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1、1第六章第六章电力系统短路的基本概念及电力系统短路的基本概念及三相短路的计算方法三相短路的计算方法1. 本章的主要目的：本章的主要目的：理解并掌握电力系统短路的基本概念理解并掌握电力系统短路的基本概念,掌握电力系统三相短路的实用计算方法。掌握电力系统三相短路的实用计算方法。2(1)(1)短路的一般概念；短路的一般概念；(2)(2)恒定电势源电路的三相短路分析；恒定电势源电路的三相短路分析；(3)(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；(4)(4)短路电流计算曲线及其应用短路电流计算曲线及其应用；2. 2. 本章的主要内容本章的主要内容本章重点：短路的概念以
2、及电力系统三相短路实用计算本章重点：短路的概念以及电力系统三相短路实用计算;本章难点：应用计算曲线计算三相短路电流的方法本章难点：应用计算曲线计算三相短路电流的方法;36 6- -1 1 短路的一般概念短路的一般概念6 6- -1 1- -1 1 短路的原因、类型及后果短路的原因、类型及后果1. 什么是短路什么是短路?电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况称作短路，短路是电力系统的严间发生通路的情况称作短路，短路是电力系统的严重故障。重故障。2. 产生短路的原因：产生短路的原因：电气设备绝缘受损、老化；电气设备绝缘受损、老化；气象条
3、件恶化气象条件恶化(雷击过电压闪络、大风、覆冰等雷击过电压闪络、大风、覆冰等)电气设备因设计、安装及维护不良导致的设备缺陷电气设备因设计、安装及维护不良导致的设备缺陷违规操作违规操作(带负荷拉刀闸、未拆地线合闸送电等带负荷拉刀闸、未拆地线合闸送电等)46 6- -1 1 短路的一般概念短路的一般概念6 6- -1 1- -1 1 短路的原因、类型及后果短路的原因、类型及后果5短路电流比正常值大许多倍，系统电压严重下降。短路电流比正常值大许多倍，系统电压严重下降。3. 三相系统中可能发生的短路类型：三相系统中可能发生的短路类型：4. 短路的现象：短路的现象：对称短路：三相短路对称短路：三相短路f
4、 (3)；f (3)abc不对称短路：不对称短路：f (1)单相接地短路单相接地短路f (1)f (2)两相短路两相短路f (2)f (1.1)两相短路接地两相短路接地f (1.1)65. 短路的后果：短路的后果：大的短路电流所产生的电动力效应使电气设备受到大的短路电流所产生的电动力效应使电气设备受到严重的机械损坏；严重的机械损坏；短路电流使设备发热而损坏；短路电流使设备发热而损坏；短路使系统电压大幅度下降，对用户影响很大，如短路使系统电压大幅度下降，对用户影响很大，如电动机的运行；电动机的运行；破坏系统稳定，造成大面积停电；破坏系统稳定，造成大面积停电；对通讯的干扰；对通讯的干扰；7电力系统
5、电气设计中电气设备的选择；电力系统电气设计中电气设备的选择；电力系统继电保护的参数的整定；电力系统继电保护的参数的整定；设计方案的比较；设计方案的比较；电力系统暂态稳定计算；电力系统暂态稳定计算；6 6- -1 1- -2 2 短路计算的目的短路计算的目的计算条件计算条件:运行方式、短路类型和地点、处理措施运行方式、短路类型和地点、处理措施简化：简化：不考虑发电机摇摆和磁饱和不考虑发电机摇摆和磁饱和假设发电机转子对称、负荷电流较短路电流小很多假设发电机转子对称、负荷电流较短路电流小很多忽略线路电容、变压器励磁支路，高压网可忽略忽略线路电容、变压器励磁支路，高压网可忽略R6 6- -2 2 恒定
