第6章 短路电流计算(2013-4)

《第6章 短路电流计算(2013-4)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章 短路电流计算(2013-4)（82页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第六章第六章短路电流计算短路电流计算1本章考试大纲要求 掌握短路电流计算方法 熟悉短路电流计算结果的应用 熟悉影响短路电流的因素及限制短路电流的措施。2与本章相关的规程规范和手册 3 2 导 体 和 电 器 选 择 设 计 技 术 规 定 DL/T5222-2005 附录F 短路电流实用计算 62工业和民用配电设计手册(第三版)， 水利电力出版社，2005 63钢铁企业电力设计手册上册，冶金工业出版社，1996 60电力工程电气设计手册（电气一次线部分），中国电力出版社，19893一、短路电流计算方法（掌握）高压系统短路电流计算标么值的基本关系系统元件电抗标么值的计算三相短路电流计算不对称短路

2、电流计算低压系统短路电流的计算方法计算条件三相和两相短路电流的计算单相短路(包括单相接地故障)电流的计算低压网络电路元件阻抗的计算4三相短路作为短路电流基本计算供配电系统可能发生三相，两相或单相短路，设计时已采取措施，使单相短路电流不超过三相短路电流，第四章中叙述了中性点的接地方式，110kv以下的系统都不采用中性点直接接地的方式，故三相短路电流通常是最大的，只有在靠近发电机出口处短路时除外，此时，两相短路电流的大小视短路点与电源距离的远近而定，见后面两相短路电流计算 5对称分量法三相网络内任一组不对称量（电流、电压等）都可以分解为三个对称分量，即正序、负序和零序分量 ，由于对称分量的独立性，

3、故可利用重迭原理，分别计算，然而从对称分量中求出实际的短路电流或电压值。所谓对称，即三个矢量大小相等且相互间相位角相等。所谓平衡，即三个矢量的和等于零 正序分量-一组平衡的三相电流（电压），大小相等而相位角互差120的矢量，按反时针方向旋转，次序是a-b-c 负序分量-一组平衡的三相电流（电压），大小相等而相位角互差120的矢量，按反时针方向旋转，次序是a-c-b 零序分量-一组不平衡的三相电流（电压），大小相等而相位角互差0的矢量，即同相位 正序分量和负序分量是既对称而又平衡的系统，零序分量是对称但不平衡的系统 三相短路是对称的短路，无负序及零序分量；两相短路是不对称短路，无零序分量；单相短

4、路是不对称短路，正序、负序及零序分量都有 6三相短路-对称短路 K点发生三相短路，电路分成两个回路，第一回路与电源相连，但回路阻抗变小，电流必然增大。第二回路为被短接的回路，该回路电流由原来的电流不断衰减，直至儲能元件中所儲藏的能量全部变为其中电阻所消耗的热能为止。(儲能元件有用户的感应电动机等）7两相短路-不对称短路 8单相接地短路-不对称短路 9短路电流计算中的计算条件电力网在正常工作时三相对称所有电源的电动势相位角相同短路回路各元件的磁路系统为不饱和状态，即感抗为一常数输电线路的电容略去不计不考虑短路点的电弧阻抗及变压器的励磁电流所有同步电机都具有自动调整励磁装置 短路发生在短路电流最大

5、的瞬间 （32F.1节） 10高压网络短路电流计算条件确定短路的流时，应按最大短路电流的正常运行方式，不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式 （325.0.4条）要计算网络在最大或最小运行方式下的短路电流，前者用来校验电气设备的动热稳定，后者用来校验继电保护的灵敏系数 （62 P124) 计算短路点应选择在流过所校验电器和导体的短路电流为最大的地点 （325.0.6条）架空及电缆线路的有效电阻，只有在短路点总电阻 大于总电抗 的三分之一时才计入其有效电阻 （63P177）RX11短路电流的计算步骤画出计算三相短路电流用的计算电路和等值电抗（或阻抗）图，并标上要计算的短路点对电路中的每一元件

6、编号并计算出电抗（或阻抗）值标在图上进行电路化简，逐步化简到短路点前只剩一个等效元件，自它的一端施以电势，另一端就是短路点，求出短路电流值，这一等效元件称为综合电抗（或阻抗）如有多个电源时，可采用电抗网络转换公式或分布系数法来求得每一电源所提供的短路电流，然后加以综合。电路中各元件的参数，可用标幺值或有名值来表明12标幺值与有名值用标幺值进行计算时，各元件电抗必须换算为选定的基准容量下的标幺值，才能进行串、并联或星一三角变换的化简计算用标幺值进行计算时，基准电压采用元件所在级的平均电压Uav用有名值进行计算时，必须把各电压级所在元件电抗的标幺值或有名值，换算到短路计算点所在基准电压级内的有名值

