【正文】 嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián) 運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè) 系統(tǒng)解列 ，這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷，因此，必須切除部分用戶。為保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，減輕短路造成的影響，除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。 （ 2）電流的電動(dòng)力效應(yīng)：巨大的短路電流通過電氣設(shè)備將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能引起電氣設(shè)備的機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行或?qū)ΨQ短路時(shí)，三相電流是對(duì)稱的，在線路的周圍空間各點(diǎn)產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)彼此抵消，在鄰近的導(dǎo)體中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，短路電流產(chǎn)生不平衡的交變磁場(chǎng)，對(duì)線路附近的通訊線路信號(hào)產(chǎn)生干擾。 供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)將產(chǎn)生上述后果，故在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，應(yīng)設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。另一方面，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障，應(yīng)能迅速、準(zhǔn)確地把故障線路從電網(wǎng)中切除，以減小短路所造成的危害和損失。所計(jì)算短路電流用于解決下列技術(shù)問題： 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 （ 1）選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備：校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性，確保電氣設(shè)備在運(yùn)行中不受短路電流的沖擊而損壞。 （ 3）選擇限流裝置：當(dāng)短路電流過大造成電氣設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在供電線路串接限流裝 置來限制短路電流。 （ 4）選擇供電系統(tǒng)的接線和運(yùn)行方式：不同的接線和運(yùn)行方式，短路電流的大小不同。 在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計(jì)算，比如在選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的主接線時(shí)為了比較不同方案接線圖，進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶的影響。 標(biāo)么值的概念： 與有名值同單位）基準(zhǔn)值 ）實(shí)際有名值（任意單位標(biāo)么值 (? （ 11） 標(biāo)么值是一個(gè)沒有量綱的數(shù)值 ,對(duì)于同一個(gè)有名值 ,基準(zhǔn)值選得不同 ,其標(biāo)么值也就不同。采用標(biāo)么制易于比較電力系統(tǒng)中各元件的特性和參數(shù)，易于判斷電氣設(shè)備的特征和參數(shù)的優(yōu)劣還可以使計(jì)算量大大簡(jiǎn)化。故采用標(biāo)么制時(shí)，對(duì)稱三相電路完全可以用單相電路計(jì)算。換算原則是換算前后的物理量的有名值 保持不變。 設(shè)統(tǒng)一選定的基準(zhǔn)電功率和基準(zhǔn)電壓分別為 BB US和 ,對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器，若已知其額定標(biāo)幺電抗為 ?NX ,電抗有名值為 X ，則換算到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺電抗為： 222 BBNNNBB USSUXUSXX ??? ?? (16) 而對(duì)用于限制短路電流的電抗器，若已知它的額定標(biāo)幺電抗為 ?RX ,電抗有名值為 RX ,則換算到統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺電抗為： 22 3 BBNNRBBR USIUXUSXX ??? ?? (17) 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 5 第二章 電力系統(tǒng)三相短路電流的計(jì)算 無限大電源供電的系統(tǒng)三相短路電流的變化情形，認(rèn)為短路后電源電壓和頻率均保持不變，忽略了電源內(nèi)部的暫態(tài)變化過程，但是當(dāng)短路點(diǎn)距電源較近時(shí)，必須計(jì)及電源內(nèi)部的暫態(tài)變化過程，這個(gè)衰減變化過程主要分為三個(gè)階段即：次暫態(tài)階段、暫態(tài)階段和穩(wěn)態(tài)階段，每一階段發(fā)電機(jī)都呈現(xiàn)不同的電抗和不同的衰減時(shí)間常數(shù)，此過程的分析較復(fù)雜。實(shí)際上，電力系統(tǒng)短路電流的工程計(jì)算在大多數(shù) 情況下，只要求計(jì)算短路電流基頻交流分量的初始值，也稱為次暫態(tài)電流 I?? 。 各臺(tái)發(fā)電機(jī)均用次暫態(tài)電抗 39。dx ，發(fā)電機(jī)的等值電勢(shì)則為次暫態(tài)電勢(shì)。E 雖然不具有 39。dE 那種在突然短路前后不變的特性，但從計(jì)算角度考慮近似認(rèn)為 39。