第3册第六章短路电流计算-PPT精选文档

发布时间:2021-07-30 15:37:50

第六章 短路电流计算 本章考试大纲要求 ? 掌握短路电流计算方法 ? 熟悉短路电流计算结果的应用 ? 熟悉影响短路电流的因素及限制短路 电流的措施。 与本章相关的规程规范和手册 ? 《三相交流系统短路电流计算》GB/T15544-2019》 ? 《工业和民用配电设计手册》( 第三版 ) 水利电 力出版社,2019 ? 《钢铁企业电力设计手册》冶金工业出版社, 2019 一、短路电流计算方法(掌握) 1. 高压系统短路电流计算 1) 标么值的基本关系 2) 系统元件电抗标么值的计算 3) 三相短路电流计算 4) 不对称短路电流计算 2. 低压系统短路电流的计算方法 1) 计算条件 2) 三相和两相短路电流的计算 3) 单相短路(包括单相接地故障)电流的计算 4) 低压网络电路元件阻抗的计算 三相短路作为短路电流基本计算 ? 供配电系统可能发生三相,两相或单 相短路,设计时已采取措施使单相短 路电流不超过三相短路电流 两相短路电流(除在发电机出口处短 路外)通常也小于三相短路电流 两相短路电流与三相短路电流之比可 考虑为 3 2 ? ? 短路电流计算中的假设条件 ? ? ? ? ? ? 电力网在正常工作时三相对称 所有电源的电动势相位角相同 短路回路各元件的磁路系统为不饱和 状态,即感抗为一常数 电路电容略去不计 变压器励磁电流略去不计 所有同步电机都具有自动调整励磁装 置 高压网络短路电流计算条件 ? 短路前三相系统应是正常运行情况下的接 线方式,不考虑仅在切换过程中的短时出 现的接线方式 ? ? ? 要计算网络在最大或最小运行方式下的短 路电流 计算短路点应选择在流过所校验电器和导 体的短路电流为最大的地点 短路电路内如总电阻 R?大于总电抗X ? 的三 分之一,则应计入其有效电阻 短路电流的计算步骤 ? 画出计算三相短路电流用的计算电路和等值电抗(或 阻抗)图,并标上要计算的短路点 ? ? 对电路中的每一元件编号并计算出电抗(或阻抗)值 标在图上 进行电路化简,逐步化简到短路点前只剩一个等效元 件,自它的一端施以电势,另一端就是短路点,求出 短路电流值,这一等效元件称为综合电抗(或阻抗) ? 如有多个电源时,可采用电抗网络转换公式或分配系 数法来求得每一电源所提供的短路电流,然后加以综 合。 ? 电路中各元件的参数,可用标幺值或有名值来表明 标幺值与有名值 ? 用标幺值进行计算时,各元件电抗必须换算为选 定的基准容量下的标幺值,才能进行串、并联或 星一三角变换的化简计算 ? ? 用标幺值进行计算时,基准电压采用元件所在级 的*均电压Uav 用有名值进行计算时,必须把各电压级所在元件 电抗的标幺值或有名值,换算到短路计算点所在 基准电压级内的有名值,才能进行串、并联或星 一三角变化的化简计算 ? ? 标幺值广泛地用于高压网络的短路电流计算 有名值一般用于低压网络的短路电流计算 *均电压Uav ? ? 我国电力系统各级电压的*均电压Uav取 用标称线电压 的1.05倍。 Uav≈1.05Un 即3.15、6.3、10.5、37、 63、115kV 标幺值的基本关系 标幺值是一相对值,电参数的标幺值 为其有名值与基准值之比: S 容量标幺值 S* ? Sj U 电压标幺值 U* ? Uj I I* ? 电流标幺值 Ij 电抗标幺值 X X* ? Xj 标幺值的基本关系 式中 S、U、I、X 为容量、电压、 电流、电抗的有名值 S j、U j、I j、X j 为容量、电压、 电流、电抗的基准值 各基准值之间的关系式是功率方程式 和欧姆定律 S j ? 3U j I j Xj ? Uj 3I j ? U2 j Sj 标幺值的基本关系 通常我们选定S j 和U j ,则利用上 式可求出 I j 和X j 标幺值的优点是: 相电压与线电压的标幺值相同 单相功率和三相功率的标幺值相同 电流标幺值与容量标幺值相同,即 I * ? S* ? ? ? 元件参数的换算 1.标幺值 ? 当我们提出某元件的阻抗标幺值时,一定要 指明它的基准容量,否则就没有意义了。同 步电机、变压器和电抗器样本上给出的标幺 值,是以他们的额定容量为基准的。 ? 在三相电力系统中,电路元件电抗的标幺值 X*可用下式表示 X* ? X Xj ? 3I j X Uj ?X Sj Uj 2 (1) ? 已知以额定容量为基准的电抗标幺值,换算到 以基准容量为基准的电抗标幺值,可用下式计 算 X *r ? 3I r X Ur (以额定容量为基准) (以基准容量为基准) Uj 3I j X*j ? 3I j X Uj Ur 3I r 上二式可换写为 X ? X *r X ? X*j Uj 3I j 故 X *r Ur ? X* j 3I r X * j ? X *r Ur I j I rU j (2) 作*似计算时可认为 X * j ? X *r Sj Sr U r ? U j ? U av (3) 则 属于这一类元件有同步电机、变压器和电抗器。 同步电机 已知同步电机的超瞬态电抗百分值Xd``% (百分值与标幺值的关系为X%=100X*) 则按(3)式换算(电抗标幺值下脚标j可 不写),得: X % Sj ? ? 100 S r '' d X '' *d 变压器 已知变压器的阻抗电压百分比 Uk%,则按(3)式换算,得: 当电阻值允许不计时 UK % S j Z*T ? ? 100 S r X *T UK % S j ? ? 100 S r 电抗器 已知电抗器的百分电抗值Xk%,则按 (2)式换算,得: X *K X K % Ur I j ? ? ? 100 I r U j 这里为什么不按(3)式来换算,因为电抗器在 电路内起限流作用,需要较准确地计算,另 外也可能会用高一级额定电压电抗器,例如 10kv电抗器用于

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