三相短路电流计算.pdf

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1、4.4三相短路电流的计算由于短路电流的变化规律和电源系统的容量情况有关，所以下面分别讨论无穷大容量电源系统和有限容量电源系统的短路电流计算方法。4.4.1无穷大容量电源系统的三相短路电流计算1.三相短路电流周期分量有效值无穷大容量系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值保持不变，因此存在如下关系：I′′=I=I（4.4.1）∞p由此可见，只要求出短路电流周期分量有效值，短路电流的其它各量就很容易得到。无穷大容量电源系统发生三相短路时，电源母线电压不变，则UavI=（4.4.2）p3ZKΣ式中：U——计算点所在电压级的平均额定电压。avZ——归算到电压U的短路回路总阻抗。KΣav1在高压供电

2、系统中，短路回路的总电阻一般比总电抗小的多，若R

3、I=I′′1+(2K−)1（4.4.7）shsh对于高压供电系统K=8.1，则i=.255I′′，I=.151I′′；shshsh低压供电系统K=3.1，则i=.184I′′I=.109I′′。shshsh3.三相短路功率的计算在高压断路器的选择中，有时需要校验其开断容量，为此需计算三相短路时的次暂态短”路功率SSdS′′=3UI′′=（4.4.8）avX*KΣ例4.4.1某无穷大容量电源供电系统如图4.4.1(a)所示，各元件参数如下：线路L:140km,X0=4.0Ωkm；变压器T1及T:2SNT=10MVA，Uk%=5.4。电抗器L:U=6kV,I=.015kA,X%=3。试计算K点发

4、生三相短路时的短路电NRNRR流次暂态值、冲击值及次暂态功率。6.3kV37kVT1LL1K～S＝∞sX＝0sT2(a)20.4514K1.1691.74630.45(b)图4.4.1例题4.4.1图（a）计算电路图；（b）等值电路图解:设，，K点基准电流S100dI===.916kA。作等值电路（图4.4.1（b）），计算各元件的电抗标d3U3×3.6av幺值并标于图上。Sd100线路X=X=Xl=4.0×40×=.1169*L11*022U37avUk%Sd5.4100变压器T1及T2X=X=X=X==×=.045*T1*T22*3*100S10010NTXR%UNRSd36100电抗器

5、LX=X==××=.1746*R4*221003INRUav1003×.0153.6则K点短路时短路回路总阻抗为：X=X+X2/+X=.1169+.0452/+.1746=.314*KΣ1**2*4I.916d短路电流次暂态值I′′===.292kAX.314*KΣ短路电流冲击值i=2KI′′=.255×.292=.745kAshsh次暂态短路功率S′′=3UI′′=3×3.6×.292=31.86MVAav4.4.2有限容量电源系统的三相短路电流计算1．有效值的计算---运算曲线法有限容量电源系统发生三相短路后，其母线电压不再保持恒定，短路电流周期分量也随之发生变化。如果已知短路后某一时刻

6、发电机的电势，则短路电流周期分量相应时刻的有效值可按下式求取EtI=pt3XKΣ（4.4.9）式中：E——短路后t时刻的发电机的电势；tX——短路回路总电抗。KΣ但是同步发电机突然短路时，电势随时间变化的规律是很复杂的，用上式计算比较困难。电力部门根据国产同步发电机参数和容量配置情况，用概率统计的方法分别制定了汽轮发电机和水轮发电机的短路电流运算曲线。利用运算曲线可以方便地查出三相短路电流周期分量的有效值I，因此在实际工程计算中，通常采用“运算曲线”来求解三相短路电流周期分*pt量的有效值I=ft,(X)*pt*ca（4.4.10）式中：t——待求短路电流的时间；X——短路回路的计算电抗（c

7、alculatingreactance），是以向短路点直接提供*ca短路电流的发电机总容量S为基准功率求出的电抗标幺值。如果已得到以S为基准功率NΣd算出的短路点至电源的电抗基准标幺值X，则可按下式求出计算电抗*dKΣSNΣX=X（4.4.11）*ca*dKΣSd需要指出的是利用运算曲线求得的I，是以向短路点直接提供短路电流的发电机总容*pt量为基准功率所对应的三相短路电流周期分量在t时刻的有效值的标幺值。因