在短路电流的最简化计算中，可以假定短路电路连接到内阻抗为零的恒电势电源上。因此，短路电流周期分量的幅值不随时间而变化，只有非周期分量是衰减的。如果就上述短路电流的数值也不知道，那么还可以从与该部分连接的变电所装设的断路器的切断容量得到极限利用的条件来近似地计算系统的电抗。......
2023-06-15
利用运算曲线计算短路电流的方法
【摘要】：图10-7应用运算曲线时网络化简将上述的计算步骤归纳为以下几点：网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗。查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标么值。2）求各电源的计算电抗3）由计算电抗查运算曲线得各电源0.2s短路电流标么值由曲线可知，当xjs≥3，各时刻的短路电流均相等，相当于无限大电源的短路电流，可以用1/xjs求得。
1.计算步骤
在制作运算曲线时，所用的系统中只含有一台发电机，但是实际电力系统中有多台发电机，应用运算曲线计算电力系统短路电流时，将各台发电机用其x″d作为等值电抗，不计网络中负荷（曲线制作时已近似地计及了负荷的影响，对于短路点附近的大容量电动机，必须考虑其影响，要将它的电流加到短路电流上），做出等值网络后进行网络化简，消除了短路点和各发电机电动势节点以外的所有节点（又称中间节点），即可得到只含有发电机电动势节点和短路点的简化网络，如图10-7所示。由图可见，各电源送到短路点的电流由各电源电动势节点和短路点之间的阻抗所决定，这个阻抗称为该电源对短路点间的转移阻抗。各电源点之间的转移阻抗只影响电源间的平衡电流。由于等值网络中所有阻抗是按统一的功率基准值归算的，必须将各电源与短路点间的转移阻抗分别归算到各电源的额定容量，得到各电源的计算电抗xjs，然后才能查运算曲线求得各电源流到短路点的某时刻的电流标么值。短路点的总电流则为这些标么值换算得到的有名值之和。
图10-7 应用运算曲线时网络化简
将上述的计算步骤归纳为以下几点：
（1）网络化简，得到各电源对短路点的转移阻抗。
（2）求各电源的计算电抗xjs（将各转移阻抗按各发电机额定功率归算）。
（3）查运算曲线，得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标么值。
（4）求（3）中各电流的有名值之和，即为短路点的短路电流。
（5）若解要求提高准确度，可进行有关的修正计算。
【例10-2】试计算图10-8（a）所示系统中，分别在f1点和f2点发生三相短路后0.2s时的短路电流。图中所有发电机均为汽轮发电机。发电机母线断路器是断开的。
解 取SB＝300MVA；电压基准值为各段的平均额定电压，求得各元件的电抗标么值为：
发电机G—1、G—2
图10-8 例10-2系统图和网络化简
（a）系统图；（b）等值电路；（c）、（d）f1，f2点短路时网络化简
发电机T—1、T—2
系统
电缆线路
等值电路如图10-8（b）所示。
（1）f1点短路。
1）网络化简，求转移阻抗。
如图10-8（c）所示，将星形x5，x8，x9化成网形x10，x11，x12，即消去了网络中的中间节点，x11即为系统S对f1点的转移阻抗；x12即为G—1对f1点的转移阻抗
G—2对f1点的转移阻抗x2＝1.3。
2）求各电源的计算电抗
3）由计算电抗查运算曲线得各电源0.2s短路电流标么值
由曲线可知，当xjs≥3，各时刻的短路电流均相等，相当于无限大电源的短路电流，可以用1/xjs求得。
4）短路点总短路电流
（2）f2点短路。
1）网络化简，求转移阻抗：
如图10-8（d）所示，将星形x2，x7，x11，x12转化成网形，只计算有关的转移阻抗x13、x14、x15
2）求各电源的计算电抗
3）由计算电抗查运算曲线得各电源0.2s短路电流标么值
4）短路点总短路电流
2.计算的简化
实际系统中发电机台数甚多，如果每一台发电机都作为一个电源计算，则计算工作量太大，而且也无此必要。可以把短路电流变化规律大体相同的发电机合并成等值发电机，以减少计算工作量。影响短路电流变化规律的主要因素有两个：一个是发电机的特性（指类型，参数），另一个是发电机对短路点的电气距离。在离短路点甚近的情况下，发电机本身特性的不同对短路电流的变化规律具有决定性的影响，因此不能将不同类型的发电机合并。如果发电机与短路点之间的阻抗数值甚大，不同类型发电机的特性引起的短路电流变化规律的差异受到极大的削弱，在这种情况下，可以将不同类型的发电机合并起来。根据以上原则，一般接在同一母线（非短路点）上的发电机总可以合并成一台等值发电机。
【例10-3】对例10-2进行简化计算。
解 由图10-9（a）看出系统S和G1离短路点较远，可将它们合并成一个电源计算。
图10-9 例10-3网络化简
（a）f1点短路；（b）f2时网络化简
（1）当f1点短路。图10-9（a）所示出，电源合并后求得的对f1点的转移阻抗
S和G1的计算电抗
G2的计算电抗仍为
S和G1在0.2s时的短路电流为
短路点总短路电流
（2）当f2点短路。图10-9（b）所示出，电源合并后求得的对f2点的转移阻抗
S和G1的计算电抗
G2的计算电抗仍为0.223
S和G1在0.2s时的短路电流
短路点总短路电流
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