電源的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)均取為額 定電壓，其標(biāo)幺值為 1。另外，在計(jì)算高壓電網(wǎng)時(shí)還可以忽略電阻，在標(biāo)幺值運(yùn)算中采用近似方法，即不考慮變壓器的實(shí)際變比，而認(rèn)為變壓器的變比均為平均額定電壓之比。39。母線 3 上均接有綜合性負(fù)荷，現(xiàn)分析母線 3發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流交流分量的初始值。在采用了 139。 ?E 和忽略負(fù)荷的近似后，計(jì)算用等值電路如圖 21（ c）所示。39。39。 2139。 11 xxIf ?? (21) 如果短路為非金屬性短路，設(shè)經(jīng)過 fZ 發(fā)生短路，則短路點(diǎn)電流的形式為： 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 6 ff ZjxI ?? ?139。 （ 22） 39。2E 39。2E 39。2dx 39。2dx 1lx 2lx 1lx 2lx ）（ 3f ）（ 3f ）（ 3f （ a）系統(tǒng)圖 （ b）等值電路 （ c）簡(jiǎn)化等值電路 圖 21簡(jiǎn)單系統(tǒng)等值電路 因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的實(shí)際情況比較復(fù)雜。按簡(jiǎn)化條件計(jì)算的短路電流值偏大，其誤差為 10%～ 15%。 G21 G11 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 7 第三章 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算 對(duì)稱分量法 對(duì)稱分量法是分析不對(duì)稱故障的常用 方法，根據(jù)對(duì)稱分量法，一組不對(duì)稱的三相量可以分解為正序、負(fù)序和零序三相對(duì)稱的三相量。三相量的三組對(duì)稱分量如圖 31所示。于是三相不對(duì)稱量可做如下分解 （ 32） 這樣根據(jù) 式（ 32）可以把三組三相對(duì)稱向量合成三個(gè)不對(duì)稱向量，而根據(jù)式（ 31）可以把三個(gè)不對(duì)稱向量分解成三組對(duì)稱量。 序網(wǎng)絡(luò)分為正序，負(fù)序，零序網(wǎng)絡(luò)。正序網(wǎng)絡(luò)首先在短路點(diǎn)加入短路點(diǎn)電壓的正序分量，正序分量電流流經(jīng)的原件，用相應(yīng)的正序阻抗表示，電源中性點(diǎn)與負(fù)荷中性點(diǎn)等電位， 直接用導(dǎo)線相連，設(shè)為等電位。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的負(fù)序電勢(shì)為零，所以負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中電源支路負(fù)序阻抗的終點(diǎn)不接電勢(shì)，而與零電位相連，并作為負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的起點(diǎn)，短路點(diǎn)就是該網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)。只在短路點(diǎn)存在有由故障條件所決定的不對(duì)稱電勢(shì)源中的零序分量。零序電流實(shí)際上是一個(gè)流經(jīng)三相電路的單相電流，經(jīng)過地或與地連接的其它導(dǎo)體（例如地線、電纜包皮等），再返回三相 電路中。如果與短路點(diǎn)直接相連的網(wǎng)絡(luò)中有好幾個(gè)接地的中性點(diǎn)，那么有幾個(gè)零序電流的并聯(lián)支路。作出系統(tǒng)的三線圖，在短路處將三相連在一起，接上一個(gè)零序電勢(shì)源，并從這一點(diǎn)開始逐一的查明零序電流可能通行的回路。 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 電力系 統(tǒng)的正常運(yùn)行一般是對(duì)稱的，它的三相電路的參數(shù)相同，各相的電流，電壓對(duì)稱，這就是說只有正序分量存在。此時(shí)，可用對(duì)稱分量法，將實(shí)際的故障系統(tǒng)變成三個(gè)互相獨(dú)立的序分量系統(tǒng)，而每個(gè)序分量系統(tǒng)本身又是三相對(duì)稱的，從而就可以用進(jìn)行電路計(jì)算了。應(yīng)用對(duì)稱分量法，可繪出三序網(wǎng)圖（三序等值電路圖），如圖 33 所示為最簡(jiǎn)化的三序網(wǎng)圖。 電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，短路點(diǎn)的電壓，電流出現(xiàn) 不對(duì)稱，利用對(duì)稱分量法將不對(duì)稱的電流電壓分解為三組對(duì)稱的序分量，由于每一序系統(tǒng)中三相對(duì)稱，則在選好一相為基準(zhǔn)后，每一序只需要計(jì)算一相即可，用對(duì)稱分量法計(jì)算電力系統(tǒng)的不對(duì)稱故障。 如圖 34短路點(diǎn)的邊界條件為 (假定 A相單相接地短路 ) 0?? faU ， 0?? ?? fcfb II （ 36） 用序分量表示的短路點(diǎn)邊界條件為 0021 ??? ??? fafafa UUU （ 37） fafafafa IIII ???? ??? 31021 （ 38） 復(fù)合序網(wǎng)如圖 35 圖 34 a相接地短路示意圖 圖 35單相接地短路復(fù)合序網(wǎng) 兩相短路 設(shè)系統(tǒng) f 處發(fā)生兩相（ cb, 相）短路，如圖 36所示。短路點(diǎn)的邊界條件 為 0,0 ??? ??? fcfbfa UUI （ 314） 用序分量表示的短路點(diǎn)邊界條件為 021 fafafa UUU ??? ?? （ 315） 0021 ??? ??? fafafa III （ 316） 圖 38 b,c兩相短路接地示意圖 復(fù)合序網(wǎng)如圖 39 b faI? fbI? ）（ 2f fcI? a c fbU? fcU? ? ? ? ? + ?1jx ? )0(faU ?1faU ?2faU ?1faI ?2jx +