1、電力系統(tǒng)分析之短路電流計算電力系統(tǒng)是由生產、輸送、分配、及使用電能的發(fā)電機、變壓器、電力線路和用戶組成 一個整體，它除了有一次設備外還應有用于保護一次設備安全可靠運行的二次設備。對電力系統(tǒng)進行分析應包括正常運行時的運行參數和出現故障時的故障參數進行分析計算。短路 是電力系統(tǒng)出現最多的故障，短路電流的計算方法有很多，而其中以“應用運算曲線”計算短路電流最方便實用。應用該方法的步驟如下：1、計算系統(tǒng)中各元件電抗標幺值；1） 、基準值，基準容量（如取基準容量Sj=100MVA），基準電壓 Uj 一般為各級電壓的 平均電壓。2）系統(tǒng)中各元件電抗標幺值計算公式如下：發(fā)電機X Xd%X d*100SjPe

2、/COS式中Xd*為發(fā)電機次暫態(tài)電抗百分值變壓器Xb*Ud%100se式中Ud%為變壓器短路電壓的百分值線路SjX* =X0L 2 u2Je式中X。為每僅是電抗的平均值（架空線為0.4歐/公里）電抗器Xk*Xk% Ue00 ,3IeSjU2式中Xk%為電抗器的短路電抗百分值系統(tǒng)阻抗標幺值Xx*J-Szh斷路器的遮斷容量SZh2、根據系統(tǒng)圖作出等值電路圖，將各元件編號并將相應元件電抗標幺值標于元件編號 下方；3、 對網絡化簡，以得到各電源對短路點的轉移電抗，其基本公式有： 串聯(lián)X3 =Xh X2X1 X2A并聯(lián)X3X2XX1/X2X1 X2X1 X2三角形變?yōu)榈戎敌切蝀1X12 X 13X12

3、X23 X13X2X 12 X 23X12 X23 X13X3X13 X23X12 X 23 X13星形變?yōu)榈戎等切蝀3X12X12X 23=X2 X3 迸X31=X3 X1X3 X1X24、將標幺值電抗轉換為以各支路發(fā)電機容量為基準的計算電抗Xjs，Xjs =XjSnS式中：Xp -以Sj為基準容量的標幺值電抗Xjs-以Sn為基準容量的計算電抗5、短路電流計算：Xx=0，以供電電源為基準的計算電抗1）、無限大容量電源的短路電流計算：當系統(tǒng)中Xjs3時，可以認為短路電流周期分量在整個短路時間內保持不變，即I、1.2IjX*、Xjs式中：x*-以Sj為基準容量的標幺值電抗Xjs-以Sn為基準容

4、量的計算電抗2)、有限容量電源的短路電流計算：有限容量電源的短路電流周期分量在短路時間內是變化的。運算曲線反應這一變 化。lzt=f ( t - Xjs)按不同類型的發(fā)電機所做出的運算曲線，由運算曲線查出I *、Io, 2*I a *三種短路電流周期分量，然后轉換為有名值*Izt = I zt T式中：le、-各支路的發(fā)電機額定電流元SeIe3Up計算短路沖擊電流及全電流最大有效值: 機端短路12MW以下ich =2.551Ich =521機端短路12MW以上ich =2.711Ich 621下面用一個簡單的例子進行對短路電流的計算分析: 系統(tǒng)如下圖所示X F1 4000=02kwcos =0

5、.8u u ud1-3d2-3d1-2Sfsl%=17 %=10.510000/110110 kVX F2400002kw cos =0.8uSFL1X F5 _5000 =0.2kw cos =0.8X F6 4000 s=0.2kw cos =0.8X F74000 -9=0.2kw cos =0.8d-1=30kmkV d-2%=10.5SFLkV%=10.5-1000/1106-110szh=4000MVA將系統(tǒng)轉化為等效參數如下圖:圖中分式中分子為兀件編號，分母為兀件電抗值標幺值。一、各標幺值計算如下：取基準容量Sj=100MVA，基準電壓Uj為各級電壓的平均電壓，Uj=Up=1.0

6、5Ue一Sj1001、 系統(tǒng)阻抗標幺值 Xi0.025Szh40002、 線路Li阻抗標幺值XXaiy = 0.4丄卑=0.121u21152線路L2阻抗標幺值X3 =0.4 30丄馬 =0.09111523、 變壓器B1 B2三繞組變壓器先計算各繞組短路電抗1 1Ud1% (Ud2% Ud1；%Ud2,%)(17 10.5-6) =10.7511Ud1%(Ud1_2% Ud2% Ud1_3%)(17 6 一10.5) = 6.25221 1Ud1% (Ud2% Ud2；% Udy%)(6 10.5 17) =0再求各繞組標幺值阻抗：X4 二 X5U d1% Sj100 se10.75100叫

7、.07510X7 二業(yè)型625100 10X 8=X 9=0B3變壓器阻抗標幺值:X10 二旦型 267100 6.3B4變壓器阻抗標幺值：X1105.=1.05100 104、發(fā)電機F1-4，6-7阻抗標幺值:X1 X1 X1 X15 = X18SjXa%100 Pe/Cos:20 1 0041 004/0.8發(fā)電機F5阻抗標幺值:= 3.27 20 100X16100 5/0.8二、網絡化簡：1、d-1短路網絡化簡：X19 =X2 二 0.025 0.121 二 0.1464X20 二(X17 /X18 X11)/(X10 X16) X3 = ( 1.05)/(1.67 3.2) 0.09