6、电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路恒定电势源概念的引入目的：恒定电势源概念的引入目的：分析短路过程可不计电源内部的暂态过程，使分析计算分析短路过程可不计电源内部的暂态过程，使分析计算得以简化。得以简化。恒定电势源是指当电力系统的电源距短路点的恒定电势源是指当电力系统的电源距短路点的电气距电气距离离较远时，由短路引起的电源送出的功率的变化较远时，由短路引起的电源送出的功率的变化S，远小，远小于电源的容量于电源的容量S，即，即SS，这时可设，这时可设S=，即无限大容，即无限大容量电源。量电源。什么是恒定电势源什么是恒定电势源?恒定电势源的特点：恒定电势源的特点：电源容量无限大；短路过程中
7、电源端电压恒定；电源电源容量无限大；短路过程中电源端电压恒定；电源内阻抗为零；频率恒定；内阻抗为零；频率恒定；恒定电势源是个相对概念，真正的恒定电势源是不存在的。恒定电势源是个相对概念，真正的恒定电势源是不存在的。96 6- -2 2- -1 1 短路的暂态过程短路的暂态过程1恒定电势源三相短路等值电路：恒定电势源三相短路等值电路：)sin(tEema2 2短路前一相短路前一相(a(a相相) )电势和电流：电势和电流：)sin(tIima222LLRREImmRRLLarctg其中其中:RLRLiaRLRLibRLRLic)sin(tEm)120sin(tEm)120sin(tEmf103.3
8、.假定短路在假定短路在t=0t=0时刻发生，时刻发生，a a相微分方程：相微分方程：)sin(tEdtdiLRimaa这是一个这是一个一阶常系数线性非齐次微分方程一阶常系数线性非齐次微分方程，其解为：，其解为： aTtpmappaCetIiii sin其中其中:222LREImpmRLarctg短路电流周期分量幅值短路电流周期分量幅值:短路后电路的阻抗角短路后电路的阻抗角:t=0时刻电源电势的初始相角时刻电源电势的初始相角:短路电流非周期分量衰减时间常数短路电流非周期分量衰减时间常数:RLTa114.4.由于短路前后电感中的电流不能突变由于短路前后电感中的电流不能突变, t=0, t=0时刻：
9、时刻：5.5.a相短路电流计算表达式：相短路电流计算表达式：aTtpmmpmaIItIisinsinsinCIIpmmsinsinsinsinpmmIIC即：即：其中其中:tIipmpsin为短路电流的周期分量周期分量aTtpmmpIIisinsin为短路电流的非周期分量非周期分量ppiipmImItmEmpmII0i0pi0api12(1)恒定电势源外电路发生三相短路，短路暂态过恒定电势源外电路发生三相短路，短路暂态过程中的短路电流包含两个分量程中的短路电流包含两个分量周期分量周期分量和和非周期分量。非周期分量。(2)周期分量的幅值取决于周期分量的幅值取决于电源电压和短路回路的电源电压和短路
10、回路的阻抗阻抗，且在暂态过程中保持不变，它也是回路，且在暂态过程中保持不变，它也是回路的稳态短路电流。的稳态短路电流。(3)非周期分量是为了使电感中电流不突变而产非周期分量是为了使电感中电流不突变而产生，其值在生，其值在短路瞬间最大短路瞬间最大，而在暂态过程中以，而在暂态过程中以时间常数时间常数Ta按指数规律衰减最终为零。按指数规律衰减最终为零。6.6.对短路电流的分析对短路电流的分析：13电流波形不再与时间轴对称，而偏移至时间电流波形不再与时间轴对称，而偏移至时间轴一侧，以致将出现轴一侧，以致将出现短路电流最大瞬时值短路电流最大瞬时值，其大，其大小主要取决于短路电流非周期分量起始值。小主要取
