8短路电流计算.pptx

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1、会计学18短路短路(dunl)电流计算电流计算PPT课件课件第一页，共119页。短路故障短路故障(gzhng)(gzhng)的的种类种类 供供电电系系统统中中短短路路类类型型(lixng)(lixng)与与电电源源的的中中性性点点是是否否接接地地有有关关，在在中中性性点点不不接接地地系系统统中中，可可能能发发生生的的短短路路有有三三相相短短路路、两两相相短短路路。而而在在中中性性点点接接地地系系统统中中，可可能能发发生生的的短短路路除除三三相相短短路路及及两两相相短短路路外外，尚尚有有单相接地短路及两相接地短路。单相接地短路及两相接地短路。通通常常，三三相相短短路路时时的的电电流流最最大大，但

2、但在在靠靠近近中中性性点点接接地地的的变变压压器器或或接接地地变变压压器器附附近近发发生生单单相相接接地地短短路路时时，其其短短路路电电流流可可能能大大于于三三相相短短路路电电流流。具具有有YzYz、DyDy和和DzDz向向量量组组结结线线的的变变压压器器，其其低低压压绕绕组组Y Y或或Z Z接接地地时时，更是如此。更是如此。第1页/共119页第二页，共119页。短路短路短路短路(du(du nl)nl)示意图示意图示意图示意图第2页/共119页第三页，共119页。计算前提条件计算前提条件 在计算短路电流时，根据不同用途需要计算最大和最在计算短路电流时，根据不同用途需要计算最大和最小短路电流，

3、用于选设备容量或额定值需要计算最大短小短路电流，用于选设备容量或额定值需要计算最大短路电流和作为选择熔断器、整定继电保护及校核电动机路电流和作为选择熔断器、整定继电保护及校核电动机起动所需要的最小短路电流，它们都是以下面条件为基起动所需要的最小短路电流，它们都是以下面条件为基础的：础的：a.a.在短路持续时间内，短路相数不变，如三相在短路持续时间内，短路相数不变，如三相(sn(sn xinxin)短路保持三相短路保持三相(sn xin(sn xin)短路，单相接地短路保持短路，单相接地短路保持单相接地短路；单相接地短路；b.b.具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分具有分接开关的变压器，

4、其开关位置均视为在主分接位置；接位置；c.c.不计弧电阻。不计弧电阻。第3页/共119页第四页，共119页。短路短路(dunl)(dunl)计算的基计算的基本假设条件本假设条件 （1 1）磁路的饱和、磁滞忽）磁路的饱和、磁滞忽略不计。系统中各元件略不计。系统中各元件(yunjin)(yunjin)的参数便都是恒定的参数便都是恒定的，可以运用叠加原理。的，可以运用叠加原理。（2 2）系统中三相除不对称）系统中三相除不对称故障处以外都可当作是对称的。故障处以外都可当作是对称的。因而在应用对称分量法时，对因而在应用对称分量法时，对于每一序的网络可用单相等值于每一序的网络可用单相等值电路进行分析。电路

5、进行分析。第4页/共119页第五页，共119页。（3 3）各元件的电阻略去不计。如）各元件的电阻略去不计。如 当短路是发生在电缆线路当短路是发生在电缆线路(xinl)(xinl)或截面较小的架空线上时，或截面较小的架空线上时，特别在钢导线上时，电阻便不能忽略。特别在钢导线上时，电阻便不能忽略。此外，在计算暂态电流的衰减时间常此外，在计算暂态电流的衰减时间常数时，微小的电阻也必须计及。数时，微小的电阻也必须计及。（4 4）短路为金属性短路。）短路为金属性短路。第5页/共119页第六页，共119页。无限大功率电源无限大功率电源 所谓无限大功率电源，是指当所谓无限大功率电源，是指当电力系统的电源距短

6、路点的电气电力系统的电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引起的电距离较远时，由短路而引起的电源输出功率（电流及电压）的变源输出功率（电流及电压）的变化化(binhu)（），），远小于电源所具有的功率远小于电源所具有的功率 ，即，即存在如下的关系存在如下的关系 ，则称，则称该电源为无限大功率电源，记作该电源为无限大功率电源，记作 。第6页/共119页第七页，共119页。无限大功率电源的特点无限大功率电源的特点(tdin)（1）由于）由于 ，所以可，所以可以认为在短路过程中无限大功以认为在短路过程中无限大功率电源的频率是恒定的。率电源的频率是恒定的。（2）由于）由于 ，所以可，所以可以认为在短路

