第5章 短路电流计算.ppt

2、三相阻抗不平衡的情况 不对称短路时，由于无限大容量电源的假设，三相电源电压仍然对称，但故障点三相阻抗不再相等。 概念性问题：叠加原理适用于系统结构、参数不变条件下激励与响应之间的关系处理，不是结构的拆分与重构。按前面公式将阻抗分解为正、负、零序分量的做法是原理性错误。 解决办法：电路原理中的“替代定理”可将阻抗不平衡问题转化为电源不平衡问题。 至此，已将任意三相系统不对称条件计算，转换成三种规定对称条件下的电路计算，其中正、负序电路计算与系统正常对称计算相同（不考虑旋转电机前提下），原本就无困难；零序电路计算所缺的电抗参数可一次性试验测试或计算出来，工程上是可行的。三相系统不对称短路电流计算于是找到一种工程实用的解决方案，这一解决方案称为对称分量法。 化无限多种可能条件为有限种规定条件的组合，是对称分量法的思想方法，线性组合与叠加定理是其理论基础，替代定理和电源串、并联是其技术原理。 5.6 不对称短路电流分析计算示例 5.6.1 两相短路电流求解示例 １、用替代定理建立两相短路故障的对称分量电路模型 （1）两相短路电路模型和参数关系。 （2）两相短路替代电流源电路模型 替代后的电路仍保持以上关系，其中电流关系可用KCL自行证明 （3）求取三相替代电流源的对称分量 先求uv相间电流的正、负、零序分量 再推出vw、wu相的正、负、零序分量 结果见表 （3）得出两相短路替代电流源对称分量电路模型 电流源的叠加是并联关系 2、用叠加原理求解电路 1）应用叠加原理首先应弄清楚谁是激励，谁是响应。 2）求解每一激励下的响应 其他电压源用短路取代，电流源用开路取代。 （1）系统电压源单独激励下的响应。 （2）替代电流源正序分量单独激励下的响应。 对u、v节点列写KCL方程 对L1、L2相构成的回路列写KVL方程，得正序响应 （3）替代电流源负序和零序分量单独激励下的响应。（过程同正序，略） 3）按叠加原理求解 电网正、负序阻抗总相等且等于三相对称短路阻抗，即 于是 5.6.2 正序等效定则 各种不对称短路电流正序分量的大小，都与故障点接入一附加阻抗Zan后的三相短路电流相等，把这种关系称为正序等效定则。 而对每一种不对称短路，短路电流又与其正序电流成确定的关系，用计算系数mn表示。 正序等效定则求取短路电流的附加阻抗和计算系数见表，可直接引用。还需自己做的工作是计算序阻抗，正、负序阻抗计算与三相对称短路相同，零序阻抗计算需制订零序网络和取得元件零序阻抗参数，详细情况可参阅电力系统故障分析教材或其他资料。 计算低压系统单相短路时，电源电压取等于标称电压。 5.6.3 变压器短路穿越电流及分析 变压器二次侧短路时，其一次侧流过的短路电流称为变压器的短路穿越电流。 三相对称短路穿越电流只与变压器变比有关，但不对称短路穿越电流不仅与变比有关，还与变压器铁芯形式和绕组连接组有关。 3、三相稳态短路电流Ik3（或Ik） 指自由分量衰减完毕后，剩下的短路电流强制分量有效值，在远端短路情况下即周期分量有效值。 说明：按GB15544-1995《三相交流系统短路电流计算》，短路电流中周期分量不衰减的系统短路（即远端短路），短路电流周期分量也用Ik3〞或Ik〞表示，称为对称短路电流初始值。但其在9.1.1.1条中明确表示：“对于本篇‘远端短路’，即短路电流中交流分量不衰减的系统，其对称短路电流初始值Ik 〞、稳态短路电流Ik 、和开断电流Ib三者相等，即Ik = Ib = Ik 〞。因此本课程仍沿用Ik3或Ik表示三相稳态短路电流， 其中Ik有时也用于泛指任何短路电流。现有些出版物用Ik 〞统一表示远端短路电流交流分量初始值和稳态值，虽引自国家标准，但易使读者困惑，特此说明。 4、短路容量Sk 电网中某一位置处短路容量定义： 式中 Sk——系统中某一点的短路容量（MVA）； 　 Uav——该点所在电网的平均电压（kV）