8、1 二 1.96624X21 二(X12/X13 X4)/2 二(1.075)/2 = 1.542化簡如下圖：190.146Sx201.966211.54oF1-4F5-7/d-1115kVSxF1-72、d-2短路網絡化簡:化簡過程如下圖：X22 =X4X5 =1075 =0.54271.28281.61-d-237kVx23 二 x12 x13x14x15X24 =X6X7再化簡X25=X19 X22 土 空二 0.1460.540.146 0.54 二 0.728X201.966X26X19 X221.966x 0.54-X 20 X221922 -1.9660.549.886X190.

9、146X27=0.728 0.31 0.728 0.31 二 1.280.91X 28491 0.31 竺=1.610.7283、d-3短路網絡化簡:化簡過程如下圖X29-X 12 / X 13X30=2X31X4X51.075 1.075X4 X5 X6 X70.341.075 1.075 0.6250.625X32=X331.075 2 0.6251.075 1.075 0.625 0.625 一 0.395X34 = X19X31X 3X20X31需966 0.34 96.876X36 二 X十29X32 = 2 0.395 二 2.395心 心 二 0.146 0.340.146 0.

10、34 二 0.511X201.966X37 =X35X3668762395 九786.876 2.395X 38 _ X 34 X 33 = 0.5110.395511 395 = 1.02X371.78X38 = X37 X33音 “78 0.395 9 3.55Sx0F5-7190T46201.966JSxF3-4381.02393.55Fl-2,5-76.3kV3024、d-4短路，發(fā)電機電壓母線認為是無限大功率母線X 40 -型=20100 0.2三、短路電流計算：1、d-1短路電流計算:系統(tǒng)供給短路電流 I = I 0,2 = I O0IjX100502 =3.44KA0.146F5

11、-7供給短路電流先算X js = X0.820100J*966 800=0.32查運算曲線I* =3.3102 = 2.6e 近 V3X11516.25=0.082KA= 3.3 0.082 = 0.27KA10,2 =2.6漢0.082 =0.212KAI 二= 2.8 0.082 =0.229KAFl-4供給短路電流先算 X js = X 210.8100= 1.54 -20 =0.308100查運算曲線|*=3.510,2=2.72 I 比= 2.8320e 近 J3X115-0.1KAI J3.5 0.1735KA10,2 = 2.72 X 0.1 = 0.272KA I 辺=2.83

12、漢 0.1 = 0.283KA2、d-2短路電流計算：I .1 56系統(tǒng)供給短路電流| = | 2 = I=-=1.22KA0,2X271.2836.25F1-7供給短路電流先算Xjs =1.610.585j 100查運算曲線 I* =1.78 10,2 = 1.55 I=1.91r 匚I -. - -0.565KAV -1.78 0.565 = 1.01KA如3710,2 =1.55 漢 0.565 = 0.88KA I盟=1.91 匯 0.565 = 1.08KA3、d-3短路電流計算：I j 9 16系統(tǒng)供給短路電流I = 10 2 = I比=9 = 9 KA0,2- X381.02F1

13、-2，5-7供給短路電流先算Xjs =3.55 =0.93j 100查運算曲線 I* =1.110,2=1.02 I 閃=1.31八=.=2.41KA I =1.1 2.41=2.65KAe 13 6.310,2 =1.02漢2.41 =2.45KA I閔=1.3 匯 2.41 = 3.13KA一 、 10F3-4供給短路電流先算X js = 20.2j 100查運算曲線 I* =5.610,2 =3.75 I 比= 3.3510 ”1八20.916KA I =5.6 0.916 = 5.13KA如6.310,2 =3.73x0.916 =3.42KAI辺=3.35 x 0.916 = 3.0

14、6KA4、d-4短路電流計算:1=10,2-IIj144.3-7.22KA20短短路基準分支線名稱分支短路短路短路0.2秒穩(wěn)態(tài)起始路占平八、1電流額定電流電流全電周期短路短路占八、均電Ij電流周期沖擊流最電流電流容量編壓Up(KA)IeE分量值ich大有10.2有效s號(KV)(KA)起始(KA)效值(KA)值(MV值I chI ooA)(KA)(KA)(KA)d-11150.502110KV系統(tǒng)3.448.775.233.443.44685發(fā)電機F1.40.10.350.8930.5320.2720.28369.7發(fā)電機F5-70.0820.270.6890.410.2120.22953.7

15、8小計4.0610.356.1723.9243.952808.6d-2371.56110KV系統(tǒng)1.223.111.851.221.22.78發(fā)電機F1.70.5651.012.581.5350.881.0864.8小計2.235.693.392.12.3142.8d-36.39.16110KV系統(tǒng)922.9513.689998.2發(fā)電機 F1,2,5,6,72.412.656.754.032.453.1328.9發(fā)電機F3,40.9165.1313.17.83.423.0656小計16.7842.825.5114.8715.19183.1d-40.4144.3小計7.2213.37.877.227.22540短路電流計算結果僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forsch