7、过程中无限大功以认为在短路过程中无限大功率电源的端电压也是恒定的。率电源的端电压也是恒定的。（3）电压恒定的电源，内阻）电压恒定的电源，内阻抗必然等于零。因此可以认为抗必然等于零。因此可以认为无限大功率电源的内电抗无限大功率电源的内电抗 。第7页/共119页第八页，共119页。计算中需要的基本概念计算中需要的基本概念 独立电压源：用一个不受电路独立电压源：用一个不受电路(dinl)中所有电流和电压影响的理想电压源和一个中所有电流和电压影响的理想电压源和一个无源电路无源电路(dinl)元件相串联来表示的有源元件相串联来表示的有源电路电路(dinl)元件。元件。系统标称电压系统标称电压Un 电力系

8、统被指定的电电力系统被指定的电压（线电压），此电压与电力系统的某些运压（线电压），此电压与电力系统的某些运行特性有关。行特性有关。等效电压源：等效电压源：为计算正序系统短路为计算正序系统短路电流，而加于短路点的理想电压源。在网络电流，而加于短路点的理想电压源。在网络中，等效电压源是唯一的有源电压。中，等效电压源是唯一的有源电压。电压系数电压系数c：等效电压源与被：等效电压源与被 除的系统除的系统标称电压之比。标称电压之比。第8页/共119页第九页，共119页。同同步步电电机机的的超超瞬瞬态态电电势势E”：短短路路瞬瞬间间，在在超超瞬瞬态态电电抗抗Id后后起起作作用用的的同同步步电电机机对对称称

9、(duchn)内电势的有效值。内电势的有效值。远远端端短短路路：预预期期（可可达达到到的的）短短路路电电流流对对称称(duchn)交交流流分分量量的的值值在在短短路路过过程程中基本保持不变的短中基本保持不变的短 路。路。第9页/共119页第十页，共119页。远端短路远端短路(dunl)时的电流波形图时的电流波形图Ik对称短路对称短路(dunl)电流初始值；电流初始值；iP短路短路(dunl)电流峰值；电流峰值；Ik稳态短路稳态短路(dunl)电流；电流；iDC短路短路(dunl)电流的非周期分电流的非周期分量；量；A非周期分量非周期分量iDC的初始值的初始值 第10页/共119页第十一页，共1

10、19页。近端短路：至少近端短路：至少(zhsho)有有一台同步电机供给短路点的预期一台同步电机供给短路点的预期对称短路电流初始值超过这台发对称短路电流初始值超过这台发电机额定电流两倍的短路；或同电机额定电流两倍的短路；或同步和异步电动机反馈到短路点的步和异步电动机反馈到短路点的电流超过不接电动机时该点的对电流超过不接电动机时该点的对称短路电流初始值称短路电流初始值IK的的5%的短的短路。路。第11页/共119页第十二页，共119页。近端短路的电流波形图 Ik对称(duchn)短路电流初始值；ip短路电流峰值；Ik稳态短路电流；iDC短路电流非周期分量；A非周期分量iDC的初始值 第12页/共1

11、19页第十三页，共119页。短路点的等效电压源短路点的等效电压源 对于远端和近端短路都可用一等效电对于远端和近端短路都可用一等效电压源计算短路电流。压源计算短路电流。用等效电压源计算短路电流时，短路点用等效电压源计算短路电流时，短路点用等效电压源代替，该电压源为网络的唯用等效电压源代替，该电压源为网络的唯一的电压源，其它电源，如同步发电机、一的电压源，其它电源，如同步发电机、同步电动机、异步电动机和馈电网络的电同步电动机、异步电动机和馈电网络的电势都视为零并用自身内阻抗代替。势都视为零并用自身内阻抗代替。用等效电压源计算短路电流时，可不用等效电压源计算短路电流时，可不考虑非旋转负载考虑非旋转负

12、载(fzi)的运行数据和发电的运行数据和发电机励磁方式。机励磁方式。用等效电压源时，除零序网络外，线用等效电压源时，除零序网络外，线路电容和非旋转负载路电容和非旋转负载(fzi)的并联导纳都的并联导纳都可忽略。可忽略。第13页/共119页第十四页，共119页。用等效电压(diny)源 计算示意图 第14页/共119页第十五页，共119页。图为一单侧电源(dinyun)馈电并用等效电压源计算短路网络的一个算例。等效电压源中的电压系数c根据表选用，计算最大值用最大电压系数(cmax)，最小值用最小电压系数(cmin)。电压系数c与标称电压Un的积应不超过设备最高电压Um。标称电压Un计算最大短路电

