短路电流计算讲义曲线的概念
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
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
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)
(b)所示。
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
4、利用网络的等值变换计算转移阻抗
(1)将电源支路等值合并和网络变换,把原网络简化 成一端接等值电势源另一端接短路点的单一支路,该支 路的阻抗即等于短路点的输入阻抗,也就是等值电势源 对短路点的转移阻抗,然后通过网络还原,算出各电势 源对短路点的转移阻抗。 (2)保留电势源节点和短路点的条件下,通过原网络 的等值变换逐步消去一切中间节点,最终形成以电势源 节点和短路点为顶点的全网形电路,这个最终电路中联 结电势节点和短路点的支路阻抗即为该电源对短路点的 转移阻抗。
•
6.3 短路电流计算曲线及其应用
(二)计算步骤 (1)绘制等值网络 选取基准功率 和基准电压 发电机电抗用 ,略去网络各元件的电阻、输电线 路的电容和变压器的励磁支路 无限大功率电源的内电抗等于零 略去负荷
短路电流特性曲线课件
保护策略制定
设备选型与校验
根据短路电流特性曲线,可以选配合 适的电气设备并进行校验,以确保设 备的安全运行。
根据短路电流特性曲线,可以制定相 应的保护策略,如速断、限流等。
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ短路电流计算
短路电流计算方法
欧姆定律法
基于欧姆定律,通过测量电路中 的电阻、电感和电容等参数,计
算短路电流。
叠加原理法
将电路中的电压源和电流源分别进 行叠加,计算每个源单独作用时的 短路电流,最后求和得到总短路电 流。
案例二:某住宅小区的短路跳闸故障排查
总结词
线路过载引发短路跳闸
详细描述
某住宅小区的线路因过载而 发热,引发短路跳闸故障。 电力公司排查故障原因,发 现是居民用电负荷过大所致
。
总结词
电力设施老化问题
详细描述
该小区的电力设施存在老化现象,线路绝 缘层破损、设备锈蚀等问题较多,增加了 短路的风险。
总结词
系统稳定性受影响
短路电流可能导致电力系 统电压骤降或崩溃,影响 系统的稳定运行。
人员伤亡
短路电流可能导致触电事 故,对人员生命安全构成 威胁。
02
短路电流特性曲线
特性曲线的定义与绘制
定义
短路电流特性曲线是描述短路电流随时间变化的曲线,通常以电流为纵坐标, 时间为横坐标。
绘制方法
通过实验或仿真数据,将不同时刻的短路电流值标在坐标系上,然后连成线段 或光滑曲线。
短路电流的限制措施
变压器分接头的调整
通过调整变压器的分接头,改变变压器的变比,从而改变电网的 短路电流水平。
串联电抗器的使用
在系统中串联电抗器,通过增加系统的电抗值来限制短路电流的大 小。
运算曲线_精品文档
运算曲线短路电流计算运算曲线5、4、1运算曲线法短路电流运算曲线,事先制作好的一种计算三相短路电流周期分量有效值的曲线,它表明不同时刻短路点的短路电流周期分量有效值It(标幺值)与短路计算电抗j(标幺值)之间的关系。
It=f(t,j)其中:短路计算电抗标幺值j为从短路点至发电机端点的外电路电抗标么值。
短路电流运算曲线分为:汽轮发电机运算曲线水轮发电机运算曲线运算曲线法,利用运算曲线求短路发生后任意时刻t所对应的短路电流周期分量有效值的方法。
运算曲线只做到j=3、45为止,当j>3、45时,表明短路点远离发电机,可以近似认为短路电流周期分量不随时间变化。
短路电流计算运算曲线当系统中有多台发电机时,可以根据发电机类型和离短路点的不同,把发电机分成若干组,每组用一个等效发电机来表示;然后分别利用不同的运算曲线,求短路发生后时刻t的短路电流周期分量有效值。
