《牵引供电系统》-第五章-短路的计算
单相牵引变电所短路分析计算
异相牵引母线短路
边界条件
0 I fa
I fb I fc U U fb fc
Ik
3E X 1 X 22 X T
异相牵引母线接地短路
边界条件：
U fb - U fa jX T I fb U fc - U fa jX T I fc I fb I fc I fa
电流条件：
I1 j I 2 -j I0 0
1 U fb - U fa 3 1 U fb - U fa 3 0
1 3
I ka I ka
1 3
I0 0 I1 - I 2
电压条件：
U1 U2 U0
U0 0 U1 U 2
画出复合序网
Ik
3E X 1 X 2 X T
• 单相变电所牵引母线短路故障分析
接线图
等值电路图
一臂牵引母线接地短路
两相短路
(1)边界条件
0 I fb I fa I fc U fa U fc
注意牵引网不会向电力系统传输零序电流 所以 I fa 0 Ifb0 Ifc0 0
对称分量：
XT XT U1 - jI1 jI1 I 2 3 3 XT XT U 2 jI 2 jI 2 I1 3 3
正序网络
负序网络
单相牵引变电所短路分析计算
• 一：为什么要对牵引变电所进行短路分析 • 二：简单了解牵引网短路故障类型 • 三：分析计算单相牵引变电所的不同短路 故障的短路电流
短路分析目的：回路承受力 继电保护 牵引网短路分析：容量 短路阻抗 短路电 流 接触网
牵引网
一臂母线接地短路 牵引母线 异相牵引母线短路 异相牵引母线接地短路
第五章 牵引供电系统电压损失1
推广至一般： 设有n个区间，则
U max Z lk I k Z ln I nq
k 1
n 1
其中 lk I k — 称为电流矩 结论： 单线牵引网中的最大电压损失，等于总电流矩与牵引网 单位长度等效阻抗的乘积。
根据概率计算的结果得出的牵引网电压损失计算条件
区间数 1 列车位置
U (r cos x sin )lI
Z
U Z l I
式中： r cos x sin Z
2
1
--- 称为牵引网单位长度等效阻抗
三、单线牵引网中电压损失的计算 在供电计算中，一般只需计算最严重的运行条件下的最 大电压损失。 1.计算条件： 区间1 区间2 区间3 区间4 I1、I2、I3— I2 I3 I4q I1 各车运行时的平均电流
§5.3 牵引网电压水平的改善 电气化铁道牵引网的电压水平，直接影响着牵引供电和运 输生产的技术指标与经济指标。我国运营的某些电气化区段， 由于运量的增长，使得牵引网电压水平过低，它严重影响着 供电能力的发挥。 为了改善牵引网电压水平，应当采取对牵引网进行电压 调节(升压)的技术措施。 从装置的调压原理来分，调节牵引网电压水平的装置可 分为三类： 1.通过调节变压比来直接调节牵引网电压 2.通过改善牵引网中电气参数(如电流、功率因数)来间接 调压 3.通过调节牵引网阻抗来调节电压
取整nb =14 台
串联补偿装置总电容数：14×4=56台 容量：50×56=2800KVar 4.校验补偿效果。
二、补偿牵引变压器中的电压损失 已知：馈线电流Ia=662A，电压损失最大的A相ΔUb=3780V， 要求补偿0.8×3780=3024V，选择串联补偿电容参数及台数。
电力系统的短路计算方法
电力系统的短路计算方法电力系统的短路计算是电力工程中的一项重要工作，它用于确定电力系统中可能出现的短路故障情况，并计算短路电流的大小。
短路电流是指在电力系统中由于设备故障或其他原因造成的电流突增现象，可能对设备和系统造成损坏甚至引发火灾等严重后果。
因此，进行短路计算是确保电力系统安全运行的必要步骤。
短路计算方法主要包括两种：潮流法和阻抗法。
潮流法是一种基于电力系统潮流计算的短路计算方法。
它通过建立电力系统的节点潮流方程，求解节点电压和功率的未知量，进而确定短路电流。
潮流法的基本原理是根据电力系统中的节点电压和功率之间的关系，通过迭代计算得到系统的潮流分布。
在短路计算中，我们需要假设短路点处的电压为零，然后通过潮流法计算其他节点的电压值，并根据电压值的变化来确定短路电流。
阻抗法是一种基于电力系统阻抗参数的短路计算方法。
它通过计算电力系统中各个设备的阻抗参数，并将其连接为等值电路，然后根据等值电路的阻抗来计算短路电流。
阻抗法的基本原理是利用电力系统中各个设备的阻抗参数，根据电路分析的方法计算短路电流。
在短路计算中，我们需要考虑电力系统中各个设备的阻抗值和连接方式，以及电源的类型和参数，然后根据电路的等效原理来计算短路电流。