7、，才能进行串、并联或星一三角变化的化简计算标幺值广泛地用于高压网络的短路电流计算有名值一般用于低压网络的短路电流计算13平均电压Uav我国电力系统各级电压的平均电压Uav取用标称线电压 的1.05倍。 Uav1.05Un 即3.15、6.3、10.5、37、63、115kV14标幺值的基本关系 标幺值是一相对值，电参数的标幺值为其有名值与基准值之比：容量标幺值电压标幺值电流标幺值电抗标幺值jSSS*jUUU*jIII*jXXX*15标幺值的基本关系 式中 为容量、电压、电流、电抗的有名值 为容量、电压、电流、电抗的基准值 各基准值之间的关系式是功率方程式和欧姆定律jjjjXIUS、XIUS、j

8、jjIUS3jjjjjSUIUX2316标幺值的基本关系 通常我们选定和，则利用上式可求出和 标幺值的优点是：相电压与线电压的标幺值相同单相功率和三相功率的标幺值相同电流标幺值与容量标幺值相同，即jSjUjIjX*SI17元件参数的换算 1. 标幺值 当我们提出某元件的阻抗标幺值时，一定要指明它的基准容量，否则就没有意义了。因元件的阻抗标幺值是指每相的值，故同步电机、变压器和电抗器样本上给出的标幺值，是以他们每相的额定容量为基准的 在三相电力系统中，电路元件电抗的标幺值X*可用下式表示 （1）2*3jjjjjUSXUXIXXX18 已知以额定容量为基准的电抗标幺值，换算到以基准容量为基准的电抗

9、标幺值，可用下式计算 （以额定容量为基准） （以基准容量为基准）上二式可换写为故rrrUXIX3*jjjUXIX3*rrrIUXX3*jjjIUXX3*jjjrrrIUXIUX33*19 （2） 作近似计算时可认为 则 （3） 属于这一类元件有同步电机、变压器和电抗器jrjrrjUIIUXX*avjrUUUrjrjSSXX*20 同步电机 同步电机在发生突然短路时会出现一个暂态过程，短路开始瞬间，滞后的短路电流欲使定子的漏磁通增大，但转子上的励磁线圈和阻尼线圈内产生的自由电流都阻止漏磁通的增大，此一时期称为超瞬变（次暂态）过程，以后随着阻尼线圈中自由电流的消失，但励磁线圈的时间常数较大，自由电

10、流仍然起着作用，这一时期称为瞬变（暂态）过程，当上述两个线圈都不起作用时，即进入稳态 同步电机在暂态过程中电抗的变化为： Xd（超瞬变电抗） Xd （瞬变电抗） Xs (稳态电抗 ） Xd Xd Xs 短路开始时（零秒时)呈现的是超瞬变电抗，故用Xd 来计算 I 已知同步电机的超瞬态电抗百分值Xd%（百分值与标幺值的关系为X%=100X*)，则按（3）式换算（电抗标幺值下脚标 j 可不写），得：21rjddSSXX100%* 变压器 变压器的阻抗是绕组间的漏抗。制造厂給出的是短路电压百分值Uk%。短路电压的定义是当变压器二次侧短路的情况下，二次侧流过额定电流时，一次侧所施加额定电压的百分数，即

11、： Uk% Ur=Ir Z 而阻抗标幺值的定义是 该阻抗在流过额定电流所产生的压降与额定电压之比，即： 或 对比上述两式，得ZT =Uk%，则可按（3）式换算，得： 当电阻值允许不计时：rjKTSSUZ100%*rjKTSSUX100%*22rrTUZIZ*ZIUZrrT* 电抗器 电抗器的电抗由每相的自感确定，已知电抗器的百分电抗值Xk%，则按（2）式换算，得： 这里为什么不按（3）式而用（2）式来换算，因为电抗器在电路内起限流作用，需要较准确地计算，另外也可能会用高一级额定电压电抗器，例如10kv电抗器用于6kv系统，因此要用额定电压而不用平均电压来计算jjrrKKUIIUXX100%*2