第三章电力系统三相短路的实用计算

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。

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。

《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第三章)第三章电力系统三相短路电流的实用计算前述短路电流计算复杂却仍非严格，但得出的概念和结论却十分有益，可用来指导三相短路电流的实用计算，也可用来指导后续的不对称故障计算和稳定计算。

在某些事故需精确计算系统电压、电流变化情况时，可用该方法或数值计算法。

一般工程计算不可能也无须采用那么复杂的计算。

而用另一类方法，即实用计算法。

正像在无穷大功率电源三相短路电流排序中已表示的，新颖计算法的核心就是把握住短路电流中的关键量，即为短路电流周期分量的初始值，即t?0时的次暂态电流i??。

算出它，冲击电流、最小有效值电流和短路容量均可便利获得。

有时须要排序t?0时的电流，需用运算曲线搜寻求出。

第一节短路电流周期分量初始值的计算xq??，挑xdxq??，则由式（2-163）和式（2-165）所述，定子短路电由于xd流周期分量的初始值为i???ji???idq??0eq??xd?j??0ed??xq???0?jeq??0ed??jxde0??jxd和次暂由此可见，在谋短路电流周期分量初始值时，发电机需用次暂态电势e??去等值，等值电路例如图3-1右图。

这样，短路电流周期分量起始应该排序态电抗xd实质上就是一个稳态交流电路的排序问题。

也正因为这样，有时文献描述时将“初始值”三字省略了。

ugpgjqgjxde图3-1新颖排序中的发电机等值电路图一、较精确计算（一）计算步骤（1）根据电网运转接线图，绘制等值电路图。

（2）排序各元件参数的五字幺值。

和功率p?jq、（3）根据给定的运行条件进行潮流计算，求得发电机端电压uggg1和功率p?jq。

负荷点电压uddd（4）排序发电机电势u??jx??i??u??jx??pg?jqg（3-1）egdggd?ug（5）负荷用恒定阻抗或等值发电机表示1）用恒定阻抗表示2?uudu2dzd(cos??jsin?)（3-2）pd-jqdsdid2）用等值发电机表示（靠近短路点时）u??jx??i??u??jx??pd?jqd（3-3）eddd?ud式中，x??――异步电动机的次暂态电抗。

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。