在实际的短路计算中，我们首先需要收集电力系统的基本数据，包括各个设备的参数和连接方式，以及电源的类型和参数等。
然后，根据所采用的计算方法，建立电力系统的模型，并进行计算。
在计算过程中，我们需要注意选择合适的计算工具和算法，以及正确的计算参数和边界条件。
短路计算还需要考虑不同类型的短路故障，包括对称短路和非对称短路。
对称短路是指电力系统中出现的对称故障，即短路电流的各相之间相等。
非对称短路是指电力系统中出现的非对称故障，即短路电流的各相之间不相等。
在短路计算中，我们需要根据故障类型的不同，选择合适的计算方法和参数，以确保计算结果的准确性和可靠性。
电力系统的短路计算是电力工程中的重要内容，它用于确定电力系统中可能出现的短路故障情况，并计算短路电流的大小。
地铁牵引供电系统直流短路简化计算与分析
地铁牵引供电系统直流短路简化计算与分析发表时间：2020-07-03T02:53:35.444Z 来源：《建筑细部》2020年第5期作者：周源[导读] 需要对牵引供电的模型进行简化，在满足设计整定计算和设备选型的前提下，又能减少计算量。
佛山轨道交通设计研究院有限公司 528000摘要：牵引供电系统直流短路计算是地铁供电系统直流设备选型及继电保护整定重要依据。
本文对地铁牵引供电系统的组成进行了分析，研究牵引供电网络简化模型的建立，重点对供电系统直流母线短路、接触网对钢轨短路、接触网对屏蔽门短路等故障类型进行分析论述，校核OVPD、排流柜、单向导通装置等相关设备短路电流耐受能力。
关键词：地铁；牵引供电；直流短路；计算模型1概述地铁牵引供电系统是列车安全稳定运行的核心，系统由牵引变电所、接触网及回流轨三大部分组成。
牵引供电系统一般采用直流1500V 或750V供电，牵引变电所设置正、负极母线，正极母线与接触网连接，向列车授流，而钢轨作为回流轨与变电所负极柜连接，形成电气闭环。
直流系统供电电压相对交流系统要低得多，因此，发生短路时，短路电流较大，这对断路器开断能力和设备耐受能力要求更高。
直流短路的电气参数也与交流系统不同，电气模型复杂，准确的计算过程繁琐。
因此，需要对牵引供电的模型进行简化，在满足设计整定计算和设备选型的前提下，又能减少计算量。
2牵引供电系统的构成地铁牵引供电系统主要设备包括牵引变压器、整流器、直流断路器、隔离开关、直流电缆、钢轨电位限制装置、排流柜、回流轨等，在停车场还设置有单向导通装置。
牵引变电所内两套牵引整流机组接在同一段35kV母线上，牵引变电所两套牵引整流机组并联运行构成等效24 脉波整流，DC1500V 侧采用单母线接线方式。
正线牵引变电所设置 2~4 回 1500V 馈线，向上、下行接触网供电，与车辆段、停车场出入段线衔接的牵引变电所另外设置 1~2 回1500V 馈线向出、入段线接触网供电；车辆段/停车场牵引变电所直流正母线根据需要设置 4~7回 1500V 馈线，向车辆段/停车场接触网供电；系统运行方式主要分为正常及故障运行方式两种。
供配电系统第五章 短路电流计算及电气设备的选择与校验
长度的电阻电抗(Ω/km)，Sd为基准容(MVA)，
Ud为线路所在电压等级的基准电压(kV)。
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第三节无限大容量系统三相短路电流计算
2、变压器的电抗标幺值
XT*
XT Zd
uk% Sd 100SNT
式中，SN为额定容量(MVA)为Uk%阻抗电压。 3．电抗器的电抗标幺值
XL *X ZdL X 1L% 00U 3L ILNNU Sdd2
相同，即变压器的变比标幺值等于1，从而避免
了多级电压系统中阻抗的换算。短路回路总电
抗的标幺值可直接由各元件的电抗标幺值相加
而得。
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第三节无限大容量系统三相短路电流计算
问题： 谁能总结一下，短路电流计算采用标
幺制的好处？
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第三节无限大容量系统三相短路电流计算
采用标幺制计算短路电流其优点： 计算简单、清晰；变压器的变比标幺值等
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第二节 无限大容量系统三相短路分析
在短路瞬间t=0时，短路前工作电流 与短路后短路电流相等，即：
Im si n) (Ips mi nk )( in0 p
由上式求出inp0，并带入ik表达式中，则：
ikIpm s(itn k) [Im s(in )Im s(in k)e t]
