继电保护短路电流计算课件

补充：短路电流计算补充：短路电流计算五五五五 短路短路短路短路电电流流流流计计算算算算实实例例例例四四四四 不不不不对对称短路称短路称短路称短路电电流流流流计计算算算算三三三三 三相短路三相短路三相短路三相短路电电流流流流计计算算算算二二二二 对对称分量法基称分量法基称分量法基称分量法基础础一一一一 相位与相量相位与相量相位与相量相位与相量补充：短路电流计算五 短路电流计算实例四 不对称短路电流1 1四四 不对称短路电流计算不对称短路电流计算p4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗p4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图p4.3 不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算p4.4 正序等效定则正序等效定则四 不对称短路电流计算4.1 短路回路各元件的序电抗2 2在计算三相短路电流时，所用的各元件电抗在计算三相短路电流时，所用的各元件电抗在计算三相短路电流时，所用的各元件电抗在计算三相短路电流时，所用的各元件电抗就是正序电抗值。就是正序电抗值。就是正序电抗值。就是正序电抗值。4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗1.1.1.1.正序电抗正序电抗正序电抗正序电抗 所谓元件的序电抗，是指元件流过某序电流所谓元件的序电抗，是指元件流过某序电流所谓元件的序电抗，是指元件流过某序电流所谓元件的序电抗，是指元件流过某序电流时，由该序电流所产生的电压降和该序电流的比时，由该序电流所产生的电压降和该序电流的比时，由该序电流所产生的电压降和该序电流的比时，由该序电流所产生的电压降和该序电流的比值。值。值。值。在计算三相短路电流时，所用的各元件电抗就是正序电抗值。4.13 3凡是凡是凡是凡是静止静止的三相对称结构的设备，如架空线、的三相对称结构的设备，如架空线、的三相对称结构的设备，如架空线、的三相对称结构的设备，如架空线、变压器、电抗器等，其负序电抗等于正序电抗，变压器、电抗器等，其负序电抗等于正序电抗，变压器、电抗器等，其负序电抗等于正序电抗，变压器、电抗器等，其负序电抗等于正序电抗，即即即即X X X X2 2 2 2=X=X=X=X1 1。对于对于对于对于旋转旋转的发电机等元件，其负序电抗不等的发电机等元件，其负序电抗不等的发电机等元件，其负序电抗不等的发电机等元件，其负序电抗不等于正序电抗，于正序电抗，于正序电抗，于正序电抗，X X X X2 2 2 2XXXX1 1 1 1，通常可以查表，通常可以查表，通常可以查表，通常可以查表4-14-14-14-1取近似取近似取近似取近似值进行计算。值进行计算。值进行计算。值进行计算。2.2.2.2.负序电抗负序电抗负序电抗负序电抗 4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗 凡是静止的三相对称结构的设备，如架空线、变压器、电抗器等，其4 4继电保护短路电流计算课件5 53.3.3.3.零序电抗零序电抗零序电抗零序电抗 三相零序电流大小相等相位相同，所以在三相三相零序电流大小相等相位相同，所以在三相系统中系统中零序电流的流通情况与发电机及变压器的中零序电流的流通情况与发电机及变压器的中零序电流的流通情况与发电机及变压器的中零序电流的流通情况与发电机及变压器的中性点接地方式有关性点接地方式有关性点接地方式有关性点接地方式有关。在中性点不接地系统中，零序电流不能形成通路，在中性点不接地系统中，零序电流不能形成通路，元件的零序阻抗可看成无穷大。元件的零序阻抗可看成无穷大。4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗 3.零序电抗 三相零序电流大小相等相位相同，所以在三相系统中6 6中性点接地系统中各元件的零序电抗中性点接地系统中各元件的零序电抗（1 1）架空线、电缆的零序电抗计算比较复杂，与）架空线、电缆的零序电抗计算比较复杂，与线路的敷设方式有关，通常可取表线路的敷设方式有关，通常可取表4.6.14.6.1中的数据。中的数据。（2 2）同步机的定子三相绕组在空间位置完全对称）同步机的定子三相绕组在空间位置完全对称时，零序电抗为零，但实际上定子绕组不可能完全对时，零序电抗为零，但实际上定子绕组不可能完全对称，一般取称，一般取X X X X0 0 0 0=(0.15=(0.15=(0.15=(0.150.6)X0.6)X0.6)X0.6)X d d d d。4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗中性点接地系统中各元件的零序电抗（1）架空线、电缆的零序电抗7 7（3 3）变压器的零序电抗与变压器结构及其绕组的接法）变压器的零序电抗与变压器结构及其绕组的接法有关。有关。