11、决于短路电流非周期分量起始值。7 7恒定电势源外电路三相短路波形：恒定电势源外电路三相短路波形：14短路电流最大可能的瞬时值短路电流最大可能的瞬时值短路冲击电流短路冲击电流在短在短路后约路后约半个周期半个周期出现，即短路发生后出现，即短路发生后0.010.01秒。秒。aTtpmpmaItIicos6 6- -2 2- -2 2 短路冲击电流短路冲击电流短路冲击电流：短路电流最大可能的瞬时值。短路冲击电流：短路电流最大可能的瞬时值。1.1.分析在什么情况下，什么时刻短路将出现最大短路分析在什么情况下，什么时刻短路将出现最大短路电流非周期分量电流非周期分量恒定电势源外电路恒定电势源外电路空载空载情
12、况下发生三相短路，短路回路情况下发生三相短路，短路回路为为纯感性纯感性，短路时刻，短路时刻(t=0)(t=0)初相角初相角( (合闸角合闸角) )为零为零情况下，非情况下，非周期分量起始值最大。周期分量起始值最大。即：0mI90 0、imiimisinsinpmmIICpmImItmEmpmII0i0pi0api15k kimim为冲击系数，为冲击系数，1k1kimim22在实用计算中：在实用计算中：当短路发生在当短路发生在发电机电压母线发电机电压母线时，取时，取k kimim1.91.9；当短路发生在当短路发生在发电厂高压电压母线发电厂高压电压母线时，取时，取k kimim1.851.85；
13、当短路发生在当短路发生在其它其它时，取时，取k kimim1.81.8；pmimpmTTpmpmimIkIeIIiaa 0100101.e冲击电流冲击电流主要用来对电气设备和载流导体进主要用来对电气设备和载流导体进行行动稳定校验。动稳定校验。2.2.短路冲击电流的计算表达式：短路冲击电流的计算表达式：16短路电流的最大有效值短路电流的最大有效值出现在最不利的短路后以出现在最不利的短路后以t =0.01秒为中心秒为中心的第一周期内：的第一周期内：22222211TtTtptptTtTtttdtiiTdtiTI22ptpttIII212121222pmpimpPimpimII,kIIkII其中其中
14、6 6- -2 2- -3 3 短路电流的有效值短路电流的有效值imI短路电流有效值：在短路过程中，任一时刻短路电流有效值：在短路过程中，任一时刻t t的短路的短路电流有效值电流有效值，是指以时刻，是指以时刻t t为中心的一个周期内瞬为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。时电流的均方根值。在电力系统中，假定非周期电流在以时间在电力系统中，假定非周期电流在以时间t为中心的一个为中心的一个周期内恒定不变，则：周期内恒定不变，则：tItI176 6- -2 2- -4 4 短路功率短路功率tS短路功率：又称短路容量，是短路电流有效值同短短路功率：又称短路容量，是短路电流有效值同短路处的正常工作电压路
15、处的正常工作电压(一般用平均额定电压一般用平均额定电压)的乘积。的乘积。tavtIVS3用标幺值表示：用标幺值表示：tBBtavtIIVIVS33短路容量主要用来校验开关的切断能力。短路容量主要用来校验开关的切断能力。确定冲击电流、短路电流有效值及短路功率，确定冲击电流、短路电流有效值及短路功率，都必须计算短路电流的都必须计算短路电流的周期分量周期分量，可见对短路电流，可见对短路电流的周期分量的计算是非常重要的。的周期分量的计算是非常重要的。18例题：如图所示系统，当降压变电所例题：如图所示系统，当降压变电所10.5kV10.5kV母线上母线上发生三相短路时，可将系统视为恒定电势源，试求发生三
16、相短路时，可将系统视为恒定电势源，试求此时短路点的冲击电流、短路电流最大有效值和短此时短路点的冲击电流、短路电流最大有效值和短路功率。路功率。23.2MVA35/10.5kVVs%=7S=20MVA110/38.5kVVs%=10.510km 0.4/kmGT-1LT-2T-3f1923.2MVA35/10.5kVVs%=7S=20MVA110/38.5kVVs%=10.510km 0.4/kmGT-1LT-2T-3f100BSMVABavVV1%10.51000.52510010020sBNVSxS2221000.4 100.29237BlBSxxlV34%71002.191001003.2