分组的基本原则:距短路点电气距离相差不大的同类型发电机可以合并为一组;远离短路点的不同类型发电机可以合并为一组;直接与短路点相连的发电机单独合并为一组;无限大功率(或容量)电源单独为一组。
5、4、2运算曲线法的计算步骤1、忽略负荷,画等值电路,发电机以次暂态电抗代表。
2、任取功率基准值SB,同时取各级电压基准值为UB=Uav,计算各元件参数。
3、网络化简。
依据电源的类型以及距离短路点的电气距离远近将电源划分成几组,每一组等值成一个等效电源。
求出各等效电源至短路点的直接电抗(转移电抗)ki。
4、将ki归算成对应于各等效电源容量下的计算电抗ji:SNi—第i台等效电源中各发电机额定容量之和。
无限大容量电源的计算电抗j(∞)不必归算。
5、查短路电流运算曲线,求出各等效电源t 时刻的短路电流周期分量有效值的标幺值Ii。
若ji>3、45,则:无限大容量电源任意时刻短路电流周期分量有效值的标幺值:6.计算有名值:UB为短路点所在电压等级的平均额定电压。
500kva变压器 240铜 短路电流计算曲线
500kVA变压器和240铜短路电流计算曲线在电力系统中,变压器是起着至关重要作用的设备之一。
它们用来改变电压,从而实现电能的传输和分配。
而在变压器的设计和运行过程中,短路电流计算曲线则扮演着关键的角色。
让我们来介绍一下500kVA变压器。
500kVA表示变压器的额定容量,即在额定工况下,变压器能够完成的最大功率转换能力。
而240铜则表示变压器的线圈材料,铜线圈在高频条件下具有较好的电导率和电磁感应能力,因此适用于变压器的制造。
接下来,我们要探讨的是短路电流计算曲线。
短路电流是指在电路中出现短路故障时,电流的大小和特性。
短路电流计算曲线则是描述短路电流随时间的变化规律,它反映了电路对短路故障的响应能力。
在500kVA变压器系统中,短路电流计算曲线的确定对系统的稳定性和安全性至关重要。
它可以帮助我们预测短路故障的影响,评估电气设备的承受能力,设计保护装置和制定应急措施,从而确保系统的可靠运行。
500kVA变压器和240铜短路电流计算曲线的关联在于前者的额定容量和线圈材料会直接影响后者的计算结果。
在实际工程中,我们需要根据变压器的额定容量和线圈材料,结合电路的特性和运行条件,利用短路电流计算曲线来指导系统的设计和运行。
通过对这一主题的深入研究和分析,我们可以深刻理解500kVA变压器和240铜短路电流计算曲线之间的内在关联,进而提高电力系统的安全性和稳定性。
总结回顾:本文介绍了500kVA变压器和240铜短路电流计算曲线这一重要电力系统主题。
我们首先阐述了500kVA变压器和240铜的概念及其在电力系统中的作用,然后深入探讨了短路电流计算曲线的重要性和与变压器的关联。
结合实际工程应用,阐述了如何利用短路电流计算曲线指导电力系统的设计和运行。
通过本文的阐述,相信读者能够全面、深刻和灵活地理解这一主题。
个人观点:500kVA变压器和240铜短路电流计算曲线是电力系统中的重要主题,对系统的稳定性和安全性有着至关重要的影响。
6.5运算曲线法的应用
• 习题:6-6、6-7
• THE END
g
S Ni 3Vav
SB 3Vav
短路点周期电流的有名值: 短路点周期电流的有名值: I pt = ∑ I pti* S Ni + I pS* S B 3Vav 3Vav i =1
V 应取短路点处电压级的平均额定电压; 注:av 应取短路点处电压级的平均额定电压;
• 例6-2试求图6-30所示系统f1点短路时 t=0.1s和f2点短路时t=0.2s的短路电流周期 分量。 • 例6-3试计算图6-34所示系统在f1和f2点三 相短路时,0.2s和1s的短路电流。
反映这一函数关系的一组曲线称为计算曲线。 反映这一函数关系的一组曲线称为计算曲线。
I
p∗
t = 0 t = t1
x
js
