电力系统三相短路的实用计算
- 格式:doc
- 大小:254.00 KB
- 文档页数:5
第三章电力系统三相短路的实用计算电力系统的三相短路计算是电力系统设计和运行中非常重要的一部分,它能够帮助工程师准确地评估和保护电力系统的稳定性和安全性。
本文将重点介绍三相短路的计算方法和实用技巧。
三相短路是指电力系统中相邻的三相导线之间发生短路故障,导致电流直接从一相短路到另一相。
三相短路会导致电流异常增大,可能对电力设备造成严重的损坏,甚至引发火灾等安全事故。
因此,进行三相短路计算非常重要。
在进行三相短路计算前,需要先了解电力系统的基本参数,包括各电源、线路、变压器和负载的电流、电压、阻抗等。
这些参数可以通过测量、测试或者参考设备的技术规格书来获取。
三相短路计算的目的是确定故障点处电流的大小和方向,以及系统中的短路电流的分布情况。
主要有两种计算方法,即对称分量法和复合阻抗法。
对于小型电力系统,可以使用对称分量法进行三相短路计算。
首先,将电力系统的参数转化为正序、负序和零序等三个对称分量。
然后,根据对称分量的性质进行计算,通过求解矩阵方程来确定故障点处电流的大小和方向。
对于大型电力系统,一般使用复合阻抗法进行三相短路计算。
该方法的主要步骤如下:首先,通过电力系统的参数计算出电力系统的等效阻抗矩阵。
然后,根据故障类型(如短路在一端或两端)和故障位置(如传动线路或变电站内部)选择合适的计算方法。
最后,根据计算结果来评估系统的电压和电流的分布情况。
在进行三相短路计算时,还需要考虑一些特殊情况和因素,例如变压器的影响、电力系统的容性接地和负序接地等。
这些因素都会对电力系统的短路电流产生影响,需要进行相应的修正和调整。
此外,为了准确计算三相短路,还需要掌握一些实用技巧。
首先,需要了解不同类型故障的特点和计算的方法,如对称短路、非对称短路和接地故障等。
其次,需要熟悉电力系统的参数和特性,例如变压器的阻抗和变比、传输线的电抗和电导等。
最后,需要使用专业的软件工具或编程语言来辅助计算,以提高计算的精确性和效率。
电力系统三相短路实用计算电力系统中的三相短路是指电力线路中的三个相之间发生了异常电流的情况。
短路通常是由线路故障或设备故障引起的,可能导致电力系统的瞬时过电压和电流,严重的情况下可能导致设备烧毁和火灾。
因此,实用计算三相短路的问题不仅仅是学术研究,更是在电力工程中非常必要的一项工作。
本文将详细介绍三相短路计算的实用方法。
在进行三相短路计算之前,需要明确一些基本的概念。
首先是电力系统的三个相,分别是A、B和C相。
然后是短路电流,它是电力系统中由短路引起的瞬时过电流。
最后是短路电阻,它是电力系统中分析短路电流流动路径时所使用的电阻值。
三相短路计算的目的是为了确定在短路故障发生时,电力系统中的瞬时过电压和电流的大小,并对系统中的设备进行保护设计。
根据短路电流的大小和持续时间,可以确定保护设备的额定容量和设置参数。
三相短路计算的方法可以分为两种,即解析计算和数值计算。
解析计算是根据电力系统的拓扑结构和参数方程,通过数学公式推导出短路电流的准确解。
数值计算则是通过电力系统的数学模型和计算机算法,近似计算出短路电流的数值解。
解析计算方法包括对称分量法、组合法和椭圆法。
对称分量法是通过将三相电力系统转化为正序、负序和零序对称分量,然后计算出其对应的短路电流。
组合法是通过将电力系统划分为若干简化的电路片段,然后计算每个片段内的短路电流,再将片段的短路电流合并为整个系统的短路电流。
椭圆法是通过近似计算短路电流的复合序分量,然后将其转化为实数域计算。
数值计算方法常用的有有限元法、有限差分法和时间序列法。
有限元法是通过将电力系统离散为若干网格单元,然后通过求解离散方程求得短路电流。
有限差分法是通过将电力系统的导纳矩阵转化为差分方程,然后通过数值迭代求得短路电流。
时间序列法是通过电力系统的状态方程和入口过程随机过程的仿真,然后通过统计方法计算出短路电流的概率分布。
无论采用哪种方法进行三相短路计算,都需要输入电力系统的拓扑结构、线路参数、发电机参数和负荷参数等,进行模型的建立。
