第四章 發(fā)電機機端三相短路電流的實用計算

1、E?????I?Ixj???u?第四章第四章發(fā)電機機端三相短路電流的實用計算發(fā)電機機端三相短路電流的實用計算上一章討論了一臺發(fā)電機三相短路電流的計算，在實際的電力系統(tǒng)中包含有多臺發(fā)電機，不可能對每一臺發(fā)電機都進行詳盡的次暫態(tài)到暫態(tài)繼而穩(wěn)態(tài)的分析。因此在本章主要研究包含有一臺或者許多發(fā)電機的電力系統(tǒng)的三相電流的實用近似計算。在電力系統(tǒng)中都裝有快速保護裝置，絕大多數(shù)的三相短路在次暫態(tài)過程還未結(jié)束時，快速保護裝置已經(jīng)切除了故障。因此工程上一般

2、只需要計算出短路電流周期分量的起始值即次暫態(tài)電流。在求出短路電流周期分I??量的起始值后就可以方便的計算出直流分量和沖擊電流。計算次暫態(tài)電流I??的方法有許多。本章將介紹網(wǎng)絡(luò)化簡法、疊加原理法和運算曲線法。I??第一節(jié)第一節(jié)短路電流周期分量起始值的計算短路電流周期分量起始值的計算發(fā)電機在發(fā)生三相短路故障時的瞬間，其次暫態(tài)電勢不突變，近似用qE??代替。同時認為在三相短路故障的瞬間不突變，因而計算周期分量電流E??E??起始值時可以認為各

3、發(fā)電機電動勢近似等于短路前的次暫態(tài)電動勢。這E????0E??樣使計算變的簡單，產(chǎn)生的誤差也符合工程上的要求。從圖41可知，其次暫態(tài)電勢計算E??公式：(41)????????0000sIXUE?inE?????????其中U[0]、I[0]、φ[0]分別為發(fā)電機短路瞬間的端電壓、電流和功率因數(shù)角，汽輪發(fā)電機和有阻尼凸極發(fā)電機的次暫態(tài)電抗可以取為=。X??dX??圖41發(fā)電機向量圖通過式(41)可知在發(fā)生三相短路時，由于電力系統(tǒng)中的阻抗

4、減小，所以回路中短路電流值將大大增加，項也將隨之增加。而此時發(fā)電機電動勢不變，系統(tǒng)電壓則會大幅????00sIX?in??E??度下降。很大，相比之下，這些支路的電流可以忽略。3.負荷方面；由于短路后電網(wǎng)電壓下降，計算次暫態(tài)電流時，如果負荷電流和短路電I??流相比要小的多時，可忽略負荷，此時全網(wǎng)電壓相同，認為全網(wǎng)電壓標幺值都是1。此時計算遠離短路點的支路電流會產(chǎn)生較大的誤差。當計及負荷時，負荷用恒阻抗來近似。此時需要進行潮流計算得到負荷

5、端電壓和注入功率，從而進一步計算此阻抗值。計算過程如下：DU?DS?=(43)DIU?DDDjQPS??(44)DDjQP??????????LDDDZUU??(45)DDLD2DjQPZU??圖44恒阻抗表示負荷(46)DD2DLDjQPUZ?4.異步電動機方面；在正常運行時，異步電動機的定子繞組和轉(zhuǎn)子鼠籠式短路條構(gòu)成的等值繞組中都存在著交變的磁鏈。當異步電動機定子端發(fā)生三相短路時，根據(jù)磁鏈守恒定律，定子繞組和轉(zhuǎn)子鼠籠式短路條構(gòu)成的等

6、值繞組的磁鏈均不能突變。因而，定子和轉(zhuǎn)子繞組中均感應(yīng)有直流分量電流。同時，由于轉(zhuǎn)子的機械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化較慢。因而轉(zhuǎn)子繞組中的直流電流將在定子繞組中感應(yīng)出交流電流，這就是異步電動機提供短路電流的原因。由于異步電動機中沒有勵磁電源，所以產(chǎn)生的短路電流將最終衰減至零。短路瞬間異步電動機可以用一個與轉(zhuǎn)子交鏈的磁鏈成正比的電動勢—次暫態(tài)電動勢以及相應(yīng)的次暫態(tài)電抗由公[0]E??X??式可計算短路電流。如果短路瞬??XEI0???????I??