合并发电机的主要依据是: 合并发电机的主要依据是: 与短路点电气距离相差不大,容量相差也不大的同类 型发电机可以合并; 远离短路点的同类型的发电机可以合并; 直接接于短路点的发电机应单独考虑; 网络中无限大容量电源应单独计算,因为其短路电流 周期分量不衰减;
2.应用计算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量的 2.应用计算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量的 计算步骤
(1)绘制次暂态等值网络,计算网络参数; 1)绘制次暂态等值网络,计算网络参数; 1)绘制次暂态等值网络 V 参数计算采用标幺值, ①参数计算采用标幺值,S B 、 B = Vav ; 略去网络中所有对地支路、电阻元件; ②发电机电抗用 x ′′ ,略去网络中所有对地支路、电阻元件; d ③恒定电势源的内阻抗为零(无穷大电源); 恒定电势源的内阻抗为零(无穷大电源); 略去负荷; ④略去负荷; (2)进行网络变换:满足合并条件的电源合并,求出各等值发 2)进行网络变换:满足合并条件的电源合并, 2)进行网络变换 电机对短路点的转移电抗 电机对短路点的转移电抗 xif (i = 1,2,L, g ) ; (3)将转移电抗按各自相应等值发电机的容量进行归算, (3)将转移电抗按各自相应等值发电机的容量进行归算,求得 将转移电抗按各自相应等值发电机的容量进行归算 各等值发电机对短路点的计算电抗 计算电抗: 各等值发电机对短路点的计算电抗:
iv曲线短路电流
iv曲线短路电流
IV曲线短路电流是指在电路中,当发生短路时,电流会急剧增加,形成一个类似于IV曲线的形状。
这个曲线通常被称为IV曲线,因为它与电压-电流(IV)关系图相似。
短路电流的形成是由于电路中的电阻非常小,使得电流可以自由地流动,而不受电阻的限制。
当电路中的某一部分发生短路时,电流会从电源的一端直接流向另一端,形成一个非常大的电流。
这个电流会迅速增加,直到达到电源的极限值,形成一个类似于IV曲线的形状。
在IV曲线上,我们可以看到电流随着电压的增加而增加。
这是因为当电压增加时,电流也会增加,因为电路中的电阻非常小。
当电压达到一定值时,电流会迅速增加,形成一个尖峰,这就是短路电流。
短路电流的危害非常大。
它会导致电路中的设备过热、烧毁、甚至引发火灾。
因此,在电路设计中,我们需要采取措施来防止短路的发生,例如使用保险丝、断路器等保护设备。
短路电流特性曲线PPT课件
光电池及其原理和结构
本实验采用短路电流电路如下图所示,放大器选用OP07;此电路对光电池而言,负 载近似等于0,当有光照射时,光电池感应光照产生光电流I,由于放大器正常工作时正
负两端虚短,所以其输出电压V0= -I*(R1+R2)。并且光照越强,输出电压越大。
.
15
光电池特性测试原理图
.
2
红外光源曲线标定实验
一、实验目的
通过实验使学生了解光源的原理和种类以及输出的光功率和接收电压之间的关系。
二、实验原理 本实验所用的光源为红外功率可调光源,主要由红外发光二极管构成,所用的接收
器件是光敏二极管。
发光二极管
原理与结构:其核心是PN结。因此它具有一般P-N结 的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此 外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电 压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。 进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数 载流子(多子)复合而发光。
9
记录数据并用描点法将接收电压和电流之间的关系绘制成曲线,并对两条 曲线进行分析。
电压--电流数据表格(照度为某一非0值时)
电压--电流数据表格(照度为0值时)
.
10
电压--电流特性曲线
.