ipinp
Ish=1.52 IP
在低压系统发生三相短路， 可取ksh=1.3 ，
因此 ish1.84IP
Ish=1.09 IP
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第二节 无限大容量系统三相短路分析
5.稳态短路电流I∞ 稳态短路电流有效值是短路电流非周期分量
衰减完后的短路电流有效值，用I∞表示。在无限 大容量系统中，I∞＝Ip。
电力系统短路计算
电力系统短路计算在电力系统中，短路是指两个或多个电路元件之间发生了低电阻路径，导致电流流经的路径缩短，从而造成电流瞬时增大的现象。
为了确保电力系统的正常运行和设备的安全性，进行短路计算是必要的。
本文就电力系统短路计算的方法和步骤进行探讨。
一、定义与背景电力系统短路计算是指在给定电力系统中，当系统出现短路故障时，通过计算电流的大小和方向，以及系统的电压和功率因素等参数来分析、评估短路对系统的影响，并对系统进行相应的保护措施。
短路计算的目的是为了保护电力系统设备的安全运行，防止设备受到过大的电流冲击而损坏，同时保障系统的正常供电和可靠性。
二、短路计算的重要性1. 设备保护：短路计算可以帮助确定设备的额定电流和相应的保护装置，保证设备在短路故障时能够正常运行并快速切断短路电流，避免设备的过载和损坏。
2. 人身安全：短路计算可以评估电流的大小和方向，从而避免人员在短路故障发生时受到电击的危险，确保人身安全。
3. 系统可靠性：短路计算可以评估短路故障对系统稳定性和供电可靠性的影响，为电力系统的设计、运行和优化提供参考依据。
三、短路计算的方法与步骤短路计算一般分为初步计算和详细计算两个阶段，具体步骤如下：1. 数据收集：收集电力系统的拓扑结构、线路参数、变压器参数、发电机参数等基本数据，包括系统单线图、设备参数表等资料。
2. 初步计算：根据收集到的数据，采用等效电路法或者矩阵法进行初步计算，得到电网节点电压、电流以及电网短路电流等基本参数。
3. 设备额定电流计算：根据初步计算结果，参考设备的额定电压、额定功率因素和短路容量等要求，计算设备的额定电流。
4. 保护设备选择：根据设备额定电流，选择适当的保护设备，如熔断器、断路器等。
5. 系统灵敏度分析：对于存在多条供电路径的系统，进行系统灵敏度分析，评估各条路径的短路电流分布，并确定合理的保护配置。
6. 详细计算：对初步计算中可能存在的假设进行修正，进行精确的短路计算，得到更为准确的短路电流和短路类型。
第5章 牵引供电系统的电能损失
△P0
△Pd
△P0
△Pd
△P0
△Pd
△P0
△Pd
△P0
△Pd
△P0
△Pd
12.85
76.2
10.2
69.2
14.0 14.25
59.0 68.9
12.0 14.0
63.5 75.5
15.0 17.5
68.0 80.0
15000 16 000
20000 25 000 31 500 40000 40 500
20.2
102.0
12.47
91.15 19.0 86.0
122.7 123.0 148.0 174.0
16.9
19.5 19.25 27.5 33.0
91.0
110.0 135.4 155.0 185.0
21.5
25.0 30.0 31.3 42.5
96.5
114.0 135.0 157.9 192.0
【例题3】 某单线区段供电臂有3个区间，各区间的列车电 流和概率如图5-2所示。
图5-2 [例题3]中单线区段供电臂已知数据示意图 求：供电臂首端区间1的接触导线截面。
【解】 通过区间1的馈线有效电流Ie为Ie＝keIav
其中 p＝1/3(0.303+0.470+0.203)＝0.325 Iav＝n· I· p＝3×231×0.325＝225 A 其中
容补偿，对改善滞后相馈线电压水平效果较好。
第 5章
牵引供电系统的 电能损失
牵引供电两部分。 §5.1 牵引网的电能损失
一、单线区段 单线区段牵引网电能损失计算。 m列车在供电臂产生的总的平均有功功率损失为 △P＝m·L·r·It2［1.1α/2+1/3(m-1)］×10-3 (kW) 式中 m——供电臂中平均列车数，m＝NΣti/T； L——供电臂长度(km)； r——牵引网单位电阻(Ω/km)； It——供电臂列车平均电流(A)； α——列车电流间断系数，α＝Σti/Σtui。
《牵引供电系统》 短路的计算共55页
《牵引供电系统》 短路的 计算
26、机遇对于有格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