17、sBNVSxxS、首先计算各件参数的标幺值电抗首先计算各件参数的标幺值电抗20(3)f1E10.52520.29232.1942.1910.5250.2922.191.9122x10.5231.912pEIx1000.5232.883 10.5ppBII IkA1.822.887.34imimpmikIkA1.521.52 2.884.38impIIkA0.523 10052.3tpBSI SMVA21电力系统三相短路的实用计算电力系统三相短路的实用计算主要是计算主要是计算非恒定电势源非恒定电势源供电时，电力系统三相短供电时，电力系统三相短路路周期分量的有效值周期分量的有效值，该有效值是随短路
18、时间的延，该有效值是随短路时间的延续而衰减的，其计算分为两个方面：续而衰减的，其计算分为两个方面：1 1计算短路瞬时计算短路瞬时(t=0)(t=0)时刻短路电流的周期分量有效时刻短路电流的周期分量有效值，该电流一般称为值，该电流一般称为起始次暂态电流起始次暂态电流，以，以I I”表示表示( (其其中包含恒定电势源供电的三相短路电流周期分量有中包含恒定电势源供电的三相短路电流周期分量有效值的计算效值的计算) )。该计算主要用于校验短路器的断开容量、电气设备该计算主要用于校验短路器的断开容量、电气设备的动稳定校验和继电保护动作值的整定。的动稳定校验和继电保护动作值的整定。2 2考虑周期分量的衰减时
19、，在三相短路的暂态过程中，考虑周期分量的衰减时，在三相短路的暂态过程中，不同时刻周期分量的有效值的计算不同时刻周期分量的有效值的计算( (采用运算曲线采用运算曲线法法) )。该计算主要用于电气设备的热稳定校验。该计算主要用于电气设备的热稳定校验。226 6- -3 3 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 )cos()cos(00000 txExEtxEidTtdqdqdqa )sin()cos(00000 txEtxExEqdTtqdTtdqdq )cos(11200 aTtqdxxV )2cos(11200 txxVaTtqd有阻尼绕组同步发电机突然三相短路的有阻尼
20、绕组同步发电机突然三相短路的a相短路电流计算式：相短路电流计算式：计算精确，但不实用。计算精确，但不实用。236 6- -3 3- -1 1 起始次暂态电流起始次暂态电流和冲击电流和冲击电流的实的实用计算用计算起始次暂态电流：短路电流的周期分量的初值。起始次暂态电流：短路电流的周期分量的初值。1. 1. 计算计算的假设条件的假设条件: :(1) 系统中各发电机均用次暂态电抗作为其等值电抗。(2) 系统中各发电机的电势均采用次暂态电势：)0()0()0(0sinIxVEd 在不能确定发电机短路前运行参数时，可近似取=1.051.1(3) 电力系统负荷中含有大量的异步电动机，暂态过程中，异步电动机
21、也应用次暂态电势和次暂态电抗表示：)0()0()0(0sinIxVE 0E 0E x dx I I imi0E 24短路后，短路后，如电动机端残压如电动机端残压，则异步电动机会向，则异步电动机会向短路点提供短路电流短路点提供短路电流。在实用计算中，只对短路点附近，并。在实用计算中，只对短路点附近，并能显著供给短路电流的大型电动机才去计算能显著供给短路电流的大型电动机才去计算和和，其它，其它电动机可看作系统中负荷节点的综合负荷的一部分，电动机可看作系统中负荷节点的综合负荷的一部分，=0.8，=0.35。(4) 网络方面，忽略线路以及变压器的对地支路。网络方面，忽略线路以及变压器的对地支路。2.