11
(二)光敏电阻的光照特性测试
PIN1 PIN2
光敏电阻
Vin GND VCCADJ
红外功率可调光源
PLUG-30 PLUG-32 AGND -5V
5
本实验根据红外发光二极管和光敏二极管的特性,对红外发光二极管发出 的光功率进行测量。由于光敏二极管的谱线宽,可见光会影响测量的结果,因 此实验需要在暗室中进行。
用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流
x4
I 4
x5
I 5
f
第三节 转移阻抗及其求取方法
①计算网络的演变 合并电流
x1
E
x2
E E E E 1 2 3 x4
x5
f
x3
第三节 转移阻抗及其求取方法
将电流电势同时倒向(运算关系不变)
x1 x2
I 1 I 2
I 3
x4
x3
I 4
第四节
计算机计算三相短路的初始值
一、等值网络 根据叠加原理: 短路分量=正常运行分量+故障分量 正常运行分量可由潮流计算得;
I
f
U
f 0
第四节
计算机计算三相短路的初始值
二、用节点阻抗矩阵计算节点故障电流 周期分量 (一)网络方程 U ZI 1、通用方程 U—节点电压 I—注入电流 Z—阻抗矩 阵
E Z if i I
if
E E E I f 1 2 i Z1 f Z 2 f Zif
E i
f
I i
Z if
第三节 转移阻抗及其求取方法
2、影响因素 1)各电源到短路点的公共阻抗,形成 相互影响(互感)
E1 Z1 Z2 E2
当除i节点外所有其他节点注入的电流 均为0时,j节点电压与i节点电流之 比 Z Z U
j ij ji
I i
第四节
计算机计算三相短路的初始值
2、f点短路后的故障分量方程
G1
1 xG
2 xG
G2
U 已知 U f f 0
短路电流计算讲义(精品)
定性分析:
三相短路,阻抗突变,发生暂态过渡过程,k点右侧,没
有电源,电流衰减到零,k点左侧有电源,L↓,I↑,但因为是
感性负荷,I不突变,出现了周期分量。
定量分析:
三相对称,取A相分析。 A相短路电流应满足微分方程:
Lkl
dik dt
Rklikl
Um sin(ωt α)
u Um sin(ωt α)
造成的影响,需要计算三相短路电流。
7
3.2 短路电流暂态过程分析
当短路突然发生时,系统原来的稳定工作状态 遭到破坏,需要经过一个暂态过程才能进入短路稳 定状态。
供电系统中的电流在短路发生时也要增大,经过 暂态过程达到新的稳定值。
什么是短路电流的暂态过程? 短路发生后,电流在短时间内突然增大,经过
一段时间,短路电流有所减少,系统又重新稳定 在一个稳定的状态。
实际上,真正的无限大容量电源系统是不存在的。 然而对于容量相对于用户供电系统容量大得多的电力 系统,当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时,电力 系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。 如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的 5%~10%,或当电力系统容量超过用户供电系统容量50倍 时,可将电力系统视为无限大容量系统。
1
3、短路产生的原因
①电气设备载流部分的绝缘材料老化、损坏。 ②雷击或过电压击穿、风灾引起断线等。 ③工作人员误操作,如带负荷拉刀闸、检修线
路或设备未拆除地线就合闸供电。 ④其他外来物体搭在裸线上。 ⑤挖沟损伤电缆。
2
3.1.2 短路的种类
短路的基本类型
得短路全电流有效值近似式子:
Ikt
I2 pt
I2 spt
30
短路电流最大有效值发生在短路后第一个周期内,称为短路 全电流的最大有效值,简称冲击电流的有效值。
短路计算技术方案
短路计算原理及方法1。
对三相短路计算做基本假设在短路的实际计算中,为了简化计算工作,常采用以下一些假设:(1) 短路过程中各发电机之间不发生摇摆,并认为所有发电机的电势都同相位.对于短路点而言,计算所得的电流数值稍稍偏大。
(2) 负荷只作近似估计,或当作恒定电流,或当作某种临时附加电源,视具体情况而定.(3) 不计磁路饱和。
系统各元件的参数都是恒定的,可以应用叠加原理.(4) 对称三相系统.除不对称故障处出现局部的不对称以外,实际的电力系统通常都当作是对称的。
