电力系统分析基础 教学课件 作者 李庚银 第7章　电力系统三相短路的分析与计算.ppt

《电力系统分析基础 教学课件 作者 李庚银 第7章　电力系统三相短路的分析与计算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章　电力系统三相短路的分析与计算7.1　电力系统故障概述7.2　无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析7.3　电力系统三相短路实用计算7.1　电力系统故障概述表7-1　短路的基本类型短路种类短路类型示意图符　　号发生概率对称短路三相短路2．0%不对称短路单相接地短路87．0%两相短路1．6%两相接地短路6．1%7.1　电力系统故障概述图7-1　正常运行和短路故障时各点的电压7.2　无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析1)电源功率为无限大时，外电路发生短路(一种扰动)引起的功率改变对电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率(对应于同步发电机的转

2、速)保持恒定。2)无限大电源可以看作是由多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。7.2.1　暂态过程分析7.2.2　短路冲击电流和最大有效值电流7.2.3　短路功率7.2　无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析图7-2　无限大功率电源供电的三相电路突然短路7.2.1　暂态过程分析图7-3　三相短路电流波形7.2.2　短路冲击电流和最大有效值电流1.短路冲击电流2.最大有效值电流1.短路冲击电流图7-4　直流分量最大时短路电流波形2.最大有效值电流在短路暂态过程中，任一时刻t的短路电流有效值It，是以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流

3、的方均根值，即It=1T∫t+T/2t-T/2i2dt=1T∫t+T/2t-T/2(ipt+iαt)2dt=(Im/2)2+i2αt(7-12)式(7-12)中，假设在t前后一周内iαt不变。由图7-4可知，最大有效值电流也是发生在短路后半个周期时IM=(Im/2)2+i2α(t=0.01s)=(Im/2)2+(iM-Im)2=(Im/2)2+I2m(KM-1)2=Im21+2(KM-1)2(7-13)当KM=1.9时,IM=1.62Im2；当KM=1.8时,IM=1.52Im2。7.2.3　短路功率在选择电气设备时，为了校验开关的断开容量，要用到短路功

4、率的概念。短路功率即某支路的短路电流与额定电压构成的三相功率，其数值表示式为Sf=3UNIf(7-14)式中UN——短路处正常时的额定电压；If——短路处的短路电流，在实用计算中，If=Im2。在标幺值计算中，取基准功率SB、基准电压UB=UN，则有Sf*=SfSB=3UNIf3UNIB=If*(7-15)7.2.3　短路功率图7-5　例7-1的图7.3.1　交流电流初始值的计算7.3.2　应用运算曲线求任意时刻的短路电流交流分量有效值7.3.1　交流电流初始值的计算1.计算的条件和近似2.简单系统I″计算3.复杂系统计算1.计算的条件和近似1)各台发电

5、机均用次暂态电抗x″d作为其等效电抗，即假设d轴和q轴等效电抗均为x″d。2)在电力网方面，作为短路电流计算时可以比潮流计算简单。3)负荷对短路电流的影响是很难准确估计的，最简单和粗略的估计方法是不计负荷(均断开)，即短路前按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依旧不接负荷。图7-6　异步电动机突然三相短路的电流波形图7-7　异步电动机次暂态电抗的等效电路2.简单系统I″计算解　取基准值SB=30MVA，UB=10.5kV，则IB=30×1/×10．5A=1650A。(1)根据短路前等效电路和运行情况计算″G

6、0

7、，″G

8、0

9、(本例题采取)″

10、0

11、=1

12、的假定。(2)根据短路后等效电路算出各处电流。2.简单系统I″计算图7-8　简单系统及等效电路a)系统图　b)等效电路　c)简化等效电路　d)应用叠加原理的等效电路2.简单系统I″计算图7-9　例7-2的系统图及等效电路a)系统图　b)正常情况下等效电路　c)短路后等效电路图7-10　叠加原理的应用a)等值网络　b)正常情况　c)故障分量3.复杂系统计算一般地讲，若应用叠加原理，解决这类问题需要四个步骤：(1)作出系统在短路前的等效电路。(2)分析计算短路前的运行状况以及确定短路点开路电压和各待求量的正常分量。(3)计算短路后各待求量的故障分量。(4)将

13、(2)和(3)的计算结果叠加，得到各待求量的值。(1)作出系统的等效电路：系统等效电路如图7-11b所示。(2)短路前运行状况分析计算：如果要计及正常分量，则必须进行一次潮流计算，以确定短路点的电压以及各待求分量正常运行时的值。(3)计算故障分量：故障分量就是在短路母线3对地之间加一个负电压(-1)，如图7-12a所示。(4)计算各待求量的有名值(2)简化网络求得短路点的等效阻抗(不用叠加原理)。3.复杂系统计算图7-11　例7-3的系统图及等效电路a)系统图　b)等效电路　c)简化等效电路图7-12　例7-3简化网络的步骤a)～f)网络简化过程图7-1

14、3　例7-4的系统图和网络化简a)系统图　b)等效电路(图中各电抗旁的分式的分子