13、流的电压系数cmax计算最小短路电流的电压系数cmin220/380 V380/660V和1140V1.001.050.951.00335 kV1.101.0035220 kV1.101.00第15页/共119页第十六页，共119页。用 于 计 算 短 路 电 流(dinli)最大值的等效电压源按下式计算。a.电压为220/380 V：b.电压为380/660 V和1140 V：c.电压为335kV及35220kV：第16页/共119页第十七页，共119页。短路电流中交流分量不衰减的系统(远端短路)对于远端短路，可以认为短路电流的交流分量是不衰减的，即预期短路电流是由不衰减的交流分量和以初始值

14、衰减到零的非周期分量组成。因此，可以认为远端短路的对称电流初始值 和稳态短路电流 （有效值）与对称开断电流(有效值)，三者相等，只需对 和 进行计算(j sun)。对一电网经变压器馈电的短路，当馈电网络电抗 与变压器低压侧电抗 满足关系式 时，可视为远端短路。第17页/共119页第十八页，共119页。三相短路时的电流最大，但在靠近中性点接地的变压器或接地变压器附近发生单相接地短路时，其短路电流可能大于三相短路电流。具有Yz、Dy和Dz向量(xingling)组结线的变压器，其低压绕组Y或Z接地时，更是如此。第18页/共119页第十九页，共119页。电气设备短路阻抗电气设备短路阻抗 对于馈电对于

15、馈电(ku din)(ku din)网络、网络、变压器、架空线路、电缆线路、变压器、架空线路、电缆线路、电抗器和其它类似电气设备，电抗器和其它类似电气设备，它们的正序和负序短路阻抗相它们的正序和负序短路阻抗相等，即等，即 。计算线路零。计算线路零序阻抗时，在零序网络中，假序阻抗时，在零序网络中，假设在三条平行导线和返回的共设在三条平行导线和返回的共用线间有一交流电压，共用线用线间有一交流电压，共用线流过三倍零序电流，如图所示。流过三倍零序电流，如图所示。一般情况下，零序短路阻抗与一般情况下，零序短路阻抗与正序短路阻抗不相等。正序短路阻抗不相等。可以可以小于、等于和大于小于、等于和大于 。第19

16、页/共119页第二十页，共119页。电网馈电短路(dunl)的系统图和等值电路 第20页/共119页第二十一页，共119页。8.1 8.1 短路短路(dunl)(dunl)电电流计算方法流计算方法标么值标么值 任意一个物理量对基准值的比值称任意一个物理量对基准值的比值称为标么值，它是个无单位的比值。为标么值，它是个无单位的比值。实际实际(shj)值（具有单位）值（具有单位）标么值标么值 基准值（与实际基准值（与实际(shj)值值同单位）同单位）一个物理量的标么值是实际一个物理量的标么值是实际(shj)有名值与具有同样单位的一个有名值与具有同样单位的一个有名基准值的比值，本身已不再具有单有名基准

17、值的比值，本身已不再具有单位。标么值实际位。标么值实际(shj)上是一个相对上是一个相对值。值。第21页/共119页第二十二页，共119页。2.根据定义公式，常用(chn yn)的电力网参数及变量的标么值表示如下：（l）阻抗标么值 （2）电压、电流标么值 （3）功率标么值 上述各式中具有*号的下标量为标么值；具有字母下标的量为基准值；无下标量为实际有名值。第22页/共119页第二十三页，共119页。3不同基准(jzhn)值的标么值之间的变换 发电机、变压器、电抗器等以设备的额定值为基准(jzhn)的标么值或百分值给出。在电力系统计算中采用统一基准(jzhn)值。若电抗以表示，用统一基准(jzh

18、n)值表示的电抗标么值为第23页/共119页第二十四页，共119页。简单系统三相简单系统三相(sn xin)(sn xin)短路的实用计算方短路的实用计算方法法 标么值计算法计算短路电流的步骤如下：1.选择基准(jzhn)电压和基准(jzhn)容量 基准(jzhn)电压 可以选择短路点所在的电网额定电压。基准(jzhn)容量 可以选择100MVA或系统短路容量 。第24页/共119页第二十五页，共119页。2.元件阻抗标幺值的计算 （1）同步电机电抗标么值 式中 发电机的额定(dng)容量，kVA；发电机的超瞬变电抗值。（2）变压器电抗标么值 式中 变压器的额定(dng)容量，kVA；变压器的

19、百分阻抗值。第25页/共119页第二十六页，共119页。（3）架空、电缆线路电抗标么值式中 线路单位长度的电抗值，/km，可查找(ch zho)有关线路参 数；线路长度，km；线路平均额定电压，kV。第26页/共119页第二十七页，共119页。（4 4）电抗器电抗标么值）电抗器电抗标么值 电电抗抗器器的的百百分分比比电电抗抗（）是是以以电电抗抗器器额额定定(dng)dng)工工作作电电压压和和额额定定(dng)dng)工工作作电电流流为为基基准准的的，它它归归算算到到新的基准下的公式为新的基准下的公式为式中式中 电抗器的额定电抗器的额定(dng)(dng)电压，电压，kVkV；电抗器的额定电抗

