目的。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/第二节第二节 配电网的损耗计算与降损措施配电网的损耗计算与降损措施 通常配电网的损耗是由两部分组成的：通常配电网的损耗是由两部分组成的： 一部分是与传输功
9、率有关的损耗，它产生一部分是与传输功率有关的损耗，它产生在输电线路和变压器的串连阻抗上，传输功率在输电线路和变压器的串连阻抗上，传输功率愈大那么损耗愈大，这种损耗叫变动损耗，在愈大那么损耗愈大，这种损耗叫变动损耗，在总损耗中所占比重较大；总损耗中所占比重较大； 另一部分损耗那么仅与电压有关，它产生另一部分损耗那么仅与电压有关，它产生在输电线路和变压器的并联导纳上，如输电线在输电线路和变压器的并联导纳上，如输电线路的电晕损耗、变压器的励磁损耗等，这种损路的电晕损耗、变压器的励磁损耗等，这种损耗叫固定损耗。耗叫固定损耗。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/1、线路的功
10、率损耗、线路的功率损耗首端导纳的功率损耗：首端导纳的功率损耗：末端导纳的功率损耗：末端导纳的功率损耗：！负号表示容性无功功率！负号表示容性无功功率阻抗的功率损耗：阻抗的功率损耗：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗阻抗的功率损耗：阻抗的功率损耗：或：或：！用工程单位！用工程单位供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/导纳的功率损耗：导纳的功率损耗：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 对于三绕组变压器，运用这些公式同样可以求对于三绕组变压器，运用这些公式同样可以求出各侧绕组的功
11、率损耗，即出各侧绕组的功率损耗，即供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3、配电网的电能损耗、配电网的电能损耗配电网的电能损耗：在给定的时间内，配电配电网的电能损耗：在给定的时间内，配电网的一切送电、变电环节损耗的电量。网的一切送电、变电环节损耗的电量。 在同一时间内，配电网的电能损耗占供在同一时间内，配电网的电能损耗占供电量的百分比，称为配电网的损耗率，简称电量的百分比，称为配电网的损耗率，简称网损率或线损率。网损率或线损率。 1电能损耗和损耗率电能损耗和损耗率供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/影响要素：影响要素：1有一部分与元件经过的
12、电流的平方有一部分与元件经过的电流的平方或功率成正比，如变压器绕组和或功率成正比，如变压器绕组和线路导线中的损耗；线路导线中的损耗；2另一部分那么同施加给元件的电压另一部分那么同施加给元件的电压有关，如变压器铁芯损耗、电缆和电有关，如变压器铁芯损耗、电缆和电容器绝缘介质中的损耗等。容器绝缘介质中的损耗等。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 假定在一段时间内线路的负荷不变，那么功率损假定在一段时间内线路的负荷不变，那么功率损耗也不变，相应的电能损耗：耗也不变，相应的电能损耗： 由于电力系统的实践负荷是随时都在改动由于电力系统的实践负荷是随时都在改动的，线路的功率损
13、耗也随时间而改动。的，线路的功率损耗也随时间而改动。2电力线路的电能损耗的计算电力线路的电能损耗的计算kWh复杂！复杂！I(A)、PkW)、Qkvar、U(kV)PMW)、QMvar、U(kV)MWh供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/工程上采用工程上采用“最大最大负荷荷损耗耗时间法法 最大最大负荷荷损耗耗时间可以了解可以了解为：假：假设线路中保送的路中保送的功率不断功率不断坚持持为最大最大负荷功率荷功率SmaxSmax此此时的有功的有功损耗耗为PmaxPmax，在，在小小时内的内的电能能损耗恰好等于耗恰好等于线路全路全年的年的实践践电能能损耗，那么称耗，那么称为最
14、大最大负荷荷损耗耗时间。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/先引先引见：最大负荷年利用小时数最大负荷年利用小时数的定义：假设用户以年最大负荷的定义：假设用户以年最大负荷继续运转继续运转小时，其所耗费的电能等价于该用户以实践负荷运转时全小时，其所耗费的电能等价于该用户以实践负荷运转时全年耗费的电能年耗费的电能 。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/由表由表4 41 1可得不同行业的最大负荷年利用小时数可得不同行业的最大负荷年利用小时数 由由和用户功率因数，从表42中查出的值。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:
15、/的值 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 当变压器两侧电压在额定电压附近时，可由下式计算变压器全年的电能损耗，即 3变压器电能损耗的计算变压器电能损耗的计算空载损耗空载损耗负载绕组损耗负载绕组损耗 变压器铁芯中电能损耗按全年投入运转的实践小时变压器铁芯中电能损耗按全年投入运转的实践小时数来计算；变压器绕组中电能损耗的计算也可采用最数来计算；变压器绕组中电能损耗的计算也可采用最大负荷损耗时间法。大负荷损耗时间法。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/注：注：kWhMWh供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/4、配
16、电网的降损措施、配电网的降损措施合理运用变压器；合理运用变压器； 三相负载力求平衡，采用节能型变压器等三相负载力求平衡，采用节能型变压器等 合理进展无功补偿；合理进展无功补偿；对电力线路进展改造，扩展导线的载流程度对电力线路进展改造，扩展导线的载流程度 ；调整负荷，使负荷平衡。调整负荷，使负荷平衡。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/第三节第三节 简单配电网的潮流计算简单配电网的潮流计算三种情况、两种类型三种情况、两种类型开式网：只需一端电源供电的网络。开式网：只需一端电源供电的网络。 潮流计算：潮流计算： 根据知的负荷根据知的负荷(功率及电源电压计算出功率及电源电
17、压计算出其它节点的电压和元件上的功率分布。其它节点的电压和元件上的功率分布。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/三种情况三种情况两种类型两种类型1、知末端电压和功率，求首端电压和功率、知末端电压和功率，求首端电压和功率2、知首端电压和功率，求末端电压和功率、知首端电压和功率，求末端电压和功率3、知末端功率和首端电压，求首端功率和末、知末端功率和首端电压，求首端功率和末端电压常见端电压常见A、同一电压等级的开式网计算、同一电压等级的开式网计算B、不同电压等组的开式网计算、不同电压等组的开式网计算供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/1、知末端
18、电压和功率，求首端电压和功率、知末端电压和功率，求首端电压和功率1功率计算功率计算2电压计算电压计算3对功率和电压交替计算对功率和电压交替计算供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2、知首端电压和功率，求末端电压和功率、知首端电压和功率，求末端电压和功率1功率计算功率计算2电压计算电压计算3对功率和电压交替计算对功率和电压交替计算供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3、知末端功率和首端电压，求首端功率和末端电压、知末端功率和首端电压，求首端功率和末端电压1设定各节点电压等于其额定电压设定各节点电压等于其额定电压近似计算常用：近似计算常用：2
19、与第一种情况一样求出功率分布与第一种情况一样求出功率分布3与第二种情况一样求出各节点电压分布与第二种情况一样求出各节点电压分布准确计算：准确计算：不断迭代！不断迭代！供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/A、同一电压等级的开式网计算、同一电压等级的开式网计算属于第三种情况属于第三种情况!做出等值电路后，可以直接计算做出等值电路后，可以直接计算!供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/B、不同电压等级的开式网计算、不同电压等级的开式网计算用用变压器阻抗与具有器阻抗与具有变比比为k的理想的理想变压器串器串联来表示：来表示：1变压器有两种表示法变压器
20、有两种表示法 变压器两侧的电压不同，经过变压器时要进展变变压器两侧的电压不同，经过变压器时要进展变换功率不变换换功率不变换供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/把把变压器低器低压侧的的线路参数按路参数按变比比k归算到高算到高压侧表示：表示：2计算过程计算过程1设各点电压等于其额定电压值；设各点电压等于其额定电压值；2由末端推算出各段的功率损耗和首端功率；由末端推算出各段的功率损耗和首端功率；3再由首端起逐段求出各点电压。再由首端起逐段求出各点电压。注：低压侧的电压计算结果，要进展反归算成实践值！注：低压侧的电压计算结果，要进展反归算成实践值！供用电网络及变电所设备课程
21、供用电网络及变电所设备课程http:/第四节第四节 复杂配电网的潮流计算复杂配电网的潮流计算一、配电网潮流计算的数学模型一、配电网潮流计算的数学模型二、配电网潮流计算方法二、配电网潮流计算方法不要求！不要求！供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/一、配电网的无功补偿一、配电网的无功补偿1、电力系统的无功平衡、电力系统的无功平衡 影响电力系统电压的主要要素是无功功率。影响电力系统电压的主要要素是无功功率。1电力系统的无功负荷及无功损耗电力系统的无功负荷及无功损耗 无功负荷是滞后功率因数运转的用电设备所汲取的无功无功负荷是滞后功率因数运转的用电设备所汲取的无功功率。电力系