22、2. 计算计算的计算步骤的计算步骤: :(1)(1)给定系统中各元件参数的标幺值计算并形成等值电路；给定系统中各元件参数的标幺值计算并形成等值电路；(2)(2)发电机及电动机次暂态电势发电机及电动机次暂态电势的计算；的计算；(3)(3)网络化简：网络化简：(4)(4)短路点起始次暂态电流短路点起始次暂态电流的计算的计算: : xEI0I 0E GE Gx)3(f0E x 0E x 0)0(EV I 253.3.冲击电流冲击电流的计算的计算imiLDimLDimimIkIki 22式中的第一项为式中的第一项为发电机提供的冲击电流发电机提供的冲击电流，第二项为，第二项为负荷提供的冲击电流负荷提供的
23、冲击电流，为负荷提供的为负荷提供的起始次暂态起始次暂态电流。电流。 对于小容量的电动机和综合负荷取对于小容量的电动机和综合负荷取=1；容量为容量为200500kW的异步电动机，取的异步电动机，取=1.31.5；容量为；容量为5001000kW的异步电动机，取的异步电动机，取= 1.51.7；容量为；容量为1000kW以上的异步电动机，以上的异步电动机，取取= 1.71.8；同步电动机和调相机的冲击系；同步电动机和调相机的冲击系数和同等容量的同步发电机的冲击系数相等。数和同等容量的同步发电机的冲击系数相等。LDI imLDkimLDkimLDkimLDk26转移电抗及其计算转移电抗及其计算转移电
24、抗转移电抗：对任一复杂网络进行变换，消除除短路点和电源：对任一复杂网络进行变换，消除除短路点和电源电势节点以外的所有中间节点，最后得到的电势节点以外的所有中间节点，最后得到的各电各电源电势节点到短路点间的直接联系电抗源电势节点到短路点间的直接联系电抗。G-1G-2G-3G-4f (3)E2E4f (3)E1E3X”d1X”d2X”d3X”d4E1E2E3E4X1fX2fX3fX4ff系统图等值电路图变换后的等值电路图中间节点X1f、X2f、X3f、X4f分别为各电源点到短路点的转移电抗。分别为各电源点到短路点的转移电抗。27求取转移电抗的方法：网络变换法求取转移电抗的方法：网络变换法(1) 星
25、角变换星角变换132Z1Z2Z3123Z12Z31Z233212112ZZZZZZ1323223ZZZZZZ2131331ZZZZZZ(2) 角星变换角星变换123Z12Z31Z23132Z1Z2Z331231231121ZZZZZZ31231223122ZZZZZZ31231231233ZZZZZZ28求取转移电抗的方法：网络变换法求取转移电抗的方法：网络变换法(3) 星网变换星网变换n条阻抗支路Z1、Z2、Z3、Zn以k点为公共端点的星形网络，去掉k点形成网形网络：YZZZjiijnZZZZY1111321其中，12imn1Z2ZiZmZ12im12Z2iZ1iZ1mZimZ2mZ29(4
26、) 电源合并电源合并合并原则：母线电压合并原则：母线电压V不变，流入母线的电流不变不变，流入母线的电流不变求取转移电抗的方法：网络变换法求取转移电抗的方法：网络变换法1E2EnE1Z2ZnZVVEZ1212nnEVEVEVEVZZZZ1212121211111111nnnnEEEVZZZZZZEVZZZZ30(4) 电源合并电源合并合并原则：母线电压合并原则：母线电压V不变，流入母线的电流不变不变，流入母线的电流不变求取转移电抗的方法：网络变换法求取转移电抗的方法：网络变换法1E2EnE1Z2ZnZVVEZ1212nnEEEEZZZZ121111nZZZZ31321.08GE 10.2(3)f
27、10.8LDE60.33341.16790.182110.0381.433.330.9ME 100.06170.52551.944241.2CE 20.8LDEacb100BSMVABavVV，11000.120.260BdNSxxS21000.245x 31000.23.3336x 41000.351.16730x 51000.351.94418x 6%10.51000.33310010031.5sBNVSxS710.5 1000.52510020x 810.51001.41007.5x 91221000.4 600.182115BlBSxxlV1021000.4 200.061115x11