20、器的额定(dng)(dng)电流，电流，kAkA；电抗器的百分阻抗值。电抗器的百分阻抗值。3 3求短路回路总电抗标么值求短路回路总电抗标么值 从从电电源源到到短短路路点点前前的的总总电电抗抗是是所所有有元元件件的的电电抗抗标标么么值之和。值之和。第27页/共119页第二十八页，共119页。4 4求三相短路求三相短路(du(du nl)nl)电流周期分量有效值电流周期分量有效值 在在短短路路(du(du nl)nl)计计算算中中，如如选选短短路路(du(du nl)nl)点点所所在在线线路路额额定定电电压压（）为为基基准准电电压压 ，则则三三相相短短路路(du(du nl)nl)电电流流周期分量

21、为周期分量为式中式中 短路短路(du(du nl)nl)点所在线路的额定电压，点所在线路的额定电压，kV kV；基准电压，基准电压，kVkV；从电源到短路从电源到短路(du(du nl)nl)点之间的所有电点之间的所有电 气元件的电抗和，气元件的电抗和，。第28页/共119页第二十九页，共119页。三相短路电流周期分量的标么值为 三相短路电流周期分量的有名值为 由上式可以看出，计算(j sun)短路电流关键在于求出短路回路总电抗标么值。第29页/共119页第三十页，共119页。短路短路(dunl)(dunl)容量容量 短路(dunl)容量数值为 式中 短路(dunl)处的额定电压，kV；t时刻

22、短路(dunl)电流周期分量的有效 值，kA；在标么制中，若取 ，则第30页/共119页第三十一页，共119页。冲击冲击(chngj)(chngj)电流和电流和最大有效值电流最大有效值电流 1.三相短路出现最大值的条件 （1）对于高压电路，忽略线路的电阻，认为短路前的系统是纯感性电路。（2）系统在短路时刻，某一相的电压瞬时值为零。（3）系统在发生(fshng)短路前的状态是线路空载。2.三相短路出现最小值的条件 短路电流的非周期分量为零。第31页/共119页第三十二页，共119页。2三相(sn xin)短路最大冲击电流瞬时值 根据产生最大短路电流的条件，短路电流周期分量和非周期分量叠加的结果是

23、在短路后经过半个周期的时刻将会出现短路电流的最大瞬时值，此值称为短路冲击电流的瞬时值。式中 短路电流的周期分量，kA；短路冲击系数，当电路只有电 抗，则 ，当电路只有电 阻 。第32页/共119页第三十三页，共119页。当短路发生在单机容量为12MW及以上的发电机母线上时，短路冲击系数取1.9：当短路发生在高压电网的其他各点时，短路冲击系数取1.8：在380/220V低压网中，短路冲击系数取1.3：冲击电流主要用于校验(xio yn)电气设备和载流导体的电动力稳定度。第33页/共119页第三十四页，共119页。如如果果短短路路是是发发生生在在最最恶恶劣劣的的情情况况下下，短短路路电电流流在在第

24、第一一个个周周期期内内的的有有效效值值将将最最大大，这这一一有有效效值值称称为为短短路路电电流流的的最最大大有有效效值值，以以 表示。表示。短路冲击系数取短路冲击系数取1.91.9时时 短路冲击系数取短路冲击系数取1.81.8时时 短路冲击系数取短路冲击系数取1.31.3时时 短短路路电电流流的的最最大大有有效效值值常常用用(chn(chn ynyn)于于校校验验某某些些电电气气设设备备的断流能力或耐力强度。的断流能力或耐力强度。第34页/共119页第三十五页，共119页。异步电动机对短路冲击异步电动机对短路冲击(chngj)(chngj)电流的影响电流的影响及计算及计算 在在在在靠靠靠靠近近

25、近近电电电电动动动动机机机机出出出出口口口口处处处处发发发发生生生生三三三三相相相相短短短短路路路路时时时时，计计计计算算算算短短短短路路路路冲冲冲冲击击击击电电电电流流流流应应应应把把把把电电电电动动动动机机机机作作作作为为为为附附附附加加加加电电电电源源源源来来来来考考考考虑。虑。虑。虑。在在在在三三三三相相相相短短短短路路路路时时时时，电电电电力力力力系系系系统统统统的的的的电电电电压压压压从从从从电电电电源源源源到到到到短短短短路路路路点点点点依依依依次次次次下下下下降降降降。当当当当电电电电网网网网发发发发生生生生短短短短路路路路时时时时，如如如如果果果果电电电电动动动动机机机机的的