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 =,NCOS ϕ=0.8、dX ''=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 pK)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=0.4kmS=10MV A, %k u=10.5. T K= 110/11。
电力系统三相短路电流的实用计算
电力系统中,短路电流是一种非常重要的参数,它能够反映出电力系统的安全性能。
在电力系统中,短路电流通常是指在电力系统中某一点发生短路时,通过短路点的电流大小。
在电力系统中,短路电流通常是三相短路电流,因为电力系统中的电路通常是三相电路。
三相短路电流的实用计算方法有很多种,其中比较常用的方法是采用对称分量法。
对称分量法是一种基于对称分量理论的计算方法,它能够将三相电路转化为三个对称分量电路,从而简化计算。
对称分量法的基本思想是将三相电路分解为正序、负序和零序三个对称分量电路,然后分别计算每个对称分量电路的短路电流,最后将三个对称分量电路的短路电流合成为三相短路电流。
具体的计算步骤如下:
1. 将三相电路分解为正序、负序和零序三个对称分量电路。
2. 分别计算正序、负序和零序三个对称分量电路的短路电流。
3. 将三个对称分量电路的短路电流合成为三相短路电流。
对称分量法的优点是计算简单、直观,适用于各种类型的电路。
但是,对称分量法也有一些局限性,比如只适用于对称电路,不适用于非对称电路。
除了对称分量法,还有一些其他的计算方法,比如矩阵法、有限元法等。
这些方法各有优缺点,需要根据具体情况选择合适的方法。
电力系统三相短路电流的实用计算是电力系统设计和运行中非常重要的一部分,需要掌握一定的计算方法和技巧,以确保电力系统的安全性能。
三相短路容量计算公式在电力系统中,短路是指电流在电路中产生异常大的流动,可能导致电气设备受损甚至引发事故。
因此,了解电路的短路容量是非常重要的。
三相短路容量是指在三相电路中,短路电流的最大值。
本文将介绍三相短路容量的计算公式以及相关的内容。
一、三相短路容量的定义三相短路容量是指在三相电路中,当发生短路时,电流的最大值。
它是衡量电力系统抗短路能力的重要参数之一。
通常以单位时间内,电流的最大值来表示。
二、三相短路容量计算公式三相短路容量的计算公式如下:Isc = U / (Zs × √3)其中,Isc为短路电流,U为电压,Zs为短路阻抗。
三、三相短路容量计算公式的解释在三相电路中,电压、短路阻抗和短路电流之间存在着特定的关系。
根据欧姆定律,电流等于电压除以阻抗。
而在三相电路中,短路电流的最大值是通过电压和短路阻抗计算得出的。
其中,√3是一个常数,它与三相电路中电流和电压之间的关系有关。
由上述公式可知,当电压和短路阻抗都不变时,短路电流的最大值只与这两个参数有关。
因此,我们可以通过测量电压和短路阻抗来计算三相短路容量,从而评估电力系统的抗短路能力。
四、三相短路容量的影响因素1. 电压:电压的大小直接影响到短路电流的大小,电压越高,短路电流越大。
2. 短路阻抗:短路阻抗的大小也会影响到短路电流的大小,短路阻抗越小,短路电流越大。
3. 电力系统容量:电力系统的容量越大,短路电流也会越大。
4. 电力系统的接地方式:电力系统的接地方式不同,短路电流的大小也会有所不同。
五、三相短路容量的应用1. 设计电力系统:在设计电力系统时,需要计算三相短路容量,以确保系统能够承受短路电流的影响,保证设备的正常运行和安全。
2. 选择电力设备:在选购电力设备时,需要考虑设备的额定短路容量,以满足电力系统的要求。
3. 电力系统的运行和维护:了解电力系统的短路容量,可以帮助运行人员及时发现和解决潜在的电力故障,保证系统的可靠性和稳定性。
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算上一章讨论了一台发电机的三相短路电流,其阐发过程已经相当复杂,并且还不是完全严格的。