(5) 忽略高压输电线的电阻和电容,忽略变压器的电阻和励磁电流(三相三柱式变压器的零序等值电路除外),这就是说,发电、输电、变电和用电的元件均用纯电抗表示。
加上所有发电机电势都同相位的条件,这就避免了复数运算.(6) 金属性短路。
短路处相与相(或地)的接触往往经过一定的电阻(如外物电阻、电弧电阻、接触电阻等),这种电阻通常称为“过渡电阻"。
所谓金属性短路,就是不计过渡电阻的影响,即认为过渡电阻等于零的短路情况。
2。
起始次暂态电流和冲击电流的计算方法(1)起始次暂态电流的计算起始次暂态电流就是短路电流周期分量(指基频分量)的初值。
只要把等值电路系统所有元件都用其次暂态参数表示,起始次暂态电流的计算就同稳态电流的计算一样了。
图2。
4 异步电动机简化相量图系统中静止元件(输电线路和变压器)的次暂态参数与其稳态参数相同,而旋转元件(同步发电机和异步电动机)的次暂态参数则不同与其稳态参数。
对于异步电动机,也也用去次暂态电势和次暂态电抗表示.可根据相量图2。
4按式(2—13)近似计算其次暂态电势,其次暂态电抗一般近似取=0。
2(额定标幺电抗)。
(2-13)式中,,和分别为短路前异步电动机的端电压、电流以及电压和电流之间的相角差。
(2) 冲击电流的计算同步发电机提供的冲击电流根据式(2-7)进行计算,即短路电流周期分量的幅值乘以冲击系数。
系统发生短路后,异步电动机机端的残余电压有可能小于其内部电势,或者综合负荷的端电压小于其内部电势0。
第四章短路电流计算
短路种类
短路电流基本概念—短路危害
短路的危害 短路电流的热效应使设备急剧发热,可能导致设备过热损坏 ; 短路电流产生很大的电动力,可能使设备永久变形或严重损坏 ; 短路时系统电压大幅度下降,严重影响用户的正常工作 ; 短路可能使电力系统的运行失去稳定 ; 不对称短路产生的不平衡磁场,会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰,影响其正常工作 。
2.绘制计算用的等效电路图 • 按照所选择的短路计算点,用电抗符号表示电路中的各电气设备(元件),如图所示。在等效电路
图上,只需将被计算的短路电流所经过的一些元件绘出,并表明其编号和电抗值,其中分数的分子 标编号,分母标计算出的元件电抗值。根据等效电路就可以计算短路回路的总电抗和各短路参数。
短路计算的基本步骤
。
f0 i
zm
k的有关物理量
1. 短路电流次暂态值 短路电流次暂态值是指短路以后幅值最大的一个周期(即第一个周期)的短路电流周期分量的有效值。 在无限大容量系统中,短路电流周期分量幅值保持不变。
三相短路的有关物理量 2. 短路电流稳态值 短路电流稳态值(steady-state value)是指短路进入稳态后短路电流的有效值。 无穷大容量电源系统发生三相短路时,短路电流周期分量的幅值恒定不变,则
当R=X/3时,忽略电阻,误差仅增大5%。
忽略短路点的过渡电阻
按对称分析
假R 设 X/3
不忽略电阻 电 时 I流 三相 U短路 U 90.95U
3 R2X2 3X 10
3X
忽略电阻时 流 I三 相 U 短 1.0I5 路电 3X
无限大电源容量的暂态过程 • 电路对称,可以只取一相讨论
无穷大容量系统三相短路的暂态过程
I
(3) k
实用短路电流计算方法 运算曲线法
当它想出短路电流时,一种流行的方法就是阻力计算方法。
但是,让
我们说真的,它相当复杂,需要很多时间,特别是对于大而复杂的动
力系统。
工程师和研究人员想出了操作曲线法,作为一个简单的选择。
这种方法都涉及使用操作曲线来显示短路电流如何根据系统的阻力变化。
通过这些曲线的布局以及使用一些基本的数学,工程师可以快速
准确地计算出动力系统中不同点的短路电流。
操作曲线方法类似于超级英雄团队式,所有的个体短路电流一起形成
一个动力系统中的总短路电流。
这完全是关于叠加原理的,这基本上
是一个想法,即当你把来自发电机,变压器,电动机等不同电压源的
所有短路电流加起来,就会得到大总短路电流。
工程师首先识别系统中所有的电压源,然后他们开始为每个源构建操
作曲线的冒险。
这就像他们正在经历一个迷宫,改变系统阻碍和计算短路电流在每个转弯。
就像拼凑一个谜题一样,他们把所有这些操
作曲线加起来,在电源系统的任何一点找到总的短路电流。
他们就像权力系统世界的超级英雄,把一切集合起来拯救了一天!