26、的的反反反反电电电电势势势势大大大大于于于于电电电电网网网网在在在在该该该该点点点点的的的的残残残残余余余余电电电电压压压压，电电电电动动动动机机机机就就就就会会会会有有有有反反反反馈馈馈馈电电电电流流流流送送送送到到到到短短短短路路路路点点点点。同同同同时时时时电电电电动动动动机机机机迅迅迅迅速速速速受受受受到到到到制制制制动动动动，反反反反馈馈馈馈电电电电流流流流迅迅迅迅速速速速减减减减小小小小，所所所所以以以以电电电电动动动动机机机机反反反反馈馈馈馈电电电电流流流流一一一一般般般般(ybn)(ybn)(ybn)(ybn)只只只只影影影影响响响响短短短短路路路路点点点点的的的的冲冲冲冲击击

27、击击电电电电流。流。流。流。第35页/共119页第三十六页，共119页。高高压压电电动动机机和和低低压压电电动动机机对对对对称称短短路路电电流流初初始始值值 、短短路路电电流流峰峰值值(fn(fn zh)zh)和和开开断断电电流流 有有影影响响。在在不不对对称称短短路路时时，还还对对稳稳态态短短路路电电流流 有有影响。影响。短短路路计计算算中中必必须须考考虑虑高高压压电电动动机机影影响响，对对于于发发电电厂厂的的厂厂用用电电和和工工业业设设备备或或与与此此类类似似的的设设备备，如如化化工工、钢钢铁铁工工业业自自用用电电网网和和泵泵站站中中的的低低压压电电动动机机也也应应考考虑虑其影响。其影响。

28、对对于于城城市市公公用用事事业业用用低低压压电电动动机机可可以忽略不计。以忽略不计。第36页/共119页第三十七页，共119页。如短路点位于低压电动机母线上，在满足下列关系时，母线上连接的电动机不可以忽略。式中 等效电动机的额定电流(dinli)；母线上不计电动机反馈 电流(dinli)时在该点的对称短 路电流(dinli)初始值。第37页/共119页第三十八页，共119页。电电电电动动动动机机机机提提提提供供供供的的的的短短短短路路路路电电电电流流流流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)最最最最大大大大瞬瞬瞬瞬时时时时值值值值（电电电电动动动动机机机机的反馈冲击电流的反馈

29、冲击电流的反馈冲击电流的反馈冲击电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)）的计算）的计算）的计算）的计算式中式中式中式中 电动机的次暂态电势的标么值，电动机的次暂态电势的标么值，电动机的次暂态电势的标么值，电动机的次暂态电势的标么值，电动机的次暂态电抗的标么值，电动机的次暂态电抗的标么值，电动机的次暂态电抗的标么值，电动机的次暂态电抗的标么值，反馈冲击倍数；反馈冲击倍数；反馈冲击倍数；反馈冲击倍数；电动机的短路冲击系数，高压电动机的短路冲击系数，高压电动机的短路冲击系数，高压电动机的短路冲击系数，高压 电动机取电动机取电动机取电动机取1.41.41.41.41.61.61.

30、61.6，低压电动，低压电动，低压电动，低压电动 机取机取机取机取1.01.01.01.0；电动机的额定电流电动机的额定电流电动机的额定电流电动机的额定电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)，kAkAkAkA第38页/共119页第三十九页，共119页。表表表表 各种各种各种各种(zhn)(zhn)(zhn)(zhn)电动机的次暂态电势和次暂电动机的次暂态电势和次暂电动机的次暂态电势和次暂电动机的次暂态电势和次暂态电抗的标么值态电抗的标么值态电抗的标么值态电抗的标么值第39页/共119页第四十页，共119页。三相短路总冲击电流 在计算中如果电动机的反馈(fnku)冲击电流经

31、过变压器后送到短路点，或电动机出口处发生不对 称 短 路 时，电 动 机 的 反 馈(fnku)冲击电流可以忽略不计。第40页/共119页第四十一页，共119页。两相短路电流的计算两相短路电流的计算 远端系统除发生三相短路远端系统除发生三相短路外，还会发生两相短路。在无限大外，还会发生两相短路。在无限大容量系统供电时，两相短路电流的容量系统供电时，两相短路电流的计算可使用估算计算可使用估算(sun)(sun)方法。方法。第41页/共119页第四十二页，共119页。（1 1 1 1）如如如如果果果果短短短短路路路路点点点点距距距距离离离离发发发发电电电电机机机机较较较较远远远远时时时时（一一一一

