三相交流系统短路电流计算002.docxVIP

为了计算短路点的对称短路电流初始值I〃k、开断电流Ib和稳态短路电流Ik，可用适当的变换将系统化简成一等效短路阻抗。在计算短路电流峰值ip时，需区别电路有无并联支路，因此上述电路化简方法不适用。

对称短路

一台发电机馈电的短路

对称短路电流初始值I〃k

在图和图15中，用等效电压源和短路阻抗计算I〃k。

(45)

计算最大短路电流时的c选用表1中的cmax

注：通常，发电机的额定电压较系统标称电压Un高出5%。

图15一台发电机馈电短路示意图

短路电流峰值ip

短路电流峰值ip的计算见第条，发电机的电阻和电抗应用校正后的值，即KGRG和KGI〃d。

对称开断电流Ib

对称开断电流Ib是电流I〃k在经一短暂时间衰减后达到的值，用系数μ表

示衰减常数，即

Ib=μI〃k(46)

μ与tmin和I〃k/IrG比值有关，可根据I〃k/IrG比值和选择的tmin计算，推荐算式如下：

(47)

上式中，μ值适用于旋转励磁机或静止整流励磁装置励磁的汽轮发电机、凸极发电机和同步调相机(用静止整流励磁装置励磁时，其最小延时tmin应小于，最高励磁电压小于倍额定负载下的励磁电压)。式中的I〃kG(I〃kG为发电机端的短路电流)和IkG应归算到同一电压下的值。计算电动机的μ值时，式中I〃kG/IkG用I〃kM/IrM(见表2)代替。

当I〃kG/IkG≤2，式(47)中μ值取1。对于其他情况，若实际值不知道，可取μ=1。

μ值也可按图16查曲线，对于相邻最小延时tmin曲线间对应的μ值，可用线性插值求取。

图16曲线也适用于具有最小延时tmin≤复式励磁的低压发电机。tmin＞的低压发电机开断电流计算不属此范围。

图16计算开断电流Ib用系数

稳态短路电流Ik

稳态短路电流Ik与铁芯饱和度和电网中开关状态有关，因此对Ik的计算精度比对称短路电流初始值I〃k计算精度要低。这里给出的方法是足以估算由一台发电机或同步电机分别供电的短路电流的上、下限值。

a.稳态短路电流的最大值(上限)Imax

Imax=λmaxIrG(48)

式中，IrG为发电机额定电流，系数λmax根据图17或18求得，xdsat(饱和电抗)为短路比的倒数。

b.稳态短路电流的最小值Ikmin

Ikmin=λminIrG(49)

λmin根据图17或图18求得。为计算稳态短路电流最小值，假设同步发电机为恒定的空载励磁。

注：对于没有电流串励的静止励磁装置励磁的发电机，机端母线三相短路电流的最小稳态值为零。

图17汽轮发电机的λmax和λmin曲线

图18凸极电机的λmax和λmin曲线

曲线簇Ⅰ中的λmax曲线是在额定负载、额定功率因数下，对于汽轮发电机(图17a)是在励磁顶值为倍额定励磁时绘制的，对于凸极电机(图18a)是在励磁顶值为倍额定励磁时绘制的。

曲线族Ⅱ中的λmax曲线是在额定负载、额定功率因数下，对于汽轮发电机(图17b)是在励磁顶值为倍额定励磁时绘制的，对于凸极机(图18b)是在励磁顶值为2倍额定励磁时绘制的。

由发电机—变压器组馈电的短路

对称短路电流初始值I〃k

以图和图19结线为例，在计算F点短路时的电流I〃k所用的阻抗应为校正后的发电机和变压器阻抗(见条)与线路阻抗之和，即：

(50)

按第条计算发电机—变压器组阻抗时，为：

(51)

图19发电机—变压器组馈电的短路

短路电流峰值ip

按第条计算短路电流峰值ip时，对于发电机和变压器的阻抗应用校正后的值(见第和条)。

对称开断电流Ib

按第条计算Ib时，其中的系数μ按式(47)或图16计算或求取，I〃kG用I〃kpsut=trI〃kpsu代替。

稳态短路电流Ik

短路由发电机—变压器组馈电时，按第条计算Ik，此时，I〃kG用I〃kpsu=trI〃kpsu代替。

非网状电源馈电的三相短路

对于图13b非网状源馈电及虽经一共用阻抗Z但Z＜UnB/(I〃kB)(如图13c)馈电的短路均按本条计算。

用等效电压源计算短路时，Un为短路系统的标称电压，不经变压器直接向短路网络馈电的发电机阻抗应用校正后的阻抗(见第条)，发电机—变压器组结线的发电机和变压器阻抗应用校正后的阻抗(见第或条)。有电动机接入时，除同步电动机和同步调相机的阻抗按发电机处理外，异步电动机的阻抗按第条处理。

非网状电源馈电时用等效电压源计算I〃k的典型例子，见图20。

图20非网状电源馈电的I〃k算例

在图21中点F1短路时，发电机和变压器供给的短路电流按下式计算：

(52)

(53)



图21在发电机和变压器间及厂用母线A上短路的短路电流

式中：I〃kG——发电机供给的对称短路电流初始值；

I〃kT——变压器供给的对称短路电流初始值；

——发电机校正阻抗，按式(39)计算；

——变压器校正阻抗，按式(41)计算；

tf——假想变比，t