U j2 SJ 复数量的标幺值表示法可分别用其实部和虚部或模数对基准值的标幺值来表示 S S P jQ P 2 Q 2 e js Sj R jX Z R jX R 2 X 2 e j z Zj EXIT 2)变压器 3I NT X T S NT X T u k % 100 100 2 U NT U NT 2 S j u k % S j U X u % NT T k XT 2 Xj 100 S NT U j 100 S NT 3)电抗器 3I NLR X LR X LR % 100 U NLR (3) k * 两端乘以 3U av 3U j ,则 3U I (3) av k 3U( j 1 / X )I j * ( 1 / X )S j * Sk EXIT 3 1 X 三相短路容量,用来校验所选断路器的断流能力或断开容量(或 称遮断容量)是否满足可靠工作的要求。 供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大的关系。系统 的运行方式可分为最大运行方式和最小运行方式。最大运行方式下电 源系统中发电机组投运多,双回输电线路及并联变压器均全部运行。 此时,整个系统的总的短路阻抗最小,短路电流最大;反之,最小运 行方式下由于电源中一部分发电机、变压器及输电线路解列,一些并 联变压器为保证处于最佳运行状态也采用分列运行,这样将使总的短 路阻抗变大,短路电流也相应地减小。在用户供电系统中,用最小运 行方式求,I z( 2 ) 供继电保护校验灵敏度用。
(9) 输电线路的电容略去不计。 (10) 元件的计算参数取额定值。 EXIT 1、欧姆法
1.短路计算公式 欧姆法是因其短路计算中的阻抗都采 用有名单位“欧姆”而得名。对无限大系 统,三相短路电流周期分量有效值可按下 式计算。 U av U av I = = 2 2 3|Z | 3 R +X EXIT
(2) 电力变压器的阻抗 ① 变压器的电阻RT可由变压器的短路损 耗ΔPk近似地求出,即 RT≈ΔPk(Uc/SN)2 ② 变压器的电抗XT可由变压器的短路电 压Uk%近似地求出,即 XT≈Uk%/100· U2c/SN EXIT Baidu Nhomakorabea 2、标幺制法
标幺制是一种相对单位制,标幺值是一个无单 位的量,为任一参数对其基准值的比值。标幺制法 就是将电路元件各参数均用标幺值表示。在短路电 流计算中通常涉及四个基准量,即基准电压Ud、基 准电流Id、基准视在功率Sd和基准阻抗Zd。在高压 系统中,由于回路电抗一般远大于电阻,为了方便, 在工程上一般可忽略电阻,直接用电抗代替各元件 的阻抗,这样Zd≈Xd。由于电力系统有多个电压等 级的网络组成,采用标幺制法可以省去不同电压等 级间电气参量的折算。在高压系统中宜采用标幺制 法进行短路电流计算。 二、供电系统中各元件电抗标幺值 Sj Sj * 1)输电线路 X X X j x0l 2 x0l 2 Uj Uav 图3-5 多级电压的供电系统示意图 EXIT 图3-5 多级电压的供电系统示意图 U av2 U av3 U av4 X X l1 U U U av1 av2 av3 2 2 2 ' Sj U av2 U av3 U av4 S j X l1 X l1 X l1 X l1 2 2 Xj U U U U U av1 av2 av3 j av1 按标幺值法进行短路计算时,一般是先选定基准容量Sj和基准电压Uj, 基准电流Ij和基准电抗Xj S S Sj j U U Uj j I I Ij j X X Xj j 一般取 A。基准电压取元件所在处的短路计算电压,即U j = U c 。 S j =100MV· EXIT S S U j I j Sj ' l1 2 2 2 结论:不论短路发生在哪一电压等级区段,只要选取短路段的平均电 压为基准电压,则任一段线路电抗(欧姆值)对基准值的标幺值,等于该电 抗有名值乘以基准容量后,被该线路所在区间段的平均电压的平方值去除。 即选取了短路段的平均电压为基准电压后,元件电抗的标幺值就只与元件 所在段的平均电压有关,而与短路点发生在哪一段无关。这也是用标幺值 法进行短路计算的特点之一。 2 =R(U ′ /U ) c c R′
(4) 电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁 芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。 (5) 同步电机都具有自动调整励磁装置。 (6) 不考虑短路点的电弧电阻。 (7) 不考虑变压器的励磁电流。 (8) 除计算短路电流的衰减时间常数和低压电 网的短路电流外,元件的电阻略去不计。 X LR 2 Sj UN X LR X LR % LR Xj 100 3U NLR I NLR U j2 4)电源 X s Sj Sk EXIT 三、求电源至短路点的总电抗 计算出每个元件的电抗后,就可以画出由电源至短路点的等效电路图。图 3-6就是图3-5的等效电路图。求总电抗时,可根据元件间的串、并联关系求出 * 总的电抗标幺值 X (2) 按所选择的短路计算点绘出等效电路图,在图 上将短路电流所流经的主要元件表示出来,并标明其 序号。
在高压电路的短路计算中,通常总电抗 远比总电阻大,所以一般只计电抗,不计电 阻。 在低压电路的短路计算中,也只有当短 路电路R∑>X∑/3时才需要考虑电阻。 若不计电阻,三相短路周期分量有效值 为: I(3)k=Uav/( 3X∑) 三相短路容量为: S(3)k= 3UavI(3)k 。 图3-6 图3-5所示系统的等效电路图 EXIT 四、短路参数的计算 U av / 3 X k1 I I /Ij U j / 3X j 选取 U av U j ,且 X k1 / X j X * (3) * k (3) k I (3) * k 1/ X * I (3) k ( 1 / X )I j S 第3章 短路电流的计算 内容提要:本章概述短路电流的计算。首先说明无限大容量电源系 统供电时短路过程的分析和无限大容量电源条件下短路电流的计算 方法,低压配电网中短路电流的计算,不对称短路电流的计算方法, 介绍了感应电动机对短路电流的影响,最后介绍了供电系统中电气 设备的选择与校验。 EXIT 第3章 第一节 概述 EXIT 采用标幺制法计算短路电流 1.标幺制法概念 任意一个有名值的物理量与同单位的基准值之比,称为标幺值。无单位的 * A 纯数。 基准值选择以运算方便、简单为目的。通常标幺值用 表示,参 考值用 Aj 表示,实际值用 A 表示,因此 A A Aj