那么,对于包含有许多台发电机的实际电力系统,在进行短路电流的工程实际计算时,不成能也没有必要作如此复杂的阐发。
实际上工程计算时,只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。
1、I ''假设取 1.8M K =2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==2、求I ''的方法:〔1〕手算 〔2〕计算机计算〔3〕运算曲线法:不单可以求0t =时刻的I ',还可以求任意时刻t 的t I 值。
§3-1I ''的计算〔I ''-周期分量起始有效值〕一、计算I ''的条件和近似1、电源参数的取用〔1〕发电机: 以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=,即都是隐极机〕 101101101d E U jI X ''''=+ 〔3-1〕101E ''在0t =时刻不突变。
〔2〕调相机: 与发电机一样,以101E ''和d X ''等值 但应注意:当调相机短路前为欠激运行时,∵101101E U ''< ∴不提供§3-2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值tI由上章的阐发可知,即使是一台发电机,要计算其任意时刻的短路电流,也是较繁的。
首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数,然后进行指数计算。
这对工程上的实用计算显然不适合的。
50年代以来,我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。
此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线,下面介绍这种曲线的制定和应用。
电力系统三相对称短路电流计算_实用计算方法和程序电力系统三相对称短路电流计算是电力系统中常见的一项计算工作。
计算三相对称短路电流有助于评估系统的短路能力,确保系统的正常运行和设备的安全性。
本篇文章将介绍电力系统三相对称短路电流的实用计算方法和程序。
首先,我们需要先了解一些基本的电路参数和公式。
在三相对称系统中,短路电流是由以下公式计算得出:I=U/Z其中,I表示短路电流,U表示电压,Z表示短路阻抗。
根据短路故障类型的不同,Z可以分为三种情况:对称短路阻抗Zs、负序短路阻抗Z2和零序短路阻抗Z0。
接下来,我们将介绍两种常用的计算方法和程序。
方法一:直接计算法直接计算法是一种较为简单直接的计算方法,适用于系统较简单、负载较少的情况。
步骤一:确定短路故障点的位置和类型。
常见的短路故障类型有对称短路、单相接地短路和两相接地短路。
步骤二:根据短路故障类型确定所需的短路参数,如短路阻抗Zs、负序短路阻抗Z2和零序短路阻抗Z0。
步骤三:根据系统的电压等级和拓扑结构选取合适的计算方法和程序。
对于一般的配电系统,可以使用常见的短路电流计算软件,如ETAP、CYME等。
步骤四:输入所需的系统参数和短路参数,进行计算。
计算的结果一般包括三个方向的对称短路电流、负序短路电流和零序短路电流。
方法二:梯级计算法梯级计算法是一种逐步递推计算的方法,适用于系统结构复杂、负载多变的情况。
步骤一:将电力系统划分为若干个较小的区域,每个区域由一个发电机和若干个负载组成。
步骤二:根据每个区域的电源和负载参数确定区域内的电压和短路阻抗,并计算出各区域内的对称短路电流、负序短路电流和零序短路电流。
步骤三:根据区域之间的连接关系和相应的变压器参数,逐步计算各区域之间的短路电流。
步骤四:将各区域之间的短路电流相加,得到整个系统的短路电流。
需要注意的是,梯级计算法需要依赖于电力系统的拓扑结构和参数,对于大型复杂系统,计算过程较为繁琐,因此需要借助计算软件进行计算。
电力系统三相短路实用计算简介三相短路是指电力系统中三相电源间发生短路故障,导致电流异常高,可能造成严重的损坏甚至事故。