28、21000.4 100.03115x 3311.039E120.171(3)k140.515161.4333.330.9ME 150.586131.30820.931Eacb41 11114/GLDGLDE xExEEExx1.08 1.1670.8 0.21.0390.2 1.16712141.167 0.2/1.1711.1670.2xxx5222225/CLDCLDE xExEEExx1.2 1.9440.8 40.9314 1.94413254 1.944/1.3084 1.944xxx14690.333 0.1820.515xxx157100.525 0.0610.586xxx168
29、111.40.03 1.43xxx34161.43170.504(3)kc0.9ME 33.3331.01EGIMI113152121431213151214()()/()()LDE xxExxEEExxxx1.039 (1.3080.586)0.931 (0.171 0.515)1.01(1.3080.586)(0.171 0.515)1712141315(0.171 0.515) (1.3080.586)()/()0.504(0.171 0.515)(1.3080.586)xxxxx316171.010.5221.430.504GEIxx 30.90.273.333MMEIx 0.5220
30、.270.792GMIII22imimGimLDMikIkI1.820.535 1.620.271.9731001.97318.013 6.3imimBiIIkA35161.43170.504(3)kc0.9ME 33.3331.01EGIMI11.039E120.171(3)k140.515161.4333.330.9ME 150.586131.30820.931Eacb161.43 0.5220.747cGVI x11412141.0390.7470.4250.171 0.515CEVIxx 21513150.931 0.7470.0971.3080.586CEVIxx 14 140.74
31、70.425 0.5150.966acVVI x15 150.7470.097 0.5860.804bcVVI x361.08GE 10.2(3)f10.8LDE60.33341.16790.182110.0381.433.330.9ME 100.06170.52551.944241.2CE 20.8LDEacb1.08GE 10.2(3)f60.33390.182110.0381.433.330.9ME 100.06170.525241.2CE acb27101692710169()()()()GCExxxExxxExxxxxx 1.08 (40.5250.061) 1.2 (0.20.33
32、30.182)1.096(40.5250.061)(0.20.3330.182)27101698112710169()()()()xxxxxxxxxxxxxxx(40.5250.061)(0.20.3330.182)1.40.032.049(40.5250.061)(0.20.3330.182)1.0960.5352.049GEIx 376 6- -3 3- -2 2 短路电流计算曲线及其应用短路电流计算曲线及其应用1.1.计算曲线的概念计算曲线的概念工程上，计算电力系统三相短路点处工程上，计算电力系统三相短路点处任意时刻任意时刻的短路电路周期分量有效值往往采用的短路电路周期分量有效值往往采用
33、计算曲线法计算曲线法。依据同步发电机短路电流周期分量计算公式依据同步发电机短路电流周期分量计算公式来计算短路电流周期分量相当复杂，体现在必须来计算短路电流周期分量相当复杂，体现在必须明确以下条件参数才可计算：明确以下条件参数才可计算：发电机的各种电抗、各种时间常数、各种电势发电机的各种电抗、各种时间常数、各种电势初值等；初值等；强行励磁系统参数；强行励磁系统参数；短路点距离发电机出口的电气距离；短路点距离发电机出口的电气距离；时间时间38当发电机的参数和运行初态给定后，当发电机的参数和运行初态给定后，短路电流周短路电流周期分量期分量将只是将只是短路点到发电机的电气距离短路点到发电机的电气距离和
34、和时间时间的函数：的函数：txfIjsp,pIjsxt其中：其中：edjsxxx 即归算到发电机额定容量的发电机次暂态电抗标即归算到发电机额定容量的发电机次暂态电抗标幺值与发电机出口到短路点的电抗标幺值之和。幺值与发电机出口到短路点的电抗标幺值之和。反映这一函数关系的一组曲线称为计算曲线。反映这一函数关系的一组曲线称为计算曲线。pI0tjsx1tt 6 6- -3 3- -2 2 短路电流计算曲线及其应用短路电流计算曲线及其应用392.2.计算曲线的制作计算曲线的制作制作计算曲线的典型接线图：制作计算曲线的典型接线图：绘制汽轮发电机的计算曲线的计算环境：绘制汽轮发电机的计算曲线的计算环境：如图
