電力系統(tǒng)三相短路分析(編輯修改稿)
2025-05-27 01:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 量 的近似表達(dá)式為 ??????? ????????? mTtmmTtmmm IeIIeIItI dd // )()()(起始次暫態(tài)電流值 由有阻尼繞組 SM等值電路求得 短路電流暫態(tài)分量起始值 ，由無(wú)阻尼繞組 SM等值電路求得 穩(wěn)態(tài)短路電流，由穩(wěn)態(tài)等值電路求得 阻尼繞組時(shí)間常數(shù) 勵(lì)磁繞組時(shí) 間常數(shù) 第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 為了便于描述同步電機(jī)突然短路的暫態(tài)過(guò)程 ,需要確定一個(gè) 短路瞬間不突變的電勢(shì) — 交軸暫態(tài)電勢(shì) (通常以暫態(tài)后電勢(shì) 代替 ), 此時(shí) 無(wú)阻尼繞組同步電機(jī)的電勢(shì)方程為 : 39。qE39。EIxjUE d ??? ????注意： 沒(méi)有實(shí)際物理意義， 純粹是虛構(gòu)的計(jì)算用電動(dòng)勢(shì) 39。E 有阻尼繞組突然短路時(shí)，勵(lì)磁繞組和阻尼繞組共同產(chǎn)生直流電流以維持短路瞬間總磁鏈不變， 短路電流周期分量的初值大于無(wú)阻尼繞組時(shí)的短路電流。 對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程為次暫態(tài)過(guò)程。電勢(shì)方程為 IxjUE d ??? ??????第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 ， 用于校驗(yàn)斷路 器的斷開(kāi)容量和繼電保護(hù)整定計(jì)算中 I?， 用于電氣設(shè)備穩(wěn)定校驗(yàn) 實(shí)用計(jì)算 三相短路 前面分析為一臺(tái)發(fā)電機(jī)三相短路時(shí)短路電流的求法 ,分析過(guò)程復(fù)雜，很難在實(shí)際工程中應(yīng)用。本節(jié)將介紹在實(shí)際工程中求解 有限容量系統(tǒng)三相短路電流 的有關(guān)方法。 一、實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè) — 各元件模型 如前所述，短路瞬間同步電機(jī)的 保持為短路前的瞬時(shí)值 ?39。39。E第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 000 IxjUE d ??? ??????0000 s in ?dXIUE ??????20220220 c o ss in ）（）（ ?? dd XIXIUE ?????????— 短路前瞬間的電壓、電流值 等值電路圖 向量圖 忽略變壓器勵(lì)磁支路和輸電線路對(duì)地電容支路 忽略原因：短路之后，母線電壓降低，對(duì)地支路的電流非常小 計(jì)算高壓電網(wǎng)時(shí)可忽略電阻 標(biāo)幺值計(jì)算采用近似方法，變壓器變比為平均額定電壓之比 若計(jì)算中忽略負(fù)荷，則短路前為空載，次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)幺值為 1 第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 負(fù)荷只作近似估計(jì)，或當(dāng)恒定電抗。 注意： 由于該反饋電流使電動(dòng)機(jī)將迅速受到制動(dòng)，其值也迅速減小，所以電動(dòng)機(jī)的反饋電流一般只影響短路電流的 沖擊值 。 短路后瞬間，電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械和電磁慣性會(huì)送出短路電流。 stIx 139。39。 ? 39。39。 ?x異步電動(dòng)機(jī)突然短路時(shí)的等值電路也可以用次暫態(tài)電勢(shì)和次暫態(tài)電抗表示。次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值： — 起動(dòng)電流標(biāo)幺值， 4～ 7,通常取 5，故 000 IxjUE ??? ?????20220220 c oss i n ）（）（ ?? XIXIUE ?????????第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 若異步電動(dòng)機(jī)短路前額定運(yùn)行（ ， ） 10 ?U 10 ?I 39。39。 ?x 0 ?? ???E， 可得： 故起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值： 39。39。39。39。039。39。 ??xEI （異步電動(dòng)機(jī)提供的短路電流為額定電流的 ） 二、起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計(jì)算 起始次暫態(tài)電流就是短路電流周期分量（指基頻分量）的初值。 只要把等值電路中系統(tǒng)所有元件都用其次暫態(tài)參數(shù)表示，起始次暫態(tài)電流的計(jì)算就同穩(wěn)態(tài)電流的計(jì)算一樣了。 1）由短路前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算次暫態(tài)電勢(shì) 2）求系統(tǒng)各元件參數(shù)標(biāo)幺值（近似法） 3）根據(jù)短路點(diǎn)，做出等值電路并化簡(jiǎn) 0000 s in ?dXIUE ??????第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 水輪發(fā)電機(jī) — 無(wú)阻尼 則起始次暫態(tài)短路電流 : )( 39。39。39。39。039。39。fd xxEI?????dX ???dX???dX； 有阻尼 汽輪發(fā)電機(jī) — xf — 機(jī)端至短路點(diǎn)的組合電抗。 次暫態(tài)電抗一般由廠家供給，或者： ???dX s 0 ??10 ?U 10 ?I例：若短路前發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行， ， ， ， ，則 2 2 220 ???????? ）（）（E（或 ） 機(jī)端發(fā)生短路時(shí) ， 39。39。 ??I （為額定電流的 ） ???????E第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 將沖擊電流表達(dá)式中的 IP以 I’’代替 39。39。39。39。 2)e1( IKIii m pTim a ????39。39。22 Mi m Mi m GMimGimim IKIKiii ?????? ??考慮異步電動(dòng)機(jī)提供的短路電流后，總的沖擊電流為： 【 例 2】 圖示簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，一臺(tái)發(fā)電機(jī)向一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)供電。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的額定功率均為 30MVA，額定電壓均為，次暫態(tài)電抗均為 。線路電抗以電機(jī)的額定值為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值為 。設(shè)正常運(yùn)行情況下電動(dòng)機(jī)消耗的功率為20MW，功率因數(shù)為 ，端電壓為 ，若在電動(dòng)機(jī)端點(diǎn) f 發(fā)生三相短路，試求短路后瞬時(shí)故障點(diǎn)的短路電流以及發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)支路中電流的交流分量。 第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 解：令 Sd=30MVA， Ud= Uav，則 AI d 100030 ????1) 根據(jù)短路前的等值電路計(jì)算次暫態(tài)電勢(shì) (運(yùn)行在非額定狀態(tài)下 ) ????fU?則正常情況下電路的工作電流 AI 102030 ??????????以標(biāo)幺值表示為 jAI ??????????????? dfG xIjUE 000 ???發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì) )( jjj ??????電動(dòng)機(jī)的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì) ??????? dfM xIjUE 000 ???)( jjj ??????第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 2) 根據(jù)短路后的等值電路計(jì)算各處電流 發(fā)電機(jī)支路中的電流 )( Ajj jI G ???????電動(dòng)機(jī)支路中的電流 1 6 5 1 3 6 ????? j jI M)(71451139 Aj???故障點(diǎn)總電流 )(1 3 3 3 3 AjIIIGMf ??????????第七章 電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算 三、網(wǎng)絡(luò)的變換與化簡(jiǎn) 對(duì)于復(fù)雜電力系統(tǒng)，為了計(jì)算方便，作出整個(gè)系統(tǒng)的等值電路后，一般都需要進(jìn)行化簡(jiǎn) 在允許把所有的電源合并為一個(gè)電源的前提下，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為 : 若電源不容許全部合并，則為： 第七章
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