电力系统分析大作业

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY

《电力系统分析》课程设计

院（部）名称：电子信息与电气工程

专业班级：电气工程及其自动化2011级1班

学生姓名：王江平

学号：201111020067

8-42如图1所示电力系统中，有一个容量和内电抗不详的系统C；发电机G的额定容

量为250MVA，X''

d =0.12；变压器T的额定容量为240MVA，U

K

（%）=10.5；电力线

路L

1长为20km，x

1

=0.4Ω/km；L

2

长为10km，x

1

=0.4Ω/km。

在下述三种情况下，分别求K点三相短路时短路电流。

①系统C的115kV母线上，断路器QF的断开容量为1000MVA；②系统C的变电所115kV母线三相短路时，由系统C供给的短路电流为1.5kA；③系统C是无限大容量电力系统。

解（1）参数计算。取S

B =1000MVA，U

B

=U

av n g

=115kV，则得

I

B

5.02

==()

kA（2-74）

各元件参数的标幺值为

12''

1122

12

22

10000.120.48250

(%)10.51000

0.438

100100240

1000

0.4200.6051151000

0.4100.303115B G d

N K B T N B L av n B L av n

S X X S U S X S S X X L U S X X L U ==⨯==

=⨯===⨯⨯===⨯⨯=g g }（2-81）

将计算结果示与图2等值网络中，此为纯电抗电路，电抗前j 已略去，可按实数运算。

图1电力系统接线图

图2等值网络

（2）确定X C ，计算短路电流。

①设在断路器QF 之后K ()32点发生三相短路，则发电机G 、系统C 供给的电流都通过QF ，其中发电机G 对K ()32点的等值电抗为 X 1=0.48+0.438+0.605=1.523 则G 供给断路器QF 的短路容量为

''

*111

0.6571.523

G S X =

==（8-21） 所以''''*0.6571000657G G B S S S ==⨯=()MVA （2-72）

系统C 供给断路器QF 的短路功率为 由此可得系统C 的等值电抗为

1''''*11000 2.9343

B C C C S X S S =

===（8-21） 整个网络对()31K 点的等值电抗为

()3

1K 点三相短路时短路电流为

''1*111

0.9461.057I X =

==∑

（8-20） ②系统C 对断路器QF 供给的短路电流的标幺值为

''''22*

1.50.35.02B I I I ===（2-72）

所以系统C 的等值电阻为

2''

2*11 3.330.3

C X I =

==（8-26） 整个网络对()31K 点的等值电抗为

()3

1K 点三相短路时短路电流为

''2*2

11

0.9551.047

I X =

=

=∑（8-20） ③系统C 为无限大容量电力系统，内阻抗为零，因此系统C 的内阻抗Z=0。 则整个网络对()31K 点的等值电抗为

()3

1K 点三相短路时短路电流为

''3*311

1.4970.668I X =

==∑

（8-20） 公式（8-21）的推导。 电气设备短路功率为

kt N kt S I =()MVA

（8-15）

式中，U N 为短路处网络的额定电压()kV ；I kt 为短路电流的有效值()kA 。 用标幺值表示时，若取B N U U =，则

kt kt

*kt *kt B B

S I S I S I =

===（8-16） 这就是说，短路功率的标幺值的短路电流的标幺值相等。

在有名值的短路实用计算中，网络额定电压U N 一般可用平均额定电压U av ，即U N =U av ；短路电流的有效值I kt ，一般只计短路电流周期分量的有效值，即I kt =I t ω。则式（8-15）变为

kt av S I ω=()MVA （8-18）

三相短路电流周期分量有效值I ω，计算时可将非短路点的负载略去不计，用网络的平均额定电压之比代替变压器的实际变比。在这些简化条件下计算出整个系统归算到短路点所在电压级的等值电抗X ∑（Ω）。而无限大容量的端电压是恒定的，通常取它所在那一段网络的平均额定电压。于是，短路电流周期分量有效值可由下式算得

I ω

()kA （8-19）

式中，U av k g 为短路点所在段的平均额定电压()kV 。 如用标幺值计算，并取U B =U av k g ，则上式可变为

**1

B I I U I X ωω

∑===（8-20）

综上可得

**1

kt S X ∑

=

（8-21） ''

K

I 近似计算 系统元件参数计算（标幺值），按平均额定电压之比计算。

对电动势、电压、负荷的简化。取各发电机次暂态电动势()''0E =1，或取短路点正常运行电压()0k U =1，略去非短路点的负荷，只计短路点大容量电动机的反馈电流。 短路点K 起始次暂态电流I ''K 的计算式为

()

()

0''K K

f

U I Z

Z ∑

=

+ （8-23）

Z ∑为三相短路网络的等值电路；f Z 为短路点接地的弧阻抗；

无限大容量电源供电电路的重要特征：电源的端电压及频率在短路后的暂态过程中保持