32、般般般般配配配配电电电电系系系系统统统统多多多多属属属属于于于于这这这这种种种种情情情情况况况况）：可可可可认认认认为为为为发发发发电电电电机机机机内内内内部部部部不不不不会会会会引引引引起起起起暂暂暂暂态态态态过过过过程程程程，发发发发电电电电机机机机在在在在短短短短路路路路过过过过程程程程中中中中端端端端电电电电压压压压保保保保持持持持不不不不变变变变，短短短短路路路路电电电电流流流流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)仅仅仅仅取取取取决决决决于于于于外外外外电电电电路路路路阻阻阻阻抗抗抗抗。两两两两相相相相短短短短路路路路电电电电流流流流(dinli)(dinli)(

33、dinli)(dinli)计计计计算算算算，可可可可以以以以根根根根据据据据三三三三相相相相短路电流短路电流短路电流短路电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)值计算得到。值计算得到。值计算得到。值计算得到。式中式中式中式中 三相短路电流三相短路电流三相短路电流三相短路电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)的周期分量的周期分量的周期分量的周期分量 （kAkAkAkA）；）；）；）；两相短路电流两相短路电流两相短路电流两相短路电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)的周期分量的周期分量的周期分量的周期分量 （kAkAkAkA）。）。）

34、。）。第42页/共119页第四十三页，共119页。（2 2 2 2）如如如如果果果果短短短短路路路路点点点点距距距距离离离离(jl)(jl)(jl)(jl)发发发发电电电电机机机机较较较较近近近近（发发发发电电电电机机机机出出出出口口口口）：三三三三相相相相短短短短路路路路时时时时发发发发电电电电机机机机电电电电枢枢枢枢反反反反应应应应较较较较两两两两相相相相短短短短路路路路时时时时去去去去磁磁磁磁作作作作用用用用强强强强，即即即即三三三三相相相相短短短短路路路路时时时时电电电电压压压压下下下下降降降降的的的的程程程程度度度度较较较较两两两两相相相相短短短短路路路路时时时时严严严严重，所以两相

35、短路电流比三相短路电流大，可近似取为：重，所以两相短路电流比三相短路电流大，可近似取为：重，所以两相短路电流比三相短路电流大，可近似取为：重，所以两相短路电流比三相短路电流大，可近似取为：（3 3 3 3）当短路点介于两者之间时，可近似为：）当短路点介于两者之间时，可近似为：）当短路点介于两者之间时，可近似为：）当短路点介于两者之间时，可近似为：第43页/共119页第四十四页，共119页。中性点不接地系统电容中性点不接地系统电容(dinrng)(dinrng)电电流的计算流的计算 1 1架空线路架空线路 在在6 610kV10kV中中性性点点不不接接地地系系统统中中的的架架空空线线路路发发生生

36、单单相相接接地地故故障障时时，接接地地点点的的故故障障电电流流IcIc可以可以(ky)(ky)进行近似的估算。进行近似的估算。第44页/共119页第四十五页，共119页。当架空线路当架空线路当架空线路当架空线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)有避雷线时有避雷线时有避雷线时有避雷线时当架空线路当架空线路当架空线路当架空线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)无避雷线时无避雷线时无避雷线时无避雷线时式式式式中中中中 架架架架空空空空线线线线路路路路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)额额额额定定定定线电线电线电线电 压（压（压（压（kVkVkVkV）；）；）

37、；）；架架架架空空空空线线线线路路路路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)的的的的长长长长度度度度 （kmkmkmkm）。）。）。）。第45页/共119页第四十六页，共119页。2 2电缆线路电缆线路 在在6 610kV10kV中中性性点点不不接接地地系系统统中中的的电电缆缆线线路路发发生生(fshng)(fshng)单单相相接接地地故故障障时时，接接地地点点的的故故障障电电流流IcIc可可以以进进行近似的估算。行近似的估算。式中式中 电缆线路额定线电压电缆线路额定线电压 （kVkV）；）；电缆线路的长度（电缆线路的长度（kmkm）。）。第46页/共119页第四十七页，共119页。

38、3 3混合线路混合线路 6 610kV10kV中中性性点点不不接接地地系系统统既既有有架架空空线线路路又又有有电电缆缆(dinln)(dinln)线线路路，如如果果发发生生单单相相接接地地故故障障时时，接接地地点点的的故故障电流障电流IcIc可以进行近似的估算。可以进行近似的估算。式中式中 线路额定线电压（线路额定线电压（kVkV）；）；架空线路的长度（架空线路的长度（kmkm）；）；电电缆缆(dinln)(dinln)线线路路的的长长度（度（kmkm）。）。第47页/共119页第四十八页，共119页。4 4变电设备的电容电流变电设备的电容电流 表表 变电设备的电容电变电设备的电容电流流 计算

