短路計算

為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系統(tǒng)的保護裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保證供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路時，保護裝置能可靠動作。

無限大容量電力系統(tǒng)是指其容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本保持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5%~10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。最嚴(yán)重情況時短路全電流的波形曲線如圖1所示。

當(dāng)供配電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路時，其中一部分阻抗被短接，網(wǎng)路阻抗發(fā)生變化。因此在進行短路電流計算時，應(yīng)先對各電氣設(shè)備的參數(shù)（電阻或電抗）進行計算。

①有名值法。電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用有名值（即有單位的值）表示。

②標(biāo)幺值法。電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)用相對值表示。

③短路容量法。電氣設(shè)備的電阻和電抗及其他電氣參數(shù)，用短路容量表示。

有名值法進行短路計算的步驟

有名值法進行短路計算的步驟如下：

①繪制短路回路等效電路。

②計算短路回路中各元件的阻抗值。

⑧求等效阻抗，化簡電路。

④計算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)。

⑤列短路計算表。

標(biāo)幺值法進行短路計算的步驟

標(biāo)幺值法進行短路計算的步驟如下：

①選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計算短路點的基準(zhǔn)電流。

②繪制短路回路的等效電路。

③計算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值。

④求總電抗標(biāo)幺值，化簡電路。

⑤計算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)。 2100433B

運行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或者相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞，而引起這種破壞的原因有過電壓、雷擊、絕緣材料的老化，以及運行人員的誤操作和施工機械的破壞、鳥害、鼠害等。

對于高壓電路的短路

其短路計算的公式為：

對于低壓電路的短路

其短路計算的公式為：

短路計算的短路參數(shù)

1、

短路后第一個周期的短路電流周期分量的有效值，稱為次暫態(tài)短路電流有效值。

2、

短路后經(jīng)過半個周期（即0.01s）時的短路電流峰值，是整個短路過程中的最大瞬時電流。這一最大的瞬時短路電流稱為短路沖擊電流。

3、

它是指三相短路沖擊電流有效值，短路后第一個周期的短路電流的有效值。

勵磁繞組匝間短路會造成發(fā)電機勵磁電流增大、輸出無功減小、轉(zhuǎn)子振動加劇等不良影響，若不及早處理可能會發(fā)展為更嚴(yán)重的惡性事故，對電機及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生巨大威脅。近年來國內(nèi)外研究主要通過實驗和現(xiàn)場檢測以及一些簡單的定性分析，不能準(zhǔn)確計算故障引起的定子電流和勵磁電流，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子匝間短路保護也很不完善。本項目將為多支路同步發(fā)電機建立擴充的多回路數(shù)學(xué)模型，準(zhǔn)確計算與發(fā)生故障的勵磁繞組有關(guān)的電感系數(shù)，借助計算機數(shù)值算法，實現(xiàn)對勵磁繞組匝間短路故障整個過渡過程的暫態(tài)數(shù)字仿真以及快速方便的穩(wěn)態(tài)仿真，并通過實驗驗證數(shù)學(xué)模型和計算方法的正確性。通過對不同極數(shù)、不同定子繞組結(jié)構(gòu)的多臺發(fā)電機（包括汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機）進行不同匝數(shù)的勵磁繞組匝間短路計算，總結(jié)并分析故障特征，在此基礎(chǔ)上研究同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路的保護新原理，結(jié)合具體的發(fā)電機提出保護方案的定量化設(shè)計及定值整定方法，提高發(fā)電機運行的安全性。 2100433B