因此,对电力系统进行短路计算是非常重要的,可以有效地预防事故发生,保障电力系统的平安运行。
本文档将介绍三相短路的根本概念和计算方法,并给出一个实际的计算例如。
三相短路计算的根本概念短路电流短路电流是在短路位置上的电流值。
当电力系统中的短路发生时,电流会突然增大,可能会到达很高的数值。
短路电流的大小直接影响到系统设备和保护装置的选择。
短路阻抗短路阻抗是电力系统在短路位置上的阻抗值。
它是指系统在故障点发生前后的阻抗差异。
短路阻抗的大小直接关系到短路电流的大小。
短路计算方法三相短路计算是指根据电力系统各个环节的电流、电压和阻抗等参数来计算短路电流的方法。
常用的短路计算方法包括:•对称分量法:将三相短路电流分解成正序、负序和零序三个分量,然后进行计算。
•变压器等值法:将变压器视为简化模型进行计算,忽略其中的细节。
•线路模型法:根据线路的参数和拓扑结构来计算短路电流。
实际计算例如假设有一个电力系统,其中包括一台发电机、一台变压器和一条输电线路。
我们需要计算在发生故障时的短路电流。
首先,我们需要收集系统的参数数据,包括发电机的功率、电压和短路阻抗,变压器的变比和短路阻抗,以及线路的阻抗和长度等。
然后,我们可以使用对称分量法来计算短路电流。
对称分量法将三相短路电流分解为正序、负序和零序三个分量。
通过对称分量法,我们可以根据系统的参数数据计算出各个分量的电流值。
最后,将三个分量的电流值合并得到系统的总短路电流值。
根据这个值,我们可以评估系统设备和保护装置的选型,以确保系统在短路故障发生时能够正常运行。
总结三相短路计算是电力系统中至关重要的一项工作。
通过合理的短路计算,可以有效地预防事故发生,保障电力系统的平安运行。
本文档介绍了三相短路计算的根本概念和计算方法,并给出了一个实际的计算例如。
希望这些内容对理解和应用三相短路计算有所帮助。
3 电力系统三相短路的实用计算①起始次暂态电流I"(短路电流基频交流分量的初始值)、冲击电流(短路电流最大瞬时值)、短路电流最大有效值、短路容量;(用于效验断路器开断电流、继电保护整定、电气设备动稳定效验);②采用运算曲线法近似计算电网三相短路暂态过程中,任一时刻短路电流(交流分量的有效值)3.1交流电流初始值的计算一、计算近似假设(各个元件次暂态参数的获取)1)发电机①电抗:用x d";②电动势:用E"(近似认为短路前后瞬间保持不变)相量表示:E0"=U0+jI0x d"标量表示:E0"≈U0+jI0x d"sinφ|0|其中:I|0|=P|0|−jQ|0|U0③近似计算中可取E"=1.05~1.08④不计负荷影响时(短路前空载),E"=1,且同相位。
⑤当电源远离短路点,可将发电机看作恒定电压源,取其额定电压U N。
2)线路、变压器① 并联支路:忽略线路对地电容、变压器励磁回路; ② 高压输电线路:仅考虑线路电抗,忽略电阻; ③低压输电线路或电缆:近似用阻抗模值z = 2+x 2 ④变压器变比:不考虑实际变比,用平均电压比。
3) 一般负荷①不考虑负荷(即短路前空载):基于负荷电流远小于短路电流。
②考虑负荷:恒定阻抗负荷:z i =U i|0|2P i|0|−jQ i|0|综合负荷:E "=0.8,x "=0.35远离短路点的负荷:略去不计或x "=0.354) 短路点附近的大型异步(同步)电动机负荷:①正常运行时,异步电动机的转差率很小(2%~5%),可作同步机看待。
则根据短路瞬间磁链守恒原理,可用与转子绕组总磁链成正比的E "、x "(为启动电抗)表示。
如短路瞬间的机端电压小于E ",则考虑到送短路电流,当作发电机看待。
E "、x "的确定:x "=1I st =14~7=0.14~0.25,近似x "≅0.2E 0 "≈U 0 −jI 0 x "sin φ|0|,近似E 0 "≅0.9(I "≅0.45)②如短路瞬间的机端电压大于E ",当作综合负荷看待。
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]。