西安支通大学《电力系统暂态分析》10XIANJIAOTONGUNIVERSITY第三章电力系统三相短路电流的实用计算
1 《电力系统暂态分析》 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
西安交大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算XIANJIAOTONGUNIVERSITY本章主要内容：第一节短路电流交流分量初始值计算√第二节计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理√第三节其他时刻短路电流交流分量有效值的计算2
2 第一节 短路电流交流分量初始值计算 第二节 计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理 第三节 其他时刻短路电流交流分量有效值的计算 本章主要内容： 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
西安支通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算10XIANJIAOTONGUNIVERSITY第一节短路电流交流分量初始值计算3
3 第一节 短路电流交流分量初始值计算 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
西安交通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算101XIANJIAOTONGUNIVERSITY本节主要内容：V1. 计算的条件和近似V2.简单系统I"计算√3.复杂系统计算√4．我国国家标准I"计算
4 1. 计算的条件和近似 2. 简单系统I"计算 3. 复杂系统计算 4. 我国国家标准I"计算 本节主要内容： 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算
-西安支通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT第一节短路电流交流分量初始值计算·短路后瞬时发电机可用次暂态电动势和次暂态电抗等值·短路交流电流初始值的计算实质上是一个稳态交流电路的计算问题·电力系统有些特殊问题需注意一、计算的条件和近似（1）对于电源，各台发电机均用X作为其等值电抗，即假设d轴和q轴等值电抗均为Xy。发电机的等值电动势则为次暂态电动势，即E% = Uo + jlioxa5
5 第一节 短路电流交流分量初始值计算 • 短路后瞬时发电机可用次暂态电动势和次暂态电抗等值 • 短路交流电流初始值的计算实质上是一个稳态交流电路的计算 问题 • 电力系统有些特殊问题需注意 一、计算的条件和近似 （1）对于电源，各台发电机均用 作为其等值电抗，即假 设d轴和q轴等值电抗均为 。发电机的等值电动势则为次暂 态电动势，即 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 x d E 0 U 0 jI 0 x d x d
西安支通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TREXIANJIAOTONGUNIVERSIT（2）在电网方面，作短路电流计算时可以比潮流计算简化。·一般可以忽略线路对地电容和变压器的励磁回路·在计算高压电网时还可以忽略电阻·对于必须计及电阻的低压电网或电缆线路，为了避免复数运算可以近似用阻抗模值z（=r2+x2）进行计算·在标幺值运算中采用近似方法，即不考虑变压器的实际变比，而认为变压器变比均为平均额定电压之比6
6 （2）在电网方面，作短路电流计算时可以比潮流计算简化。 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 • 一般可以忽略线路对地电容和变压器的励磁回路 • 在计算高压电网时还可以忽略电阻 • 对于必须计及电阻的低压电网或电缆线路，为了避免复数运算 可以近似用阻抗模值 进行计算 • 在标幺值运算中采用近似方法，即不考虑变压器的实际变比， 而认为变压器变比均为平均额定电压之比 z（ r 2 x 2）
西安支通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT（3）综合性的负荷对短路电流的影响很难准确计及·不计负荷：短路前按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依旧不接负荷·计及负荷：各发电机的次暂态电动势的计算式为Ela Ua j Pa JQo,x'i= 1,...,GO·短路后电网中的负荷可近似用恒定阻抗表示：Usi1oli=1,..,LZpi= Ppilol - jQbilol7
7 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 （3）综合性的负荷对短路电流的影响很难准确计及 • 不计负荷：短路前按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网 上依旧不接负荷 • 计及负荷：各发电机的次暂态电动势的计算式为 • 短路后电网中的负荷可近似用恒定阻抗表示： x i G U P Q E U ′′ =1 , ˆ ′′= + 0 ， -j j d i 0 i 0 i i 0 i 0 i L P Q U z = =1,, Di 0 Di 0 2 Di 0 Di -j
西安交大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TREXIANJIAOTONGUNIVERSITY（4）对于短路点附近的电动机，必须计及短路后电动机倒送短路电流，又称反馈电流的现象。·异步电动机在失去电源后能提供短路电流是机械和电磁惯性作用的结果;·由图3-1知异步电动机短路电流中有交流（接近基频）分量和直流分量；图3-1异步电动机突然三相短路电流波形8
8 （4）对于短路点附近的电动机，必须计及短路后电动机 倒送短路电流，又称反馈电流的现象。 • 异步电动机在失去电 源后能提供短路电流 是机械和电磁惯性作 用的结果； • 由图 3–1知异步电 动机短路电流中有交 流（接近基频）分量 和直流分量； 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 图 3–1 异步电动机突然三相短路电流波形
西安支通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT·在突然短路时，异步电动机的定子绕组和转子鼠笼式短路条构成的等值绕组的磁链，均不会突变，因而在定子和转子绕组中均感应有直流分量电流。·异步电动机可以用一个与转子绕组交链的磁链成正比的电动势称为次暂态电动势E以及相应的次暂态电抗x（d、q轴相同）作为定子交流分量的等值电动势和电抗。·次暂态电动势在短路前后瞬间不变，可以用E"和 x"计算短路初始电流。·当短路瞬间异步电动机端电压低于E"时，异步发动机就变成了一个暂时电源向外供应短路电流。9
9 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 • 在突然短路时，异步电动机的定子绕组和转子鼠笼式短路条构 成的等值绕组的磁链，均不会突变，因而在定子和转子绕组中 均感应有直流分量电流。 • 异步电动机可以用一个与转子绕组交链的磁链成正比的电动势， 称为次暂态电动势 以及相应的次暂态电抗 （d、q轴相同） 作为定子交流分量的等值电动势和电抗。 • 次暂态电动势在短路前后瞬间不变，可以用 和 计算短 路初始电流 。 • 当短路瞬间异步电动机端电压低于 时，异步发动机就变成 了一个暂时电源向外供应短路电流。 x x E 0 E 0 E 0
西安交通大学第三章电力系统三相短路电流的实用计算TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT·异步电动机次暂态电抗的等值电路如图3－2所示，其中Xra为转子等值绕组漏抗。x"的表达式为：XroXadx"=x.+-Xro +XadYYYY·实际上,x"和异步电动机启动XoXro时的电抗相等，可直接由启Xad动电流求得，即：x" = xst =1/ I,0图3-2短路瞬时等值电路·E由正常运行方式计算而得：E% =Uo - jiox"10
10 • 异步电动机次暂态电抗的等值电路如图 3–2所示，其 中 为转子等值绕组漏抗。 的表达式为： 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 图 3–2 短路瞬时等值电路 r x x r ad r ad x x x x x x • 实际上， 和异步电动机启动 时的电抗相等，可直接由启 动电流求得，即： x st st x x 1/ I • E 0 由正常运行方式计算而得： E U I x 0 0 0 -j