22、统的无功负荷主要是异步电动机。功率。电力系统的无功负荷主要是异步电动机。 电网中无功损耗普通有两部分：一是输电线路的无功电网中无功损耗普通有两部分：一是输电线路的无功损耗；二是变压器上的无功损耗。损耗；二是变压器上的无功损耗。 第五节第五节 配电网的无功补偿和电压调整配电网的无功补偿和电压调整供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2无功电源无功电源 电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容器及静止无功补偿器、线路充电功率等。器及静止无功补偿器、线路充电功率等。3无功平衡无功平衡 电力系统无功功率平衡包含两个含义。首先
23、是对于运转电力系统无功功率平衡包含两个含义。首先是对于运转的各个设备，要求系统无功电源所发出的无功功率与系的各个设备，要求系统无功电源所发出的无功功率与系统无功负荷及无功损耗相平衡，即：统无功负荷及无功损耗相平衡，即：无功负荷无功负荷 无功损耗无功损耗 无功发电无功发电 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/对于实践系统或在系统规划设计中，要求系统无对于实践系统或在系统规划设计中，要求系统无功电源设备容量与系统运转所需求的无功电源及功电源设备容量与系统运转所需求的无功电源及系统的备用无功电源相平衡，满足运转的可靠性系统的备用无功电源相平衡，满足运转的可靠性及顺应系统负
24、荷开展的需求，即及顺应系统负荷开展的需求，即 ：无功电源设备容量无功电源设备容量 无功备用容量无功备用容量 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2、无功补偿的原理、无功补偿的原理加装了一部分无功补偿设备加装了一部分无功补偿设备QcQc后后 视在功率在功率SS比比S S小了，小了，补偿后后电力网的功率因数由力网的功率因数由补偿前的前的cos1cos1提高到提高到cos2cos2。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/补偿容量确实定：补偿容量确实定：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3改善电压质量改善电压质量1减
25、少系统元件的容量，换个角度减少系统元件的容量，换个角度看是提高电网的保送才干看是提高电网的保送才干2降低网络功率损耗和电能损耗降低网络功率损耗和电能损耗3、无功补偿的意义、无功补偿的意义供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/1 1总体平衡与部分平衡相结合分层分区平衡。总体平衡与部分平衡相结合分层分区平衡。 2 2电业部门补偿和用户补偿相结合。电业部门补偿和用户补偿相结合。 3 3分散补偿配电变或用户补偿与集中补偿变电分散补偿配电变或用户补偿与集中补偿变电所中设大容量的补偿设备相结合，以分散为主。所中设大容量的补偿设备相结合，以分散为主。 4 4降损与调压相结合，以降损
26、为主。降损与调压相结合，以降损为主。4、无功补偿的配置原那么、无功补偿的配置原那么供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/5、无功补偿的措施、无功补偿的措施1利用同步发电机进展补偿利用同步发电机进展补偿增发无功，适当减发有功。增发无功，适当减发有功。2利用调相机进展无功补偿利用调相机进展无功补偿 即是空载过励运转的同步发电机，即是空载过励运转的同步发电机，发无功；而在欠励运转时吸收无功。发无功；而在欠励运转时吸收无功。3利用电容器进展无功补偿利用电容器进展无功补偿额定运转额定运转下可发的下可发的无功：无功：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/
27、 1 1由可控硅控制的电抗器与电容器并联组成的由可控硅控制的电抗器与电容器并联组成的无功补偿安装，并联在降压变电所的低压母线上无功补偿安装，并联在降压变电所的低压母线上 4利用静止补偿器进展无功补偿利用静止补偿器进展无功补偿2 2呼应速度快，调理性能好。呼应速度快，调理性能好。3 3逐渐取代调相机逐渐取代调相机 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/二、电压调整二、电压调整1、电力系力系统的的电压管理管理 在在进展展电力系力系统规划划设计时，由于各，由于各负荷点荷点对电压质量的要求量的要求还不明确，所以不明确，所以难以以详细确定各中枢确定各中枢点点电压控制的范控制的范
28、围。 为此此规定了定了“逆逆调压、“顺调压、“常常调压等几种中枢点等几种中枢点电压控制的方式。控制的方式。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2、电压调整的根本原理、电压调整的根本原理由发电厂母线处电压开场推算，可求得：由发电厂母线处电压开场推算，可求得： 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 为维持用户处端电压满足要求，可采用以下措施进展电压调为维持用户处端电压满足要求，可采用以下措施进展电压调整：整：1调理励磁电流以改动发电机端电压；调理励磁电流以改动发电机端电压；2改动变压器改动变压器T1、T2的变比；的变比；3经过改动电力网无功
