电力系统的对称故障分析课件.ppt

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1、第六章电力系统对称故障分析1一、短路的一般概念二、标么制三、恒定电势源供电系统的三相短路四、有限容量电源的三相短路五、三相短路电流的实用计算21.短路的定义一、短路的一般概念短路就是指相与相或相与地之间发生不正常通路的情况。2.短路的种类对称短路不对称短路单相接地短路(65%)两相短路(10%)两相接地短路(20%)三相短路(5%)33.短路的图例及表示符号代表符号示意图短路种类三相短路两相短路单相短路两相短路接地f（3）f（1,1）f（2）f（1）44.短路的影响使短路点附近支路的电流大幅度增加，引起导体发热或变形；系统电压大幅度下降，造成产品报废、设备损坏等

2、后果；短路故障会破坏系统的稳定运行。5二、标么制1.标么值基准值的选择6单相电路中基准值选择7在对称的三相系统中:若选择基准值满足相同的物理关系：8标么值的特点没有单位，物理意义没有有名值明确；具有相对性；能简化公式和计算过程，便于判断设备的性能。9四个基准值之间有依存关系，一般只需确定基准功率SB和基准电压UB两个即可；SB多选择为100MVA、1000MVA、系统总容量或某个发电厂机组容量之和；说明：UB多选为额定电压或平均额定电压。注意在运算过程结束后，标么值通常要还原为有名值。10不同基准值的标么值间的换算换算方法及步骤⑴将以额定参数为基值的标么值还原为

3、有名值；⑵将还原的有名值换算为统一基准值下的标么值。11变压器线路发电机或12电抗器13GⅠⅡⅢ14GⅠⅡⅢⅣ152.各元件标么值的近似计算除电抗器外，假定同一电压等级中各元件的额定电压等于网络的平均额定电压；变压器的实际变比等于其两侧的平均额定电压之比；基准电压取为网络的平均额定电压16平均额定电压同一电压等级的各元件最高额定电压与最低额定电压的平均值。单位：kV17各元件电抗标么值的近似计算公式(2)变压器(4)线路(3)电抗器(1)发电机18标么值等值电路图的绘制。每个元件参数一般用下面的形式表示。元件编号元件标么值参数~19本节分析不考虑电源内部电磁暂态

4、过程的恒定电势源（无限大容量电源）供电时，电路中发生三相短路后的电磁暂态过程三、恒定电势源供电系统的三相短路2021三、恒定电势源供电系统的三相短路1.短路电流的暂态变化过程22短路前a相的电势和电流：式中：合闸角α：短路（或合闸）前瞬间电压的相位角。23如图所示系统发生三相短路后，f点左半部和右半部仍保持对称。右半部：i逐渐衰减至零；左半部：短路前，短路后，阻抗值从ia24短路后a相的微分方程式上式的解就是短路的全电流：特解，代表短路电流的强制分量、周期分量、新稳态电流；齐次方程的一般解，代表短路电流的自由分量、非周期分量。25周期分量的求解短路电流周期分量幅

5、值电路的阻抗角短路电流的周期分量26非周期分量的求解短路电流非周期分量特征方程的根自由分量衰减的时间常数积分常数C，由初始条件决定，即非周期电流的起始值iap0a相短路的全电流为27短路前后电感电路电流不能跃变c的求解28a相短路电流的算式b相短路电流的算式：c相短路电流的算式：ipiap三相短路电流的周期分量是一组对称正弦量；各相非周期分量不相等。29短路后达到稳态值稳态电流--非周期电流衰减为零时，短路电流中剩下的三相对称的周期分量其值大小取决于电源电压幅值和短路回路总阻抗302.短路冲击电流短路电流最大可能的瞬时值，记为。31i[0]iap0ip0在时间轴

6、上的投影代表各量的瞬时值32简单三相电路短路时的向量图短路冲击电流出现的条件：1）有最大可能值；2）在时与时间轴平行。在电感性电路中，符合上述条件的情况是：电路原来处于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻。33②阻抗角；③合闸角；非周期分量有最大初始值的条件①，即短路前电路为空载运行状态3435短路电流的最大值约在短路后的T/2时刻出现。冲击系数短路冲击电流主要用来校验电气设备和载流导体的动稳定。36在发电机端部发生短路时，kim=1.9在发电厂高压侧母线上短路时，kim=1.85其他地点短路时，kim=1.8~f1f2f3电力系统实用计算中，kim

7、的取值37短路电流有效值It是指以任一时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。假定：周期分量电流的幅值恒定。非周期分量在以时间t为中心的一个周期内恒定不变。38正弦函数在一个周期内的积分，其值为039短路电流最大有效值主要用于校验某些电器的断流能力。40~f(3)母线残压计算母线残压的概念及计算多用于继电保护或自动装置的整定计算中。41短路功率短路功率等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压。主要用来校验开关的切断能力。在实用计算中，常采用周期分量电流的初始有效值计算短路功率。42同步发电机对称短路时的稳态短路电流有限容量电源的三相短路激磁电势E0主磁通43

8、定子绕组的特点空间上对称