操作曲线方法以其优雅的简洁和不费力的魅力,以警笛声向工程师们
敲响心弦。
与令人生畏的阻力计算方法要求复杂了解系统阻力和配置
不同,操作曲线方法编织了图解优雅和数学优雅的挂毯。
它是一个令
人惊奇和愉快的工具,使工程师能够通过初步设计和分析的走廊跳舞,不费吹灰之力地评估不同的系统配置和对短路电流的主动评级的影响。
随着变化的风波横扫整个系统,运行曲线方法优雅地适应,一个多功能和实用的缪斯工程师在动力系统的保护和设计领域。
短路电流计算曲线的概念
(6-25)
1
二、计算曲线的制作条件 根据我国的实际情况,制作曲线时选用所示的接线。
在短路过程中,负荷用恒定阻抗表示,即
Z LD
V2 SLD
(cos
j sin)
式中,取 V 1, cos 0.9
(6-26)
2
x"d
xT
xL
f
xjs
xjs=x"d+xT+xL
计算曲线只作到 x js 3.45 为止。当 x js 3.45
S Ni 3Vav
无限大功率电源提供的短路电流为
I pS I pS*I B I pS*
短路点周期电流的有名值为
SB 3Vav
g
I PS I pt.i*
i1
S Ni 3Vav
I PS*
SB 3Vav
(6-30) (6-31) (6-32)
14
例:6-8
GS
L 115kV
T1
T2
6.3kV
GS GS
1
2
15
例:利用计算曲线求短路电流。
f1
G 1 G 2 10.5kV
T1
L
T2
f2
115kV
T3 G
3 10.5kV
G-1、G-2汽轮发电机:25MW,0.13,cosφ =0.8 G-3汽轮发电机:80MW,0.13,cosφ =0.85 T-1、T-2:80MV.A,us%=10.5 T-3:100MV.A,us%=10.5 L:100km,x=0.4Ω /km
SB SS
SB
S NBK
SB x f
短路电流实用计算PPT课件
第五章 短路电流实用计算
第一节 短路的基本概念 第二节 标么值 第三节 电力系统中各元件的电抗标么值的计
算 第四节 短路电流计算的程序 第五节 由无限大容量系统供电的三项短路 第六节 由发电机供电的三相短路的实用计算 第七节 电力系统中各元件的序参数和序网络 第八节 不对称短路电流的计算
当
时,则有
62
二、单相接地短路
故障相(特殊相)电流的绝对值为
63
三、两相接地短路
故障相的短路电流绝对值
短路电流入地中的电流为
64
四、正序等效定则
不对称短路故障时故障支路的正序电流分 量,等于故障点每相加上一个附加电抗
后发生三相短路的电流。这就是正序等 效定则 。
故的障正点序故分障量相I K(电nA) 成流正的比绝,对可值表I 示K( n ) 为与:故障支路
47
(一)正序电抗
在计算三相短路电流时所用的各元件电 抗就是元件的正序电抗。因为三相短路 电流就是正序电流。
48
(二)负序电抗
静止电器是指不带旋转部件的电器,如变压器、 电抗器、架空线路及电缆线路等,其负序电抗 等于正序电抗。
同步电机的负序电抗一般不等于正序电抗。同 步电机的负序电抗值可由产品目录或手册查出。 如缺少这些数据时,也可采用下述平均值:
在进行短路电流计算时,若系统内阻抗不超过短 路回路总阻抗(含系统内阻抗)的5%~10%,便可 视为无限大容量系统。
第讲应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流交流分量有效值
§第 10 讲 《应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流(交流分量有效值)》 一、教学目标掌握应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流的方法 二、教学重点应用运算曲线求短路电流的计算步骤,转移阻抗和计算阻抗的概念 三、教学难点运算曲线的制订 四、教学内容和要点《内容和要点》⑶ 用曲线法求任意时刻短路电流周期分量有效值需要明确:① 曲线是按单台典型发电机做出的。
纵坐标是短路电流周期分量有效值。
横坐标是发电机到短路点的计算电抗。
曲线有多条,每条曲线表示在给定时间下,不同计算电抗时短路电流周期分量有效值的变化。
坐标是以发电机额定值为基准的标幺值。
② 曲线只有两种:典型的汽轮发电机曲线和典型的水轮发电机曲线。
③ 曲线已考虑了负荷的影响。
④ 用曲线求解时所求得的量是指定时刻的发电机支路的短路电流周期分量有效值。
