电力系统三相短路的实用计算

第七章电力系统三相短路的实用计算

内容要点

电力系统故障计算。可分为实用计算的“手算”和计算机算法。大型电力系统的故障计算，一般均是采用计算机算法进行计算。在现场实用中，以及大学本、专科学生的教学中，常采用实用的计算方法—‘手算’(通过“手算“的教学，可以加深学生对物理概念的理解)。

例题1：

如图7一1所示的输电系统，当k点发生三相短路，作标么值表示的等值电

路并计算三相短路电流。各元件参数已标于图中。

图7一1系统接线图

解：取基准容量Sn=100MV A,基准电压Un=Uav(即各电压级的基准电压用平均额定电压表示)。则各元件的参数计算如下，等值电路如图7一2所示

图7-2 等值电路

例题7-2：

已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流 3.45N KA I =,N

COS ϕ=

0.8、d

X ''=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始超瞬态电流''I 和冲击电流有名值。(取 1.8=i m p

K

)

解：因为，发电机短路前是额定运行状态，取101.

10U =∠︒

习题：

1、电力系统短路故障计算时，等值电路的参数是采用近似计算，做了哪些简化?

2、电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么?

3、无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路时，短路电流包含几种分量?有什么特点?

4、何谓起始超瞬态电流(I")?计算步骤如何?在近似计算中，又做了哪些简化假设?

k的大小与

5、冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数

imp

什么有关？

i时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作为电源6、在计算1"和

imp

看待?如何计算?

7、什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值?如何计算?

8、网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是什么?他们之间有何关系?

9.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作?

10.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何?

11、供电系统如

图所示，各元件参数

如下:线路L, 50km,

Ω;变压

X1=0.4km

S=10MV A, %k u=10.5. T K= 110/11。假定供电点(s)电压为106.5kV 器T,

N

保持恒定不变，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路时，试计算:短路电流周期分量起始值、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。

12、某电力系统的等值电路如图所示。已知元

E=1.0,2E=1.1,X1=X2=0.2,

件参数的标么值为，

1

X3=X4=X5 =0.6, X6=0.9,X7=0.3,试用网络变换法

求电源对短路点的等值电动势和转移电抗

[答案:X1k=1.667, X2k=1.667]

13、一台同步发电机参数为

50MV A, 10.5kV，

d

X''=0.125.经

过一串联的电抗器后发生三相短

路，电抗器的电抗值是0.44Ω,现在

新增一台同样的发电机与原有发电机并联运行，而要使同一短路点的短路容量不变，问电抗器的电抗值应改为多少欧

[答案：Xp=0.578Ω]

14、下图中G为发电机，C为调相机，M为大型电动机。L1,L2为由各种电机组和而成的综合负荷。它们的超瞬态电动势分别为1.08、1.2、0.9、0.8、0.8；

大型电动机和综合负荷的超瞬态电抗分别为0.2、0.35;线路电抗均为0.4

km

Ω，试计算k点三相短路时的冲击电流和短路电流的最大有效值。

[答案：取''

G

E=1.08, ''C E=1.2，负荷均考虑为E"=0.8,x=0.35时，imp i

=13.97kA，若取:

''

G

E=''C E=1时，远处负荷不考，imp i=13.20KA(短路电流最大

有效值略)]

5、电力系统接线如右图所示。电力系

统C的数据分别如下:(a)系统C变电站断路

器QF的额定断开容量

b

S=1000MV A;(b)

在电力系统C变电站的母线发生三相短路

时.系统C供给的短路电流是1.5kA; (c)系统

C是无穷大系统。试计算K点发生三相短

路时，t=0s的短路电流周期分量的有名值。

[答案:(a)I"k=4.923(KA),(b)I"k=4.861(KA),(C)I"k=7.567(KA)]

6.系统接线如图所示，求K点发生三相短路，t=0s的短路电流周期分量有名值。

[答案：取E"=1时，I"=18.53KA]