29、功率分布；经过改动电力网无功功率分布；4改动输电线路的参数降低输电线路的电抗。改动输电线路的参数降低输电线路的电抗。 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3、各种调压措施的合理运用、各种调压措施的合理运用1各类用户将功率因数提高到现行规程的规定。各类用户将功率因数提高到现行规程的规定。 2改动发电机励磁，改动发电机输出的无功功率改动发电机励磁，改动发电机输出的无功功率和发电机的端电压和发电机的端电压 。3增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原那么进展补偿容量的分配。平衡的原那么进展补偿容量的分配。 供用电网络及变电所
30、设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/4当系统的无功功率供应比较富余时，各变当系统的无功功率供应比较富余时，各变电所的调压问题可以经过选择变压器的分接头来电所的调压问题可以经过选择变压器的分接头来处理。处理。 5在整个系统无功缺乏的情况下，不宜采用在整个系统无功缺乏的情况下，不宜采用调整变压器分接头的方法来提高电压。调整变压器分接头的方法来提高电压。 6对于对于10kV及以下电压等级的电网，由于负及以下电压等级的电网，由于负荷分散、容量不大，按允许电压损耗来选择导线荷分散、容量不大，按允许电压损耗来选择导线截面是处理电压质量问题的正确途径截面是处理电压质量问题的正确途径 。供用电网络及
31、变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/如今都用有载调压变压器如今都用有载调压变压器:1) 500kV级等变压器，普通高压侧分接头设定级等变压器，普通高压侧分接头设定在额定电压程度的档位上，运转中主要靠投切在额定电压程度的档位上，运转中主要靠投切低压侧的电容器和电抗器来满足电压程度。低压侧的电容器和电抗器来满足电压程度。2终端变压器，根据实测的电压程度，调整高终端变压器，根据实测的电压程度，调整高压侧的分接头。压侧的分接头。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/第六节第六节 配电网的短路电流计算配电网的短路电流计算1 1、三相对称短路过程简单分析、三相对称
32、短路过程简单分析5 5、假设知短路容量，求供电系统的阻抗、假设知短路容量，求供电系统的阻抗2 2、短路冲击电流、短路冲击电流4 4、用标么值计算、用标么值计算3 3、求短路电流周期分量的有效值、求短路电流周期分量的有效值6、系统的运转方式、系统的运转方式7、短路电流的计算步骤、短路电流的计算步骤8、有限容量电源的短路电流计算、有限容量电源的短路电流计算供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/短路：供电系统中一相或多相载流导体接地或短路：供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。相互接触并产生超出规定值的大电流。供用电网络及变电所设备课程供用电网
33、络及变电所设备课程http:/产生的缘由：绝缘损坏、误操作产生的缘由：绝缘损坏、误操作70%、雷击、雷击或过电压击穿。或过电压击穿。短路导致的后果：短路导致的后果：1短路电流的数值普通是正常任务电流的短路电流的数值普通是正常任务电流的10多倍；多倍；2产生电动力、和设备温升，呵斥极大的破产生电动力、和设备温升，呵斥极大的破坏；坏；3使供电电源母线的电压降低，影响非缺点使供电电源母线的电压降低，影响非缺点的电气设备的运转。的电气设备的运转。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/一、短路过程的简单分析一、短路过程的简单分析供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课
34、程http:/短路前整个回路流过的电流短路前整个回路流过的电流i为：为： 短路前电流幅值短路前电流幅值 相电压的初相角相电压的初相角 每相阻抗的阻抗角每相阻抗的阻抗角 短路后分成两个独立回路，短路后分成两个独立回路，左端回路电流瞬时值：左端回路电流瞬时值：这个微分方程的解这个微分方程的解 ：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/这个微分方程的解这个微分方程的解 ：短路电流的短路电流的非周期分量非周期分量; 按指数规律衰减按指数规律衰减短路电流的周期分量短路电流的周期分量 周期分量周期分量的幅值的幅值非周期分量非周期分量的初始值的初始值 回路的回路的时间常数时间常数 供