39、回路中总的对地电容电流计算回路中总的对地电容电流应该是从电源到短路应该是从电源到短路(dunl)(dunl)点所点所有电气设备和元件的电容电流的总有电气设备和元件的电容电流的总和。和。第48页/共119页第四十九页，共119页。系统元件各序参数系统元件各序参数(cnsh)(cnsh)和等值网络和等值网络 对称分量法 在一个多相系统中，如果各相量的绝对值相等，且相邻两相间的相位差相等，就构成了一组对称的多相量。在三相(sn xin)系统中，任意不对称的三相(sn xin)量只可能分为三组对称分量，这三组对称分量分别为 （1）正序分量 （2）负序分量 （3）零序分量第49页/共119页第五十页，共

40、119页。三相不对称相量所对应三相不对称相量所对应(duyng)的三组对称分量的三组对称分量a）正序分量）正序分量 b）负序分量）负序分量 c）零序分量）零序分量 第50页/共119页第五十一页，共119页。序阻抗的基本概念 所谓某元件的正序阻抗，系指仅有正序电流通过该元件（这些元件三相(sn xin)是对称的）时所产生的正序电压降与此正序电流之比。设正序电流通过某元件产生的一相的压降为 正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗第51页/共119页第五十二页，共119页。电力系统中任何静止元件只要三相对称，当通入正序和负序电流时，由于其它两相对本相的感应电压是一样的，所以正序阻抗与负序阻抗相等。在通入零序

41、电流时，由于三相电 流 同 相，相 间 的 互 感 影 响(yngxing)不同（对于变压器来讲，零序阻抗与变压器的结构及绕组的连接方式有关），因而零序阻抗和正序（负序）阻抗不同。如果各相之间不存在互感，且中线阻抗为零，那么正序（负序）阻抗就和零序阻抗相等。第52页/共119页第五十三页，共119页。对于架空输电线、电缆、变压器对于架空输电线、电缆、变压器对于架空输电线、电缆、变压器对于架空输电线、电缆、变压器有有有有 。对于由三个单相电抗器、。对于由三个单相电抗器、。对于由三个单相电抗器、。对于由三个单相电抗器、电容器组成的三相电抗器、电容器以电容器组成的三相电抗器、电容器以电容器组成的三相

42、电抗器、电容器以电容器组成的三相电抗器、电容器以及由三个单相变压器构成的三相变压及由三个单相变压器构成的三相变压及由三个单相变压器构成的三相变压及由三个单相变压器构成的三相变压器组（如果零序电流器组（如果零序电流器组（如果零序电流器组（如果零序电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)能够流能够流能够流能够流通）则有通）则有通）则有通）则有 。第53页/共119页第五十四页，共119页。对于旋转元件，如发电机和电动机，各序电流分别通过时，将引起不同的电磁过程：正序电流产生与转子旋转方向相同的旋转磁场；负序电流产生与转子旋转方向相反的旋转磁场；零序电流产生的磁场则与转子的位置(

43、wi zhi)无关。因此旋转元件的正序、负序和零序阻抗互不相等。第54页/共119页第五十五页，共119页。系统相序网络系统相序网络(wnglu)(wnglu)的构成的构成 凡属由同一序的相应的电势和阻抗根据(gnj)电力系统的接线所构成的单相等值电路，称为该序的序网络。在制订各序网络时，必须先了解系统的接线，接地中性点的分布状况以及各元件的各序参数和等效电路；进而再分别各序，由短路点开始，查明序电流在网络中的流通情况，以确定各序网络的组成元件及其网络的具体连接。第55页/共119页第五十六页，共119页。1正序网络 正序网络就是通常用以计算对称三相短路(dunl)时的网络，流过正序电流的全部

44、元件的阻抗均用正序阻抗表示。在不对称短路(dunl)时短路(dunl)点的正序电压 、和 不等于零，所以短路(dunl)点不能和零电位线相连。正序电势就是发电机的电势。第56页/共119页第五十七页，共119页。2负序网络 负序电流在网络中所流经的元件与正序电流所流经的相同。因此，组成(z chn)负序网络的元件与组成(z chn)正序网络的元件完全相同，只是各元件的阻抗要用负序参数表示，其中发电机及各种旋转电机的负序阻抗与正序阻抗不同，而其它静止元件的负序阻抗等于正序阻抗。因为发电机的负序电势为零，所以负序网络中电源支路负序阻抗的终点不接电势，而与零电位相连，并作为负序网络的起点，短路点就是

