【正文】 II型。 原則上基準(zhǔn)值是可以任意選定，但為了便于計(jì)算， 通常是選擇基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。 【 例 】 某供電系統(tǒng) 如圖示 。 G ~ RL? ?3k( 3 ) a v a v22 33?? ?kklk l k lUUIZRX48 1. 系統(tǒng)（電源）電抗 無限大容量系統(tǒng)的內(nèi)部電抗分為兩種情況： 一種是當(dāng)不知道系統(tǒng)（電源）的短路容量時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)電 抗為零； 另一種情況是如果知道系統(tǒng)（電源）母線上的短路容量 （即 出口斷路器的斷流容量 ） 及平均電壓時(shí)，則系統(tǒng)電抗 可由下式求得 ： 22a v a v a vs ( 3 ) ( 3 )av33? ? ?kkkU U UXSI I UsX49 2. 變壓器電抗 變壓器電抗由變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)的定義 可得知 : N T T N TkT 2N T N T3% 1 0 0 % 1 0 0 %? ? ?I Z SuZUU2NTTkNT% UZu S??2avT T kNT%? ? ? UX Z u S得變壓器阻抗 忽略電阻，得 22T T TX Z R??得變壓器電抗 2NTT N T 2NTURPS??式中 TX22T T T??Z X R 變壓器的短路阻抗百分比在數(shù)值上與變壓器短路電壓百分比相 等。 znizni jcidT?)~(???dT)~(???dT40 激磁繞組感應(yīng)電流衰減的較慢，因?yàn)槠涞刃щ姼休^大， 其時(shí)間常數(shù)稱為暫態(tài)時(shí)間常數(shù) 。 sh sh p pi 2 k I = 4I?32 3. 短路全電流的最大有效值 短路電流在某一時(shí)刻的有效值是以時(shí)間為中心的一個(gè)周期 內(nèi) T 短路全電流的均方根值。根據(jù)楞次定律，短路電流不能突變。在衰減過程中，回路磁場 中所儲(chǔ)藏的能量將全部轉(zhuǎn)化成熱能。因 此，研究短路的暫態(tài)過程具有重要意義。 ④電壓降低 ： 很大的短路電流在線路上造成很大的電壓降，影響用電設(shè)備的使用。 3 短路電流的基本概念 產(chǎn)生短路電流的原因 什么是短路？ 短路，就是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在 電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短 接等。 短路的危害 8 ① 熱效應(yīng)： 短路電流通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍，使設(shè)備過熱，導(dǎo)致絕緣加速老化或損壞。 短路使線路負(fù)荷突然減少 ， 勢必造成短路電流的 增大 ， 但是感性負(fù)載抵制電流的突變 ， 這對(duì)矛盾的 存在導(dǎo)致了電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的發(fā)生 。 設(shè)取 A相分析。 ?短路電流各分量的相量圖 )s i n ( ??? ?? tUu m圖中表明：一相的短路電流情況，其他兩相只是在相位上相差 120176。 得 最大短路電流的沖擊電流： 高、低壓電路 的取值與 電流沖擊值 shksh sh p pi 2 k I = 5I? s shT 。 在 衰減完后，激磁繞組的感應(yīng)電流 繼續(xù)衰減的過 程稱為暫態(tài)過程，衰減完后，短路便進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 即 Uar ＝ 我國電力系統(tǒng)各電壓等級(jí)的平均額定電壓規(guī)定如下 ： 電網(wǎng)額定電壓（ kV） 6 10 35 110 220 330 500 電網(wǎng)平均額定電壓（ kV） 37 115 230 345 525 44 ② 由電源至短路點(diǎn)之間的短路阻抗 : k l k l1XR3?22k l k l k lZ R X??k l k l1RX3?在高壓電網(wǎng)有 ： 可忽略 Rkl kl klZX?在低壓電網(wǎng)有： 可忽略 Xkl kl klZR?klXklRklZ分別是 電源至短路點(diǎn)之間的總短路阻抗、 總短路電抗、總短路電阻 有名值計(jì)算法 ( 3 ) av22av33???kkl klklUIRXUZ 有名值法又稱歐姆法，是因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名 單位 “ 歐姆 ” 而得名。 (4) 將等效電路化簡，求系統(tǒng)總阻抗。 值同單位）該量的基準(zhǔn)值（與實(shí)際位）該量的實(shí)際值（任意單＝某量的標(biāo)幺值 *67 用標(biāo)幺值參數(shù)時(shí)，首先要選擇基準(zhǔn)值 短路計(jì)算，參與計(jì)算的實(shí)際值有容量 S、電壓 U、 電流 I和電抗 X。k im im kI I i S100reS MVA? re a rUU?3rerearSIU?*re(3)kkI I I?83 例 32 用標(biāo)幺值法計(jì)算短路參數(shù) 解： 1）畫系統(tǒng)等值電路圖 ~ 35KV 6KV SK A B T C K D l1 l2 k1 k2 k3 84 解： 2）選定基準(zhǔn)量 : r e r e 1 r e 2100 MV A 。 求出各元件的電抗標(biāo)幺值后，根據(jù)短路點(diǎn)到大容量發(fā)電機(jī)之間各元件的連接關(guān)系，再計(jì)算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值 。 107 ? 對(duì)稱分量的概念 108 將不對(duì)稱短路產(chǎn)生的 三相不對(duì)稱 電量，分解為 三組對(duì)稱的量 ，表示如下： 109 1. 正序分量 什么是正序分量 ？ 幅值相等，相位互差 120?，相序?yàn)轫槙r(shí)針 （與 電源電壓相序相同） 。故對(duì)應(yīng)有正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。 125 126 一個(gè) 1. 正序網(wǎng)絡(luò) 正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計(jì)算短路電流時(shí)所用的等值 網(wǎng)絡(luò)。 通常把電氣設(shè)備承受短路電流的電動(dòng)效應(yīng)而不至于造成機(jī) 械性損壞的能力，稱為電氣設(shè)備具有足夠的電動(dòng)穩(wěn)定度。 當(dāng)成套設(shè)備的允許通過的極限電流峰值大于 時(shí)，或允許通過的極限電流有效值大于 時(shí)，設(shè) 備的機(jī)械強(qiáng)度就能承受沖擊電流的電動(dòng)力，這就是 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。 一方面要產(chǎn)生很高的溫度，即熱效應(yīng)； 另一方面要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，即電動(dòng)效應(yīng)。 各元件的各序電抗平均值可取表 35中數(shù)值 。 ???????????????????????????????cbaUUUaaaaUUU??????222101111131求上式的逆矩陣，得各序分量矩陣 116 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，只是故障點(diǎn)的三相 對(duì)稱性遭到破壞，而系統(tǒng)的其余部分仍然是對(duì)稱的 。 —— 電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗，為 。 當(dāng) 時(shí)，由于發(fā)電機(jī)類型不同所引起的短路電 流差別很小，可用平均計(jì)算曲線查得，如圖 314所示。 即： 0 2relavSX X lU? ?結(jié)論： 標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗計(jì)算，不需進(jìn)行 電壓歸算。整個(gè)系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，有關(guān)參數(shù)如下： 電源 ； 線路 變壓器 ； 電抗器 560kS MVA?1 20l km? 01 0 .4 /X k m??NT 2 560 0 kV A??SNL 200 A?I %3% ?LX2 km? 02 0 .0 8 /X k m??% %ku ?65 作業(yè)：某工廠供電系統(tǒng)如下圖所示。 根據(jù)導(dǎo)線參數(shù)及幾何均距可從手冊(cè)中查得單位 長度的電抗值 ，由下式求出線路電抗 ： lXX l 0?lX在工程計(jì)算中取： 高壓架空線 1kV以下電纜 3～ 10kV電纜 0 0 .4 / k mX ??0 0 .0 6 / k mX ??0 0 .0 8 / k mX ??Xl0X53 單位長度電抗也可計(jì)算 ?? dDX當(dāng)三相線路為三角形排列時(shí)： 3 321 DDDD av ?DDDDD av ???D1 D2 D3 D D 2D 當(dāng)三相線路為平行排列時(shí)： 54 低壓供電系統(tǒng)中的線路阻抗 : 在低壓供電系統(tǒng)中，常采用電纜線路，因其電阻較大， 所以在計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流時(shí)，線路電阻不能忽略，線 路每相電阻值可用下式計(jì)算： AlRl ??0RRl l? 