⑤ 使用曲线法计算实际系统指定时刻短路电流周期分量有效值,要根据计算步骤: a. 选择统一基准(基准电压取平均电压),计算各元件电抗标幺值。
b.求发电机到短路点的转移电抗。
c.将转移电抗折算成以各发电机(或等值机)的额定容量和短路点平均电压为基准的标幺值,即计算电抗。
d. 按要求的计算时间查曲线,得到各发电机的周期分量有效值。
e. 将查到各发电机的周期分量有效值折算成以各发电机的额定容量和短路点平均电压为基准的有名值周期分量有效值电流。
f. 将各发电机有名值周期分量有效值电流相加(注意,有效值相加是近似算法)得到短路点周期分量有效值有名值流。
在第三步计算转移电抗时考虑以下几点:a. 除短路点附近的大容量电动机外,负荷一律不考虑。
b. 发电机电抗用表示。
′′X d c. 合并电源(或电源分组):同类型发电机电气距离相近可以合并为一台等值机。
不同类型发电机电气距离大也可合并为一台等值机。
系统内类型相近发电机也可合并成一台等值机──称同一变化法。
d 系统内有无限大电源时单独计算,不查曲线。
注意无限大电源供出的周期分量有效 值不衰减,即任何时间的值相同。
运用运算曲线求任意时刻的短路电流1
源表示;
(2)发电厂G2和系统合并为一个电源
解:取SB=100MVA,UB=Uav
发电机G1,G2:
f (3) 1
X1
X2
X
d
SB SGN
0.13 100 0.416 31.25
~
2×20MVA 121/6.3kV Uk%=10.5
2×31.25MVA
~ Xd 0.13
系统:
X3
X
SB SGN
S
7
0.251
Y/D
4 0.525
1 0.416
6
0.941
f (3) 1 G2
G1
S
10 0.916
f (3) 1 1
0.416
G2 1 3.434
G1
G1
G2
(1)发电机G1,G2及系统各用一个电源表示
网络化简,求转移电抗
X Sf
X10
0.251 0.525
0.251 0.525 0.941
300 X js3 3.262 300 3.262
12
f1
3.262
4.查运算曲线得各电源0.2S短路电流 5.总的短路电流
X jsi
X if
SiN SB
③ 由计算电抗分别查出不同时刻各等值电源供出的三相短路
电流周期分量有效值的标幺值
➢ 若计算电抗Xjs>3.45系统中有无限大容量电源… 时,则
Is 1 X js
④计算短路电流有名值
第i台发电机提供的短路电流为
Iti Iti
SiN 3Uav
无限大容量系统提供的短路电流为
由计算电抗查运算曲线,得各电源在短路发生0.2s时,短 路电流标幺值
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T3 G
3 10.5kV
G-1、G-2汽轮发电机:25MW,0.13,cosφ=0.8
G-3汽轮发电机:80MW,0.13,cosφ=0.85
T-1、T-2:80MV.A,us%=10.5 T-3:100MV.A,us%=10.5 L:100km,x=0.4Ω/km
16
f1
G 1 G 2 10.5kV
Is* 1/xs*
有名值 IsIs*IBIB/xs*
xs*
IB Is
3VavIB SB 3VavIs SS
短路功率
SS SB/Xff*
xG
xT
xL
C
Xs﹡
E∑
Is S=∞
21
三、求IS、SS 根据断路器的断流容量
xG
E∑
SG
xT
xL
BK
C
Xs﹡
SNBK
S=∞
SS SNB KSG
xs*
SB SS
SB SNBKSG
路的电容和变压器的励磁支路 无限大功率电源的内电抗等于零 略去负荷
9
(2)进行网络变换 按照电源合并的原则,将网络中的电源合并成干组,每组
用一个等值G代表。 无限大功率电源另成一组。 求出各等值G对短路点的转移电抗xfi;无限大功率电源对
短路点的转移电抗xfs
10
(3)将前面求出的转移电抗按各相应的等值发电机的容量 进行归算,得到各等值发电机对短路点的计算电抗。
时,近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变, 直接按下式计算即可
Ip* 1/ xjs (6-27)
3
4
5
三、计算曲线的应用
(一)网络的化简与电源合并 1、网络化简
➢ 忽略负荷(xjs与LD无关) ➢ 化简成完全网形电路(含电源点和短路点) ➢ 略去电源点之间的转移阻抗