45、该网络的终点。短路点的负序电压 不为零。第57页/共119页第五十八页，共119页。3 3零序网络零序网络 在在零零序序网网络络中中，不不包包含含电电源源电电势势。只只在在短短路路点点存存在在有有由由故故障障条条件件所所决决定定的的不不对对称称(duchn)(duchn)电电势势源源中中的的零零序序分量。各元件的阻抗均应以零序参数表示。分量。各元件的阻抗均应以零序参数表示。零零序序电电流流实实际际上上是是一一个个流流经经三三相相电电路路的的单单相相电电流流，经经过过地地或或与与地地连连接接的的其其它它导导体体（例例如如地地线线、电电缆缆包包皮皮等等），再再返返回回三三相相电电路路中中。只只有有

46、当当和和短短路路点点直直接接相相连连的的网网络络中中至至少少具具有有一一个个接接地地中中性性点点时时，才才可可以以形形成成一一个个零零序序回回路路。如如果果与与短短路路点点直直接接相相连连的的网网络络中中有有好好几几个个接接地地的的中中性性点点，那么有几个零序电流的并联支路。那么有几个零序电流的并联支路。第58页/共119页第五十九页，共119页。在绘制等值网络时，只能把有零序电流通过的元件在绘制等值网络时，只能把有零序电流通过的元件在绘制等值网络时，只能把有零序电流通过的元件在绘制等值网络时，只能把有零序电流通过的元件包括进去包括进去包括进去包括进去(jn q)(jn q)(jn q)(jn

47、 q)，而不通过零序电流的元件应舍去。，而不通过零序电流的元件应舍去。，而不通过零序电流的元件应舍去。，而不通过零序电流的元件应舍去。作出系统的三线图，在短路处将三相连在一起，接上一作出系统的三线图，在短路处将三相连在一起，接上一作出系统的三线图，在短路处将三相连在一起，接上一作出系统的三线图，在短路处将三相连在一起，接上一个零序电势源，并从这一点开始逐一的查明零序电流可个零序电势源，并从这一点开始逐一的查明零序电流可个零序电势源，并从这一点开始逐一的查明零序电流可个零序电势源，并从这一点开始逐一的查明零序电流可能通行的回路。能通行的回路。能通行的回路。能通行的回路。第59页/共119页第六十

48、页，共119页。变变 压压 器器 绕绕 组组 的的 接接 法法 对对 零零 序序 电电 流流 的的 通通 行行 路路 径径(ljng)(ljng)有有很很大大影影响响。YnYn，d d接接线线绕绕组组中中，星星形形侧侧绕绕组组中中的的零零序序电电流流只只能能在在三三角角形形侧侧各各相相绕绕组组中中引引起起零零序序环环流流，并并不不能能流流到到外外线线路路上上去去。YnYn，ynyn连连接接的的变变压压器器中中，当当其其中中一一侧侧的的绕绕组组中中有有零零序序电电流流通通过过时时，另另一一侧侧的的绕绕组组中中有有否否零零序序电电流流出出现现，要要看看另另一一侧侧绕绕组的外电路中还有其它接地的中性

49、点等。组的外电路中还有其它接地的中性点等。第60页/共119页第六十一页，共119页。对于那些有零序电流通过的，连在对于那些有零序电流通过的，连在对于那些有零序电流通过的，连在对于那些有零序电流通过的，连在发电机或变压器等中性点的元件，例如发电机或变压器等中性点的元件，例如发电机或变压器等中性点的元件，例如发电机或变压器等中性点的元件，例如消弧线圈中通过的零序电流为三相的零消弧线圈中通过的零序电流为三相的零消弧线圈中通过的零序电流为三相的零消弧线圈中通过的零序电流为三相的零序电流之和（即每相零序电流的三倍），序电流之和（即每相零序电流的三倍），序电流之和（即每相零序电流的三倍），序电流之和（即

50、每相零序电流的三倍），而零序网络所表示的只是一相的等值网而零序网络所表示的只是一相的等值网而零序网络所表示的只是一相的等值网而零序网络所表示的只是一相的等值网络，为了使零序网络中在这一元件上的络，为了使零序网络中在这一元件上的络，为了使零序网络中在这一元件上的络，为了使零序网络中在这一元件上的电压降与实际值相等，就必须将该元件电压降与实际值相等，就必须将该元件电压降与实际值相等，就必须将该元件电压降与实际值相等，就必须将该元件的阻抗值扩大为的阻抗值扩大为的阻抗值扩大为的阻抗值扩大为3 3 3 3倍而串接在与之相连倍而串接在与之相连倍而串接在与之相连倍而串接在与之相连的流过同一的流过同一的流过同