第五章电力系统三相短路的暂态过程ppt课件.ppt

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1、第5章电力系统三相短路的暂态过程5.1短路的一般概念5.2恒定电势源电路的三相短路5.3同步电机突然三相短路的物理过程5.4无阻尼同步电机三相短路电流计算5.5有阻尼同步电机的突然三相短路5.6强行励磁对短路暂态过程的影响9/25/20211电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程内容提要提出短路的基本概念、短路造成的危害以及短路计算的目的；假设发电机容量为无限大、电压及频率为恒定的条件下，基于磁链守恒原则对电力系统三相短路的暂态过程、短路电流及功率进行分析；发电机突然发生三相短路的暂态过程；9/25/20212电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程5

2、.1短路的一般概念一、短路的原因、类型及后果电力系统的短路故障也称为横向故障，一相或两相断线的情况为断路故障，也称为纵向故障。短路——一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。1.短路的原因：(1)元件损坏(2)气象条件恶化(3)违规操作(4)其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接9/25/20213电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程2005年华北联网系统进行的人工三相完全金属性接地短路试验电杆拉线被盗倒杆线路短路9/25/20214电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程2.短路故障种类三相短路、两相短路、两相短路接地和单相

3、接地短路三相短路——对称短路；其他类型的短路——不对称短路在各种类型的短路中，单相短路占大多数（65%），两相短路较少，三相短路的机会最少9/25/20215电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程3.短路的危险后果出现大电流。电源供电回路阻抗↓→短路回路电流值↑↑短路点的电弧有可能烧毁电气设备；短路电流通过电气设备中的导体时，热效应引起导体或其绝缘的损坏；导体受到很大的电动力冲击，致使导体变形，甚至损坏。图短路引发变压器着火9/25/20216电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程系统电压大幅度下降。电网电压的降低使由各母线供电的用电设备不能正常工作

4、。异步电动机，Tem∝U2→n↓，甚至停转。图正常运行和短路故障时各点的电压靠近短路点处的电压下降最多，可能使部分用户供电受到破坏。1：正常运行。2：f1点短路。3：f2点短路。9/25/20217电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程发电厂失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电——最严重后果。∵f1或f2点短路，发电机输出的有功功率都要下降。发电机的输入功率是由原动机的进汽量或进水量决定的，不可能立即相应变化。∴发电机的输入和输出功率不平衡，发电机的转速将变化，这就有可能引起并列远行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大片地区停电。9/25/2021

5、8电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生严重的影响。9/25/20219电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程4.预防短路措施采取合理的防雷措施，加强运行维护管理；线路上安装电抗器。采用继电保护装置，切除故障设备，保证无故障部分安全运行；架空线路采用自动重合闸装置；切除9/25/202110电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程二、短路计算的目的短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算选择有足够机械稳

6、定度和热稳定度的电气设备，必须以短路电流为依据；为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数；在设计和选择电气主接线时，依据短路计算结果确定是否需要采取限制短路电流的措施等，造价评估，选择最佳接线方案；进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响；确定输电线路发生短路故障对临近通讯线路的干扰，必须进行短路计算。9/25/202111电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程确定计算条件：短路发生时系统的运行方式短路的类型和发生地点短路发生后所采取的措施等9/25/202112电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程5.2恒定电势源电路的三相短

7、路电源功率无限大。外加电路发生扰动，比如短路，引起线路功率分布的改变，但对电源来说微不足道。U、f保持不变。或者可以看作由无数有限功率电源并联，因而内阻为0。电源电压保持恒定。9/25/202113电力系统分析第五章电力系统三相短路的暂态过程例：供电于降压变压器的系统降压变压器的容量小于电源容量的3％，便可认为该电源为无限大功率电源。接于一台50MW水轮发电机端的1800KVA厂用变压器(Uk％＝6)。发电机暂态电抗的标么值都小于0.3，故当电源到短路点之间的电气距离(以电源容量为基准值的转移电抗)大于3时，即可认为该电源为无限大功率电源。总之，电源的端电压及

8、频率在短路后的暂态过程中