《电力系统分析理论》课程教学资源（PPT课件）第六章 电力系统三相短路的分析计算

第六章电力系统三相短路的分析计算短路的一般概念恒定电势源电路的三相短路同步发电机的基本方程同步电机的三相短路电力系统三相短路的实用计算SCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 第六章 电力系统三相短路的分析计算 短路的一般概念 恒定电势源电路的三相短路 同步发电机的基本方程 同步电机的三相短路 电力系统三相短路的实用计算

6.1短路的一般概念短路：一切不正常的相间或相与地之间的通路1.短路类型2.产生短路的主要原因3.短路的危害4.计算短路电流的目的和用途2025/8/7SCU-SEEI-Tqliu

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 6.1 短路的一般概念 1. 短路类型 2. 产生短路的主要原因 3. 短路的危害 4. 计算短路电流的目的和用途 短路:一切不正常的相间或相与地之间 的通路

6.2恒定电势源电路的三相短路Emsin(wt+a).TLRREmsin(wt+a-120°）一动YLTRREmsin(wt+a+120°)MiVLRREmV(R+R)? +0?(L+L)?-1 0(L+L)β=tgR+R'SCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 6.2 恒定电势源电路的三相短路 ' ' 1 ( ) ' 2 2 ' 2 ( ) ( ) R R L L m m t g R R L L E I + − + = + + + =   

Ri+L= Em sin( ot +α)1= I pm sin( ot +α-P)+Ce-言EmpmR? +(Lの)?OLβ=tgRSCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 + = E sin(t +) dt di Ri L m Ta t I t Ce i i i p m p a p − = + − + = + sin(  ) R L m p m t g R L E I    1 2 2 ( ) − = + =

短路瞬间前后电流相等：（t-0)io) = Im sin(α-)t=0时im的投影=0时i,n的投影io = I pm Sin(α-β)+CpnHde-ai=i, +iap =Ipm sin(ot+α-β)+1oC=iapo = Im sin(α-β)-Ipm sin(α-)=im-i pml-oSCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 短路瞬间前后电流相等：（t=0) i I C i I p m m = − + = − sin( ) sin( ) 0 ' [0]     0 ' 0 sin( ) sin( ) = = − = = − − − t m p m a p m p m I I C i I I       t=0时  I m 的投影 t=0时  I pm 的投影 [0] i 0 i sin( ) t Ta p ap pm i i i I t Ce    − = + = + − +

·短路冲击电流短路电流的最大可能瞬时值·恒定电势源：周期分量的幅值一定，非周期分量有最大初始值的条件：(1) |im-ipm|最大短路前一瞬间电路为空载，，Im=0(2) 1与时间轴平行t=0时i.-it=0时刻，短路电流取幅值，电势源刚好过零α=0,Φ~90°i = I pm si( ot +α- 0)+[1m sin(α-p) - I pm sin(α-)]e-/ T.pmeTm cos ot + I(6-8)pmSCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 •短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值 恒定电势源:周期分量的幅值一定,非周期分量有最 大初始值的条件： （1） 最大 短路前一瞬间电路为空载，Im=0 （2）t=0时 与时间轴平行 t=0时刻，短路电流取幅值，电势源刚 好过零 =0，90 a a t T p m p m t T p m m p m I t I e i I t I I e / ' / cos sin( ) [ sin( ) sin( )] − − = −  + =  + − +  − −  − （6-8） m pm I I  −  m pm I I  − 

·短路电流的有效值：以该时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根+dt(6-10)aptpi一假定：则时刻短路电流的有效值为：apt = laptI, = /IP + Ia1appmtbiV22006-05SCU-SEE-Tqliu

2006-05 SCU-SEEI-Tqliu • 短路电流的有效值：以该时刻t为中心的一个周 期内瞬时电流的均方根 假定： 则t时刻短路电流的有效值为：  + − = + 2 2 1 2 ( ) T T t t t T p t apt I i i dt 2 pmt p t apt apt I I I i = = 2 2 t p t apt I = I + I (6-10)

短路电流的最大有效值：I,=/Pa+apd第一个周期的中心点为一0.01"apo = I pm在最不利的的情况下发生短路Iap = I pm exp(0.01 / Ta)=(kim -1)Ipm/IB +[(kim -1)/21,J =Ip/1+2(kim -1)2 im = y(6-12)SCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 第一个周期的中心点为 t=0.01 在最不利的的情况下发生短路 • 短路电流的最大有效值： I ap = I pm exp(0.01/Ta ) = (kim −1)I pm (6-12) 2 2 2 = + [( −1) 2 ] = 1+ 2( −1) i m p i m p p i m I I k I I k 2 2 t pt apt I = I + I

短路功率(短路容量）：短路电流的有效值与短路处正常工作电压的乘积S, = /3V.,IV3V =I = I标么值：St= T3VlBB2025/8/7SCU-SEEI-Tqliu

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 短路功率(短路容量)：短路电流的有效值与短路 处正常工作电压的乘积 标幺值：

6.4同步电机的三相短路暂态过程的特点无阻尼绕组同步电机三相短路的物理分析同步发电机的暂态电势和暂态电抗同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗SCU-SEEI-Tqliu2025/8/7

SCU-SEEI-Tqliu 2025/8/7 6.4 同步电机的三相短路 暂态过程的特点 无阻尼绕组同步电机三相短路的物理分析 同步发电机的暂态电势和暂态电抗 同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