电力系统三相短路电流的实用计算.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
2、负荷在短路计算中一般作为节点的接地支路并 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
3、(6-3)可见,任一节点电压i的电压都由两项叠 加而成。第一项是当 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
4、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),6.1 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
5、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
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