电气工程基础C0701-lsh

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1、第七章电力系统的短路计算第一节电力系统的短路故障第三节无限大功率电源供电网络的三相短路第四节网络简化与转移电抗的计算第五节有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算第七节电力系统各序网络的建立第八节电力系统不对称短路的计算第六节电力系统各元件的负序与零序参数第二节标么制第一节电力系统的短路故障短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。一、短路的原因及其后果二、短路的类型三、短路计算的目的和简化假设一、短路的原因及其后果短路的原因(1)电气设备及载流导体因绝缘老化，或遭受机械损伤，或因雷击、过电压引起绝缘损坏；(2)架空线路因大风或导线

2、履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等；(3)电气设备因设计、安装及维护不良所致的设备缺陷引发的短路；(4)运行人员违反安全操作规程而误操作，如带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。短路的后果：电气设备发热急剧增加，时间较长时设备过热而损坏甚至烧毁；电气设备的导体间产生的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏；系统电压的大幅度下降，负荷中异步电动机转矩下降而减速或停转，产品报废甚至设备损坏；系统中功率分布的突然变化，并列运行的发电厂失同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是短路所导致的最严重的后果；在周围空间产生很强的电磁场，尤其是

3、不对称短路时会产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。k(3)不对称短路：两相短路：单相接地短路：两相短路接地：k(2)k(1)k(1,1)相间短路与接地短路：相间短路：三相短路、两相短路接地短路：单相接地短路、两相短路接地二、短路的类型对称短路——三相短路三相电流和电压仍是对称的三、短路计算的目的和简化假设计算短路电流的主要目的为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线

4、提供必要的数据；为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。简化假设负荷用恒定电抗表示或略去不计；认为系统中各元件参数恒定，在高压网络中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电势同相位，从而避免了复数的运算；系统除不对称故障处出现局部不对称外，其余部分是三相对称的。第二节标幺制一、标幺值二、基准值的选择三、不同基准值的标幺值间的换算四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算五、使用标幺制的优点所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一种运算方法。其中标幺值可定义为物理量的实际值(有名值)与所选定

5、的基准值间的比值，即由于相比的两个值具有相同的单位，因而标幺值没有单位。(7-1)一、标幺值对于阻抗、电压、电流和功率等物理量，如选定Zd、Ud、Id、Sd为各量的基准值，则其标幺值分别为式中，下标注“*”者为标幺值；下标注“d”者为基准值，无下标者为有名值。(7-2)线电压、线电流、三相功率和一相等值阻抗，这四个物理量应服从功率方程式和电路的欧姆定律。二、基准值的选择如选定各量的基准值满足下列关系：将式(7-3)与(7-4)相除后得：(7-4)(7-5)在标幺制中，三相电路计算公式与单相电路的计算公式完全相同。(7-3)工程计算中，通常选定功率基准值Sd和

6、电压基准值Ud，这时，电流和阻抗的基准值分别为：其标幺值则分别为：(7-6)(7-7)应用标幺值计算，最后还需将所得结果换算成有名值，其换算公式为：(7-8)先将各自以额定值作基准值的标幺值还原为有名值，例如，对于电抗，按式(7-8)得：在选定了电压和功率的基准值Ud和Sd后，则以此为基准的电抗标幺值为：发电机铭牌上一般给出额定电压UN，额定功率SN及以UN、SN为基准值的电抗标幺值X(N)*。三、不同基准值的标幺值间的换算(7-9)变压器通常给出UN、SN及短路电压Uk的百分值Uk%，以UN和SN为基准值的变压器电抗标幺值即为：这样，在统一基准值下变压器阻

7、抗的标幺值即可依式(7-9)求得：(7-10)电力系统中常采用电抗器以限制短路电流。电抗器通常给出其额定电压UN、额定电流IN及电抗百分值XR%，电抗百分值与其标幺值之间的关系为：电抗器在统一基准下的电抗标幺值可写成：输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆值，可用下式换算为统一基准值下的标幺值：(7-12)方法1：当用标幺值计算时，需将磁耦合电路变换为只有电的直接联系的电路。①现选一个电压级作为基本级(或基本段)，②将不同电压级中各元件的参数全部归算至基本电压级，③然后选取统一的功率基准值和电压基准值，将各元件参数的有名值换算为标幺值。图7-1具有三段不同电压级

8、的电力系统四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算