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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用計算發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路電流的實用計算上一章討論了一臺發(fā)電機(jī)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(jī),不可能對每一臺發(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或者許多發(fā)電機(jī)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(hù)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(hù)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(jī)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(rèn)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(rèn)為各
3、發(fā)電機(jī)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(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(jī)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(fù)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(fù)荷電流和短路電I??流相比要小的多時,可忽略負(fù)荷,此時全網(wǎng)電壓相同,認(rèn)為全網(wǎng)電壓標(biāo)幺值都是1。此時計算遠(yuǎn)離短路點的支路電流會產(chǎn)生較大的誤差。當(dāng)計及負(fù)荷時,負(fù)荷用恒阻抗來近似。此時需要進(jìn)行潮流計算得到負(fù)荷
5、端電壓和注入功率,從而進(jìn)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(fù)荷(46)DD2DLDjQPUZ?4.異步電動機(jī)方面;在正常運行時,異步電動機(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)異步電動機(jī)定子端發(fā)生三相短路時,根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾愣?,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(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,這就是異步電動機(jī)提供短路電流的原因。由于異步電動機(jī)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(jī)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??
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