4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗u当零序电压加在三角形或中性点不接地的星形侧，当零序电压加在三角形或中性点不接地的星形侧，在绕组中无零序电流，因此在绕组中无零序电流，因此X X0 0=。u当零序电压加在中性点接地的星形侧时，随着另当零序电压加在中性点接地的星形侧时，随着另一侧绕组的接法的不同，零序电流在各个绕组中的分一侧绕组的接法的不同，零序电流在各个绕组中的分布情况也不同。布情况也不同。（3）变压器的零序电抗与变压器结构及其绕组的接法有关。4.8 8在短路电流实用计算中，一般可认为变压器的零序激磁在短路电流实用计算中，一般可认为变压器的零序激磁电抗电抗X Xm m（0 0），则变压器的零序电抗可以根据下表求取。，则变压器的零序电抗可以根据下表求取。变压器的器的绕组接接线形式形式变压器零序器零序电抗抗备注注Y0，dX0XXY0，yX0=Y0，y0X0XXXL0变压器副器副边至少有至少有一个一个负载的中性点的中性点接地接地X0=变压器副器副边没有没有负载的中性点接地的中性点接地4.1 4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗 在短路电流实用计算中，一般可认为变压器的零序激磁电抗Xm（09 9四四 不对称短路电流计算不对称短路电流计算p4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗p4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图p4.3 不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算p4.4 正序等效定则正序等效定则四 不对称短路电流计算4.1 短路回路各元件的序电抗1010 利用对称分量法分析不对称短路时，首先必利用对称分量法分析不对称短路时，首先必须根据电力系统的接线、中性点接地情况等原始须根据电力系统的接线、中性点接地情况等原始资料绘制出资料绘制出正序、负序、零序正序、负序、零序的序网络图。的序网络图。各序网络中存在各自的电压和电流以及相应各序网络中存在各自的电压和电流以及相应的各序电抗。由于各序网络都是三相对称的，且的各序电抗。由于各序网络都是三相对称的，且独立满足基尔霍夫定律和欧姆定律，因此可以用独立满足基尔霍夫定律和欧姆定律，因此可以用单线图来表示。单线图来表示。4.24.2不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图 利用对称分量法分析不对称短路时，首先必须1111各序网络的示意图各序网络的示意图4.24.2不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图各序网络的示意图4.2不对称短路的序网络图12121.1.正序网络正序网络 正序网络就是通常计算对称短路用的等值网络。正序网是有源网络。2.2.负序网络负序网络 负序电流能流通的元件与正序电流相同，因此负序网与正序网结构相同与正序网结构相同。所不同的是，其中各元件电抗应为负序电抗负序电抗。负序网是无源网络。4.2 4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图1.正序网络4.2 不对称短路的序网络图13134.2 4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图3.3.零序网络零序网络 在三相系统中零序电流的流通情况与发电机及变压器的中性点接地方式有密切关系。在绘制零序等值网络时，可假设在故障端口施加零序电势，产生零序电流，观察零序电流的流通情况，凡是零序电流流通的元件均应包含在零序网中，体现为零序电抗。零序网是无源网络。4.2 不对称短路的序网络图3.零序网络1414三序网络的电压方程如下式所示：三序网络的电压方程如下式所示：4.2 4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图三序网络的电压方程如下式所示：1515四四 不对称短路电流计算不对称短路电流计算p4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗p4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图p4.3 不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算p4.4 正序等效定则正序等效定则四 不对称短路电流计算4.1 短路回路各元件的序电抗1616 单相接地短路单相接地短路 两相短路两相短路 两相接地短路两相接地短路4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算 单相接地短路4.3不对称短路的分析计算1717故障相电流为：故障相电流为：1 1单相（单相（A A相）接地短路相）接地短路 4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算故障相电流为：1单相（A相）接地短路 