电力系统短路电流计算.ppt

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1、第六章电力系统三相短路电流的实用计算6.1短路电流计算的基本原理和方法6.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算6.3短路电流计算曲线及其应用6.4短路电流周期分量的近似计算6.1短路电流计算的基本原理和方法一、电力系统节点方程的建立利用节点方程作故障计算，需要形成系统的节点导纳（或阻抗）矩阵。不含发电机和负荷节点导纳矩阵的形成可参见第四章。这里主要研究包含发电机和负荷时系统节点导纳矩阵的形成。如图6-1所示，节点接入接入电势源与阻抗的串联支路。接入发电机支路后，将阵中与机端节点对应的对角线元素增加发电机导纳即可形成系统节点导纳矩阵。节点的负荷在短路计算中一般作为节点

2、的接地支路并用恒定阻抗表示，其数值由短路前瞬间的负荷功率和节点的实际电压算出，即6.1短路电流计算的基本原理和方法或节点接入负荷，相当于在阵中与节点对应的对角元素中增加负荷导纳。最后形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点方程如下(6-2)6.1短路电流计算的基本原理和方法二、利用节点阻抗矩阵计算短路电流如图6-3所示，假定系统中的节点f经过过渡阻抗发生短路。对于正常状态的网络而言，发生短路相当于在故障节点f增加了一个注入电流。因此，网络中任一节点i的电压可表示为：6.1短路电流计算的基本原理和方法（6-3）由式（6-3）可见，任一节点电压i的电压都由两项叠加而成。第

3、一项是当时由网络内所有电源在节点i产生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下的节点电压，记为。第二项是当网络中所有电流源都断开，电势源都短接时，仅仅由短路电流在节点i产生的电压。这两个分量的叠加，就等于发生短路后节点i的实际电压，即(6-4)6.1短路电流计算的基本原理和方法公式（6-4）也适用于故障节点f，于是有（6-5）是故障节点f的自阻抗，也称输入阻抗。方程式（6-5）含有两个未知量，根据故障的边界条件（6-6）由方程式（6-5）和（6-6）解出（6-7）6.1短路电流计算的基本原理和方法而网络中任一节点的电压（6-8）任一支路（图6-5）的电流（6-9）6.

4、1短路电流计算的基本原理和方法三、利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流1、转移阻抗的概念对于如图6-8（a）所示的多源线性网络，根据叠加原理总可以把节点f的短路电流表示成（6-12）其中便称为电势源i对短路点f的转移阻抗。6.1短路电流计算的基本原理和方法根据（6-12），当电势源i单独作用时，为电势源i对短路点f的转移阻抗为电势源i对电势源节点之间的转移阻抗6.1短路电流计算的基本原理和方法2、利用节点阻抗矩阵计算转移阻抗当电势源单独存在时，相当于在节点i单独注入电流,这时在节点f将产生电压，若将节点f短路，便有电流，于是可得（6-13）同理可得电势源I和电势

5、源m之间的转移阻抗为6.1短路电流计算的基本原理和方法3、利用电流分布系数计算转移阻抗对于图6-8（a）所示的系统，令所有电源电势都等于零，只在节点f接入电势，使产生电流，各电源支路对节点f的电流分布系数[见图6-9]为6.1短路电流计算的基本原理和方法在节点f单独注入电流时，第i个电势源支路的端节点I的电压为，而该电源支路的电流为。由此可得（6-15）对照公式（6-13），计及可得（6-16）6.1短路电流计算的基本原理和方法电流分布系数是说明网络中电流分布情况的一种参数，对于确定的短路点网络中的电流分布是完全确定的。图6-10（a）表示某网络的电流分布情况。若令

6、电势的标幺值与的标幺值相等，便有，各支路电路标幺值即等于该支路的电流分布系数，如图6-10（b）所示。6.1短路电流计算的基本原理和方法4、利用网络的等值变换计算转移阻抗（1）将电源支路等值合并和网络变换，把原网络简化成一端接等值电势源另一端接短路点的单一支路，该支路的阻抗即等于短路点的输入阻抗，也就是等值电势源对短路点的转移阻抗，然后通过网络还原，算出各电势源对短路点的转移阻抗。（2）保留电势源节点和短路点的条件下，通过原网络的等值变换逐步消去一切中间节点，最终形成以电势源节点和短路点为顶点的全网形电路，这个最终电路中联结电势节点和短路点的支路阻抗即为该电源对短路

7、点的转移阻抗。6.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算一、起始次暂态电流的计算1、起始次暂态电流：短路电流周期分量的初值2、次暂态参数的选择发电机：其简化相量图如图6-15所示。假定发电机在短路前额定满载运行不计负荷影响，取6.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算汽轮发电机和有阻尼绕组的凸极发电机的次暂态电抗可以取为。电动机：次暂态电抗次暂态电势图6-16示出异步电机的次暂态参数简化相量图6.2起始次暂态电流和冲击电流的实用计算综合负荷次暂态电势次暂态电抗二、冲击电流的计算负荷提供的冲击电流电源提供的冲击电流总的冲击电流6.3短路电流计算曲线及其应用一、计算曲线