電 纜 名 稱 電 導(dǎo) 率 γ /（ m/Ω 無限大容量電源供電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 42 三相短路電流常用的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法 兩種。 ，故其方向與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的主磁通 相反，產(chǎn)生強(qiáng)去磁作用，使發(fā)電機(jī)氣隙中的合成磁場削 弱，端電壓下降。 相角差， 初始值必不相同，因此，三 相短路全電流的波形是不對(duì) 稱的。 非周期分量，是幅值隨短路回路的 Tfi呈指數(shù)曲線衰減。 什么是無限大容量電源？ 所謂 “ 無限大容量系統(tǒng) ” 指端電壓保持恒定，沒有內(nèi)部 阻抗以及容量無限大的系統(tǒng)。 10 當(dāng)短路突然發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)原來的穩(wěn)定工作狀態(tài)遭到破壞，需要經(jīng)過一個(gè)暫態(tài)過程才能進(jìn)入短路穩(wěn)定狀態(tài)。 ⑤挖溝損傷電纜。 ④ 其他外來物體搭在裸線上。造成的影響，需要計(jì)算三相短路電流。又由于 Q≥ΔQ，所以可以認(rèn)為在短路過 程中無限大容量電源系統(tǒng)的端電壓是恒定的。 A相短路電流應(yīng)滿足微分方程： md s in ( )dkk l k l k liL R i U ω t αt ? ? ?u sin( )mU ω t α?? 解這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非齊次一階微分方程，得 ： ? ? ? ?s in s inf i f ittTTmk k l p m k lklUi t c e I t c eZ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?短路前瞬間的電流 ： 設(shè)在 t＝ 0時(shí)短路 短路后瞬間的電流 ： ? ?p m k lI sin c0i ? ? ? ? ?＋mmsi n( ) si n( )0iI ω t α φ I α φ? ? ? ? ?解得常數(shù)： ? ? ? ?sin sinm p m k lc I I? ? ? ?? ? ? ?00ii?＋ 因 將 c代入 ,得 短路全電流的瞬時(shí)表達(dá)式 : pm m pmsi n( ) si n( ) si n( ) ektTk k l k lp apiI ω t α φ I α φ I α φi + i???? ? ? ? ? ? ????p pm sin ( )kliI ω t α φ? ? ?a p m p ms in ( ) s in ( ) eftTkliI α φ I α φ???? ? ? ???短路全電流＝ 短路電流的周期分量 ＋ 短路電流的 非 周期分量 21 周期分量，是幅值不變，并以 50Hz的頻率呈周期變化。 初始值為最大或者為零的 情況，只能在一相中出現(xiàn)， 其它兩相因有 120176。 因?yàn)槎搪坊芈穾缀醭杉冸姼行裕搪冯娏髦芷诜至繙? 后發(fā)電機(jī)電勢近 90176。 因此，只要求出由電源到短路點(diǎn)的總阻抗 Zk，就可計(jì)算 出短路電流周期分量的有效值 Ip(3)，從而得出沖擊電流 ish 和穩(wěn)態(tài)短路電流。 電抗器的電抗值是以其額定值的百分?jǐn)?shù)形式給 出，其值可由下式求出： NLNL%3LLUXXI?LX52 線路電抗 線路電抗取決于導(dǎo)線間的幾何均距、線徑及材 料。 6kV側(cè)母線 C通過串有電抗器 L的兩條電纜向車間變電所 D供電。 reSre av 3UU＝2a v 311a v 1llUXXU??? ?????2* r e a v 3 r e r e r e1 1 1 1 0 12 2 2 2r e a v 1 r e a v 1 a v 1l l l lS U S S SX X X X X lU U U U U???? ? ? ?????其標(biāo)幺值為： ? 第 1段線路電抗歸算至短路點(diǎn)為： 79 標(biāo)幺值下不同電壓等級(jí)的各元件電抗如何計(jì)算？ ? 同理，第 2段線路電抗歸算至短路點(diǎn)為： 2a v 3a v 2l2