2、电源分组合并 ➢ 发电机特性 ➢ 对短路点的电气距离(离短路点距离远) ➢ 无限大电源,单独计算(不衰减;不查表)
L
5 0.113
f1
C
未知系统
L C
E3 G
24
近似法一
E1
近似法三
E1
xG
xT
xL C
S=∞ Xs=0
xG
xT f1 xL
C
xS
S
Ips
BK
f2
25
第六章 总结
1. 短路电流计算的基本原理和方法 电力系统节点方程的建立 利用节点阻抗矩阵计算短路电流 利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流 分裂电势源、分裂短路点 利用网络结构对称性 电流分布系数 单位电流法
x js.i
x fi
SNi SB
(i1,2, g)
i ——电源节点号
(6-28)
S Ni ——等值电源i的额定容量
(所合并发电机容量之和)
11
(4)由 xj1 s,xj2 s, xj.sg分别根据适当的计算曲线
找出指定时刻t各等值发电机提供的短路周期电流的标
幺值 Ip1 t,Ip2 t, ,Ip.g t
G1
G3
IpS IpS*
SB 3Vav
或
IpsIp1 * t
3 S V 1av Ip2 * t
3 S V 2av Ip3 * t
S3 3 V av
13
第i台等值发电机提供的短路电流为
Ip.ti Ip.ti*INiIp.ti*
SNi 3Vav
无限大功率电源提供的短路电流为
IpSIpS*IBIpS*
短路点周期电流的有名值为
SB 3Vav
g
IPS Ip.ti*
i1
S3V NaivIP*S
SB 3Vav
(6-30) (6-31) (6-32)
14
例:6-8
GS
L 115kV
T1
T2
6.3kV
GS GS
1
2
15
例:利用计算曲线求短路电流。
f1
G 1 G 2 10.5kV
T1
L
T2
f2
115kV
6
等值网络化简
略去负荷后; 完全网形
消去电源 点间阻抗
星形电路
7
例:合并发电机
f2
C
GS
GS
D
T1
T2
f3
LD1
LD2
LD3
R1
R2
R3
GS
GS
GS
f1
GS B
GS
GS
A
8
(二)计算曲线法的计算步骤
(1)绘制等值网络 选取基准功率SB和基准电压 VB Vav
发电机电抗用x d ,略去网络各元件的电阻、输电线
短路电流计算曲线的概念
精品jing
二、计算曲线的制作条件 根据我国的实际情况,制作曲线时选用所示的接线。
在短路过程中,负荷用恒定阻抗表示,即
ZLDSVL2D(cosjsin)
式中,取 V1,co s0.9
(6-26)
2
x"d
xT
xL
f
xjs
xjs=x"d+xT+xL
计算曲线只作到 xjs 3.45 为止。当 xjs 3.45
母线c左侧的G向f点 提供的短路功率
归算到基准功率SB 的标幺值电抗
22
SG
SB x f
已知系统对短路 点的转移电抗
xs*
SB SS
SB
SNBK
SB xf
23
例:近似法计算t=0短路电流周期分量
E1、E2:55MV cosφ=0.85
1 0.408
E1
E2
2
0.408
T
3 0.174
4 0.174
T1
L
T2
f2
115kV
T3 G
3 10.5kV
1 0.416 f1
3 0.333
E1
E2
2
0.416
4 0.333
5 0.302
f2
6 0.105
7 0.138
E3
17
6-4 短路电流周期分量的近似计算 局部网络收集不到原件参数信息 规划设计时提供的原始资料不完整 新建、扩建系统
——工程中实用 三种近似方法
(5)网络中无限大功率电源供给的短路电流周期分量 是不衰减的,并由下式确定
IPS* 1/ xfS
12
(6)计算短路电流周期分量的有名值
※注意
从运算曲线上查出的电流是以相应发电机额定容量为基准的标 么值,计算短路点总电流时不可直接相加,必须归算到同一基 准功率或算出有名值后再相加。
G2
IpsIp1* t S SB 1Ip2t*S SB 2Ip3t*S SB 3
26
谢谢观看
18
一、把电力系统中某一母线电压作为恒定电压处理
C G
G
BK
G
G
G
C S
母线c右侧系统S比左侧系统发电厂大很多,系统S原始资 料不全
19
母线c右侧系统S原始资料不全
C
G
S
xG
xT
xL
C Xs=0
E∑
S=∞
20
二、根据短路电流来判断,推算未知电力系统的等值电抗
若母线c发生三相短路时,如果未知系统S所提供的短路电 流IS或短路容量SS已知,则