35、用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/假设电源电压维持恒定假设电源电压维持恒定(或为无穷大电源或为无穷大电源):周期分量的起始周期分量的起始值值(次暂态电流次暂态电流)普通可用短路发生前的电流值代之普通可用短路发生前的电流值代之供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/2、短路冲击电流、短路冲击电流当经过半个周期时约当经过半个周期时约0.01s后，出现冲击电流的最大值后，出现冲击电流的最大值 ：冲击系数冲击系数高压供电系统：高压供电系统：低压供电系统：低压供电系统：；周期分量的有效值周期分量的有效值；冲击电流的有效值：冲击电流的有效值：(高压高压)
36、(低压低压)冲击电流的最大值冲击电流的最大值 用于校验设备的动稳定性用于校验设备的动稳定性冲击电流的有效值冲击电流的有效值 用于校验设备断路器用于校验设备断路器的开断才干开断电流的开断才干开断电流供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/3、求短路电流周期分量的有效值、求短路电流周期分量的有效值把电源看成无穷大电源把电源看成无穷大电源,即维持电压不变，那即维持电压不变，那么么:高压供电系统：高压供电系统：低压供电系统：低压供电系统：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/4、用标么值计算、用标么值计算供电系统元件电抗的计算供电系统元件电抗的计算线路
37、：等于电抗乘以基准容量后，除以该线路线路：等于电抗乘以基准容量后，除以该线路所在区段平均电压的平方值。所在区段平均电压的平方值。 变压器：变压器：电抗器：电抗器：电力系统：电力系统：供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/那么短路电流：那么短路电流：那么三相短路容量：那么三相短路容量：令 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/5、假设知短路容量，求供电系统的阻抗、假设知短路容量，求供电系统的阻抗 如知电力系统变电所出口断路器的短路容量遮断如知电力系统变电所出口断路器的短路容量遮断容量为容量为那么供电系统的阻抗：那么供电系统的阻抗：供用电网络及变
38、电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/ 短路电流的大小与系统的运转方式有很大的短路电流的大小与系统的运转方式有很大的关系。关系。 最大运转方式和最小运转方式最大运转方式和最小运转方式 1 1最大运转方式下发电机组投运多，双回输最大运转方式下发电机组投运多，双回输电线路及并联变压器均全部运转。此时，整个系电线路及并联变压器均全部运转。此时，整个系统的总的短路阻抗最小，短路电流最大；统的总的短路阻抗最小，短路电流最大； 2 2最小运转方式下由于电源中一部分发电机、最小运转方式下由于电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列，一些并联变压器为保证变压器及输电线路解列，一些并联变压器为保证处
39、于最正确运转形状也采用分列运转，这样使总处于最正确运转形状也采用分列运转，这样使总的短路阻抗变大，短路电流也相应减小。的短路阻抗变大，短路电流也相应减小。 6、系统的运转方式、系统的运转方式供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/7、短路电流的计算步骤、短路电流的计算步骤1取功率基准值取功率基准值并取各级电压基准值等于该级的平均额定电压，即并取各级电压基准值等于该级的平均额定电压，即2计算各元件的电抗标么值，并绘制出等值电路；计算各元件的电抗标么值，并绘制出等值电路；3网络化简，求出从电源至短路点之间的总电抗标网络化简，求出从电源至短路点之间的总电抗标么值么值4计算出短
40、路电流周期分量有效值也就是稳态短计算出短路电流周期分量有效值也就是稳态短路电流，再复原成有名值；路电流，再复原成有名值；5计算出短路冲击电流和短路最大有效值电流；计算出短路冲击电流和短路最大有效值电流；6按要求计算出其他量。按要求计算出其他量。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/影响要素：影响要素：1发电机的各种电抗和时间常数以及短路前的发电机的各种电抗和时间常数以及短路前的运转形状；运转形状；2决议强励效果的励磁系统的参数；决议强励效果的励磁系统的参数；3缺点点离机端的间隔等。缺点点离机端的间隔等。8、有限容量电源的短路电流计算、有限容量电源的短路电流计算发电机供
41、电线路三相短路时，短路电流的周期发电机供电线路三相短路时，短路电流的周期分量有效值是随时间变化的。分量有效值是随时间变化的。 在工程计算中，常利用运算曲线来确定短路后恣意指定时辰短路电流的周期分量，也称运算曲线法。 计算电抗 供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/例例 设配电系统如图，数据均在图上，求设配电系统如图，数据均在图上，求k1点和点和k2点的三相点的三相短路电流。短路电流。供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/供用电网络及变电所设备课程供用电网络及变电所设备课程http:/小结小结
