《电力系统分析 教学课件 ppt 作者 孙淑琴 第18次课-第6章 电力系统对称故障分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析 教学课件 ppt 作者 孙淑琴 第18次课-第6章 电力系统对称故障分析（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 电力系统对称故障分析 (第2部分),主要教学安排,主讲内容 电力系统三相短路的实用计算 电力系统三相短路的计算机解法 教学要求 电力系统三相短路的实用计算 掌握电力系统三相短路的计算机解法 重点、难点 电力系统三相短路的计算机解法,4、电力系统三相短路的实用计算,简单电力系统发生三相短路时起始次暂态电流近似计算：取,短路点的电流为：,4、电力系统三相短路电流的实用计算,叠加原理的应用,（b）单位电源与电源电动势共同作用， (c)故障点单位电源电压分量单独作用，计算待求得故障分量，短路点的电流为正常分量(很小可忽略)与故障分量的叠加（a）.,电网中任意点的短路电流等于该点短路前的电压除以
2、电网对该点的等值电抗.,应用叠加原理计算三相短路电路,(b) 短路电压表示为两个反方向电压源串联,(d) VF 故障之前的电压,应用叠加原理计算三相短路电路,4、电力系统三相短路电流的实用计算,简单电力系统接线图如图，参数标于图中，节点1发生三相短路故障，短路前节点电压为VF=1.05,次暂态电流,分到两条支路的次暂态电流,故障之前的线路电流,全电流,故障母线为 n, 因此矩阵中只有母线n存在短路电流, 其他母线短路电流为零。 节点阻抗矩阵为:,故障母线n电压 大小为VF,5、三相短路的计算机解法,次暂态电流,任意k点的电压,应用叠加定理,5、三相短路电流的计算机解法,(d),(c),1,2,
3、(d) 中左1图,(d) 中左2图,正常工作时,短路时,用导纳形式表示,任意k点的电压,次暂态电流,1点短路后从2点到1点的电流,用阻抗形式表示,若在2点发生三相故障,次暂态电流,任意点电压,2点短路后从1点到2点的电流,5、三相短路电流的计算机解法,运算曲线法计算三相短路电流,任意时刻三相短路电流的计算 利用运算曲线计算短路电流,短 路 电 流,计算电抗,计算电抗为发电机额定容量作基准值的网络电抗标幺值与发电机次暂态电抗标幺值之和。,例：一座2600MW机组，以500KV电压等级接入系统, 并考虑留有2X600MW机组的扩建余地，将电厂主接线中开关及保护设备去掉，得出短路计算电路图，如图所示
4、：,图 火力发电厂短路电流计算图,运算曲线法计算三相短路电流,为方便计算，所给数据都用标幺值来表示。 根据所得数据，设定电路的基准容量为:,电路元件的标幺值为有名值与基准值之比，计算公式如下：,(1),(2),(3),(4),运算曲线法计算三相短路电流,（1）发电机等值电抗计算 发电机（F1F4）参数：发电机容量,发电机端口电压,次暂态电抗百分比,发电机功率因数,得发电机次暂态电抗标幺值：,发电机,运算曲线法计算三相短路电流,（2）主变压器等值电抗计算 主变压器（#1#4）参数：变压器容量,变压器电压,变压器短路电压百分值,主变压器等值电抗标幺值：,主变压器,运算曲线法计算三相短路电流,（3）
5、高压厂用变压器等值电抗计算 高压厂用变压器（#1，#2）参数：变压器容量,半穿越电抗百分比：,高压厂用变压器等值电抗标幺值：,高压厂用变压器,运算曲线法计算三相短路电流,（4）高压公用变压器等值电抗计算 高压厂用变压器（#1，#2）参数：变压器容量,半穿越电抗百分比：,高压厂用变压器等值电抗标幺值：,高压公用变压器,运算曲线法计算三相短路电流,（5）高压降压变压器等值电抗计算 高压降用变压器（#1，#2）参数：变压器容量,半穿越电抗百分比：,高压降压变压器等值电抗标幺值：,高压厂用变压器,运算曲线法计算三相短路电流,（6）高压起动备用变压器等值电抗计算 高压厂用变压器（#1，#2）参数：变压器
6、容量,半穿越电抗百分比：,解得高压厂用变压器等值电抗标幺值：,（7）系统阻抗 系统短路容量值,起动备用变压器,运算曲线法计算三相短路电流,表1 火力发电厂各电力元件参数表,运算曲线法计算三相短路电流,根据以上原始数据得到短路电流电抗图如图所示，根据图火力发电厂短路电流计算数学模型图的结构，标记出各个可能发生短路的节点。其中（D1D6）为设置的短路点。,运算曲线法计算三相短路电流,对D1点短路时的等效阻抗图进行合并化简, 得到如下简化图,图 D1点发生短路时的等值电抗网络,运算曲线法计算三相短路电流,D1点短路时等效阻抗网络的求解,图D2点短路时等效阻抗网络的初步化简图,等效阻抗网络的求解,运算