4.3不对称短路的18182 2两相（两相（B B、C C相）短路相）短路故障处的边界条件为故障处的边界条件为化简可得化简可得用对称分量表示为用对称分量表示为4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算2两相（B、C相）短路故障处的边界条件为化简可得用对称分量1919联立求解方程组联立求解方程组(4.6.8(4.6.8）及（）及（4.6.124.6.12）得得 2 2两相（两相（B B、C C相）短路相）短路4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算联立求解方程组(4.6.8）及（4.6.12）得 2两相（2020则故障相电流为：则故障相电流为：短路点各相对地电压为：短路点各相对地电压为：2 2两相（两相（B B、C C相）短路相）短路4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算则故障相电流为：短路点各相对地电压为：2两相（B、C相）21213 3两相（两相（B B、C C相）接地短路相）接地短路 故障处的边界条件为故障处的边界条件为化简可得化简可得用对称分量表示为用对称分量表示为4.3 4.3 不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算3两相（B、C相）接地短路 故障处的边界条件为化简可得用对2222联立求解方程组联立求解方程组(4.6.8(4.6.8）及（）及（4.6.164.6.16）3 3两相（两相（B B、C C相）接地短路相）接地短路 4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算联立求解方程组(4.6.8）及（4.6.16）3两相（B、23233 3两相（两相（B B、C C相）接地短路相）接地短路 或作复合序网得或作复合序网得 4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算3两相（B、C相）接地短路 或作复合序网得 4.3不对称短2424则故障相电流为：则故障相电流为：短路点各相对地电压为：短路点各相对地电压为：3 3两相（两相（B B、C C相）接地短路相）接地短路 4.34.3不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算则故障相电流为：短路点各相对地电压为：3两相（B、C相）2525四四 不对称短路电流计算不对称短路电流计算p4.1 短路回路各元件的序电抗短路回路各元件的序电抗p4.2 不对称短路的序网络图不对称短路的序网络图p4.3 不对称短路的分析计算不对称短路的分析计算p4.4 正序等效定则正序等效定则四 不对称短路电流计算4.1 短路回路各元件的序电抗2626由以上分析可见，不同类型的短路，其短路电流正由以上分析可见，不同类型的短路，其短路电流正序分量的计算公式有相似之处，可以统一写成：序分量的计算公式有相似之处，可以统一写成：(4.6.21(4.6.21)式中：式中：附加电抗，其值随短路类型不同而附加电抗，其值随短路类型不同而不同，上角标不同，上角标(n)(n)代表短路类型的符号。代表短路类型的符号。该式表明：发生不对称短路时，短路电流的正序分量，与该式表明：发生不对称短路时，短路电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。因此又称为正序等效定则。相等。因此又称为正序等效定则。4.4 4.4 正序等效定则正序等效定则 由以上分析可见，不同类型的短路，其短路电流正序分量的计算公式2727故障相短路点的短路电流绝对值与其正序分故障相短路点的短路电流绝对值与其正序分量的绝对值成正比量的绝对值成正比，即即 式中式中,m,m（n n）是比例系数，其值与短路类型有是比例系数，其值与短路类型有关，详见关，详见表表4-34-3。4.4 4.4 正序等效定则正序等效定则 故障相短路点的短路电流绝对值与其正序分量的绝对值成正比，即 2828表表4-34-3各种短路时的与各种短路时的与m m（n n）的值的值 短路短路类型型三相短路三相短路（3）01单相接地短路相接地短路（1）3两相短路两相短路（2）两相接地短路两相接地短路（1，1）4.4 4.4 正序等效定则正序等效定则 表4-3 各种短路时的与m（n）的值 短路类型三相短路（3）2929不对称短路电流的计算，重点在于不对称短路电流的计算，重点在于n 先求出系统对短路点的各序电抗，先求出系统对短路点的各序电抗，n 再根据正序等效定则，像计算三相短路一样，再根据正序等效定则，像计算三相短路一样，算出短路点的正序电流。算出短路点的正序电流。所以，三相短路电流的各种计算方法也适用所以，三相短路电流的各种计算方法也适用于计算不对称短路。于计算不对称短路。4.4 4.4 正序等效定则正序等效定则 不对称短路电流的计算，重点在于所以，三相短路电流的各种计算方3030