35、所示，如图所示，f点发生三相短路，发电机正常运行在点发生三相短路，发电机正常运行在VN、SN状态下，其中状态下，其中50%负荷为负荷为SLD，另，另50%负荷功率送向短负荷功率送向短路点。路点。各种类型各种类型(汽轮、水轮汽轮、水轮)不同型号，不同容量的发电机作不同型号，不同容量的发电机作样机，对于给定的电抗样机，对于给定的电抗和时间和时间t ,分别算出每种电机的短分别算出每种电机的短路电流周期分量值，取其算术平均值作为在给定路电流周期分量值，取其算术平均值作为在给定、 下的下的该类型发电机的短路电流周期分量值。该类型发电机的短路电流周期分量值。jsxjsxtGSNSLDfxk403.3.计算
36、曲线应用时要注意的问题计算曲线应用时要注意的问题(1) (1) 制作计算曲线的网络只含有一台发电机，且计算电抗与制作计算曲线的网络只含有一台发电机，且计算电抗与负荷支路无关，但电力系统的实际接线要复杂得多，所以应负荷支路无关，但电力系统的实际接线要复杂得多，所以应用计算曲线之前，首先必须略去负荷支路，并将原系统的等用计算曲线之前，首先必须略去负荷支路，并将原系统的等值网络通过网络变换，变换成只含有短路点和若干电源点的值网络通过网络变换，变换成只含有短路点和若干电源点的星形网络，并略去所有电源点之间支路，星形网络，并略去所有电源点之间支路，便得到以短路点便得到以短路点f f为为中心的以各电源点为
37、顶点的星形电路中心的以各电源点为顶点的星形电路，然后对星形电路的每，然后对星形电路的每一支路分别应用计算曲线。一支路分别应用计算曲线。(2) (2) 实际系统中发电机数目很多，如每一台发电机都为一个实际系统中发电机数目很多，如每一台发电机都为一个电源点，计算量非常大，所以工程计算中常采用电源点，计算量非常大，所以工程计算中常采用合并电源的合并电源的方法来简化网络方法来简化网络，把短路电流变化规律大致相同的发电机尽，把短路电流变化规律大致相同的发电机尽可能地合并，对于条件比较特殊的某些发电机单独考虑，这可能地合并，对于条件比较特殊的某些发电机单独考虑，这样，根据不同的具体条件可将网络中的电源分为
38、数目不多的样，根据不同的具体条件可将网络中的电源分为数目不多的几组，每组都用一个等值发电机代表，即保证精度，又可减几组，每组都用一个等值发电机代表，即保证精度，又可减少工作量。少工作量。41合并发电机的主要依据是：合并发电机的主要依据是：与短路点电气距离相差不大，容量相差也不与短路点电气距离相差不大，容量相差也不大的同类大的同类 型发电机可以合并；型发电机可以合并；远离短路点的同类型的发电机可以合并；远离短路点的同类型的发电机可以合并；直接接于短路点的发电机应单独考虑；直接接于短路点的发电机应单独考虑；网络中恒定电势源网络中恒定电势源(无限大容量电源无限大容量电源)应单独计应单独计算，因为其短
39、路电流周期分量不衰减；算，因为其短路电流周期分量不衰减；424.4.应用计算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量的应用计算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量的计算步骤计算步骤(1)1)绘制等值网络，计算网络参数；绘制等值网络，计算网络参数；参数计算采用标幺值，参数计算采用标幺值，、；发电机电抗用发电机电抗用，略去网络中所有对地支路、电阻元件；，略去网络中所有对地支路、电阻元件；恒定电势源的内阻抗为零；恒定电势源的内阻抗为零；略去负荷；略去负荷；(2)2)进行网络变换：满足合并条件的电源合并，求出各等值发进行网络变换：满足合并条件的电源合并，求出各等值发电机对短路点的电机对短路点的转移电抗转移电抗
40、；(3)(3)将转移电抗按各自相应等值发电机的容量进行归算，求得将转移电抗按各自相应等值发电机的容量进行归算，求得各等值发电机对短路点的各等值发电机对短路点的计算电抗计算电抗：BNiifijsSSxx.), 2 , 1(gixif), 2 , 1(gidx BSavBVV 43(4)(4)由由根据给定时间根据给定时间t t查计算曲线，得到各等值发电机向短查计算曲线，得到各等值发电机向短路点所提供的短路电流周期分量标幺值路点所提供的短路电流周期分量标幺值；(5)(5)网络中恒定电势源网络中恒定电势源供出的短路电流不衰减：供出的短路电流不衰减：SfPSxI1(6)(6)计算短路电流周期分量有效值：