7、曲线法计算三相短路电流,求得短路点到各电源间的总组合电抗以后，为了求出短路点到各电源的转移电抗及网络内电流分布，可得用分布系数c。将短路处的总电流当作单位电流，则可求得每支路中电流对单位电流的比值，这些比值称为分布系数，用符号c1,c2cn代表。,任一电源n和短路点K间的转移电抗Xnd, 可由该电源的分布系数cn和网络的总组合电抗X来决定：,任一电源供给的短路电流I，也可由该电源的分布系数cn和短路点的总短路电流Id来决定：,电源点在额定容量下对短路点的计算电抗:,其中, SN表示电源点的额定容量（MVA） SB表示基准容量（MVA）,表示电源点对短路点的转移电抗,运算曲线法计算三相短路电流,
8、D2点发生短路时的等值电抗网络,进一步对阻抗网络化简要用到网络变换的分布系数法，化简过程如下：,则各电源点至短路点的分布系数为：,等值电抗标幺值为:,运算曲线法计算三相短路电流,D3点短路时等效阻抗网络的初步化简如图所示：,图 D3点短路时等效阻抗网络的初步化简图,运算曲线法计算三相短路电流,短路点3处短路时等效阻抗网络的求解,化简过程如下：,则各电源点至短路点的分布系数为：,等值电抗标幺值为:,D3点发生短路时的等值电抗网络,运算曲线法计算三相短路电流,图 汽轮发电机运算曲线图,运算曲线法计算三相短路电流,在D1,D2点短路时，根据求得的计算电抗，查汽轮发电机运算曲线图，便可直接得到短路点不
9、同时刻在各个支路短路电流的周期分量标幺值 ，再由此计算相应的冲击电流值和短路电流非周期分量值，进而计算不同短路点不同时刻各个支路短路电流的周期分量和非周期分量热效应值，并求出总的短路电流热效应值。,短路冲击电流计算：,其中，Ich表示冲击电流 Kch表示冲击系数（一般取1.85-1.9）。 表示短路电流t=0时刻有名值。,0秒短路容量计算：,Up表示节点电压,运算曲线法计算三相短路电流,短路电流周期分量的热效应：,其中,表示t 时刻由短路电流周期分量产生的热效应,表示t=0时刻的短路瞬时电流有名值大小,表示在t/2时刻的短路瞬时电流有名值大小,表示在t时刻的短路瞬时电流有名值大小,运算曲线法计
10、算三相短路电流,运算曲线法计算三相短路电流,短路电流的非周期分量：,其中,表示短路电流非周期分量标幺值,表示短路电流t=0时刻有名值 Ta表示等效时间常数，短路点位于发电机端时，等效时间常数推荐值为80，短路点位于发电厂高压母线及发电机电抗器后时，等效时间常数推荐值为40。,短路电流非周期分量的热效应：,表示t=0时刻的短路瞬时电流有名值大小 Ta表示时间常数。 短路总电流的热效应：,表示短路电流的周期分量的热效应,表示短路电流的非周期分量的热效应,运算曲线法计算三相短路电流,D1短路点基准电压为,（1）系统（SX）供给短路电流 支路额定容量100MVA,支路额定电流,支路计算电抗：,各时间短
11、路电流的周期分量标幺值为,各时间短路电流的周期分量为,运算曲线法计算三相短路电流,计算得系统的冲击电流：,系统0秒短路点容量：,（2）F1F4供给短路电流 支路额定容量：,支路额定电流：,各支路短路电流的周期分量 支路计算电抗（归算到额定容容量下的标幺值）：,运算曲线法计算三相短路电流,以,查汽轮发电机运算曲线图，便可直接得到短路点不同时刻在各个支路短路电流的周期分量标幺值,则,同理查表可得,运算曲线法计算三相短路电流,各支路的冲击电流：,各支路0秒短路电容量：,=6.171（KA）,运算曲线法计算三相短路电流,电动机的反馈电流计算：,表示t=0时刻的电机反馈电流 Kd表示电动机的平均反馈电流系数 Pd表示计及反馈的电动机的额定功率之和 Up表示节点电压,为电动机的平均效率和功率因数乘积，一般取0.8,表示t=0时刻的电机反馈电流 Ta表示时间常数。,运算曲线法计算三相短路电流,任意时刻的电机反馈电流计算公式为：,在D3,D4,D5,D6点短路时，由于短路点有直接相联的异步电动机，因此需要求解电动机的反馈电流。,附表 短路电流周期分量计算结果表,总结,1、掌握三相短路的实用计算； 2、了解三相短路电流计算的计算机解法。,
