第四章 發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路電流的實(shí)用計(jì)算

1、E?????I?Ixj???u?第四章第四章發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路電流的實(shí)用計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路電流的實(shí)用計(jì)算上一章討論了一臺(tái)發(fā)電機(jī)三相短路電流的計(jì)算，在實(shí)際的電力系統(tǒng)中包含有多臺(tái)發(fā)電機(jī)，不可能對(duì)每一臺(tái)發(fā)電機(jī)都進(jìn)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(tái)或者許多發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)的三相電流的實(shí)用近似計(jì)算。在電力系統(tǒng)中都裝有快速保護(hù)裝置，絕大多數(shù)的三相短路在次暫態(tài)過(guò)程還未結(jié)束時(shí)，快速保護(hù)裝置已經(jīng)切除了故障。因此工程上一般

2、只需要計(jì)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(jì)算出直流分量和沖擊電流。計(jì)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(jiǎn)法、疊加原理法和運(yùn)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(jì)算短路電流周期分量起始值的計(jì)算發(fā)電機(jī)在發(fā)生三相短路故障時(shí)的瞬間，其次暫態(tài)電勢(shì)不突變，近似用qE??代替。同時(shí)認(rèn)為在三相短路故障的瞬間不突變，因而計(jì)算周期分量電流E??E??起始值時(shí)可以認(rèn)為各

3、發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)近似等于短路前的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)。這E????0E??樣使計(jì)算變的簡(jiǎn)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(shì)計(jì)算E??公式：(41)????????0000sIXUE?inE?????????其中U[0]、I[0]、φ[0]分別為發(fā)電機(jī)短路瞬間的端電壓、電流和功率因數(shù)角，汽輪發(fā)電機(jī)和有阻尼凸極發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗可以取為=。X??dX??圖41發(fā)電機(jī)向量圖通過(guò)式(41)可知在發(fā)生三相短路時(shí)，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(xiàng)也將隨之增加。而此時(shí)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)不變，系統(tǒng)電壓則會(huì)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(fù)荷方面；由于短路后電網(wǎng)電壓下降，計(jì)算次暫態(tài)電流時(shí)，如果負(fù)荷電流和短路電I??流相比要小的多時(shí)，可忽略負(fù)荷，此時(shí)全網(wǎng)電壓相同，認(rèn)為全網(wǎng)電壓標(biāo)幺值都是1。此時(shí)計(jì)算遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的支路電流會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。當(dāng)計(jì)及負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷用恒阻抗來(lái)近似。此時(shí)需要進(jìn)行潮流計(jì)算得到負(fù)荷

5、端電壓和注入功率，從而進(jìn)一步計(jì)算此阻抗值。計(jì)算過(guò)程如下：DU?DS?=(43)DIU?DDDjQPS??(44)DDjQP??????????LDDDZUU??(45)DDLD2DjQPZU??圖44恒阻抗表示負(fù)荷(46)DD2DLDjQPUZ?4.異步電動(dòng)機(jī)方面；在正常運(yùn)行時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)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(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子端發(fā)生三相短路時(shí)，根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾愣桑ㄗ永@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(shí)，由于轉(zhuǎn)子的機(jī)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(dòng)機(jī)提供短路電流的原因。由于異步電動(dòng)機(jī)中沒(méi)有勵(lì)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(dòng)機(jī)可以用一個(gè)與轉(zhuǎn)子交鏈的磁鏈成正比的電動(dòng)勢(shì)—次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)以及相應(yīng)的次暫態(tài)電抗由公[0]E??X??式可計(jì)算短路電流。如果短路瞬??XEI0???????I??