41、计算短路电流周期分量有效值：avNi*ptiptiVSII3avB*pSpSVSII3avB*pSavNigi*ptiptVSIVSII331ijsx.*ptiI第第 台等值发电机提供的台等值发电机提供的短路电流：恒定电势源提供的短路电流：恒定电势源提供的短路电流：短路点周期电流的有名值：短路点周期电流的有名值：Si注：注： 应取短路点处电压级的平均额定电压；应取短路点处电压级的平均额定电压；avV44例例6 6- -8 8 如图所示电力系统，发电厂如图所示电力系统，发电厂A A和和B B都是火电厂，都是火电厂，各元件参数如下：各元件参数如下：发电机发电机G G- -1 1和和G G- -2
42、2：31.5MVA31.5MVA，X Xd d”=0.13”=0.13发电厂发电厂B B：235.3MVA235.3MVA，X”=0.3X”=0.3变压器变压器T T- -1 1和和T T- -2 2：20MVA20MVA，Vs%=10.5Vs%=10.5线路线路L L：2 2100km，每回每回0.40.4/km/km试计算试计算f f点发生短路时点发生短路时0.20.2秒和秒和2 2秒的短路秒的短路周期电流周期电流. .发电厂发电厂AG-1G-2T-1T-2L6.3kV115kV发电厂发电厂BfG4560.15130.1271G40.525B50.52510.41620.4162Gf100
43、BSMVABavVV121000.130.41631.25xx4510.5 1000.52510020xx31000.30.127235.3x 6211000.4 1000.1512115x G-1G-2T-1T-2L6.3kV115kV发电厂发电厂BfG4660.15130.1271G40.525B50.52510.41620.4162Gf10.416G fx254225436()()()Gfxxxxxxxxx(0.4160.525) 0.525(0.4160.525)0.5253.243(0.1270.515)36436425()()()Bfxxxxxxxxx(0.1270.515) 0.
44、525(0.1270.515)0.5250.958(0.4160.525)11131.250.4160.13100NGjs GG fBSxxS22231.253.2431.013100NGjs GGfBSxxS235.30.9582.254100NBjs BBfBSxxS(2/)25364()/()(0.4160.525)/(0.1270.151)0.5250.74GB fxxxxxx2(2/)(2/)31.25235.30.741.97100NGNBjs GBGB fBSSxxS4760.15130.1271G40.525B50.52510.41620.4162Gf1(0.2)4.95GI1
45、(2)2.77GI2(0.2)0.93GI2(2)1.13GI(0.2)0.42BI(2)0.45BI(0.2)1(0.2)12(0.2)2(0.2)GNGGNGBNBIIIIIII31.2531.25235.34.950.930.4225.903 6.33 6.33 6.3kA(2)31.2531.25235.32.771.130.4520.873 6.33 6.33 6.3IkA1(0.2)4.95GI1(2)2.77GI(2/)(0.2)0.48GBI(2/)(2)0.52GBI(0.2)1(0.2)1(2/)(0.2)(2/)GNGGBN GBIIIII31.2531.25235.34.950.4825.903 6.33 6.3kA(2)31.2531.25235.32.770.5220.633 6.33 6.3IkA48小小 结：结：作业：作业：6-11，6-13，6-15一、短路的基本概念与类型；二、恒定电势源电路的三相短路：周期分量与非周期分量；短路冲击电流，短路电流有效值，短路功率；三、非恒定电势源的起始次暂态电流和冲击电流；发电机和负荷提供的冲击电流；四、利用计算曲线计算任意时刻的短路电流周期分量：网络化简；转移电抗；计算电抗；恒定电势源的等效；
