《电力系统分析教学课件第七章 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第七章 电力系统对称故障分析（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 电力系统对称故障分析短路的基本概念标幺值无限大容量系统的三相短路分析三相短路的实用计算7.1 短路的基本概念1、所谓短路是指相与相或相与地之间直接金属性连接。2、系统中各种短路、代表符号及事故机率如下。7.1短路的基本概念3、发生短路的原因设备或装置存在隐患。运行、维护不当。自然灾害。7.1短路的基本概念4、短路的危害(1)电流急剧增大。大的电流将产生巨大冲击力,使电气设备变形或损坏；大量发热使设备过热而损坏；短路点产生的电弧可能直接烧坏设备。(2)电压大幅度下降。用电设备无法正常工作。(3)使电力系统稳定性遭到破坏7.1短路的基本概念4、短路的危害电池短路电动汽车人身伤害7.1短路的
2、基本概念4、短路的危害人身伤害电池短路三星note7自燃7.1短路的基本概念7.2 标幺值标幺值的计算:选取电压U、电流I、功率S和电抗X中任意两个电气量的基准值，另外两个满足欧姆定 律和功率方程式。7.2 标幺值在工程实际中，通常电力系统中的电气设备其参数的标幺值都是以各自的额定值为基准值。于是，当选基准电压等于额定电压时在电路中，通常选取某一段电路的平均标称电压作为基准电压，也就是说各段电路的基准电压均等于该段电路的平均电压。我国电力系统中电网额定电压（kV）361035110220330500电网平均标称电压（kV）3.156.310.5371152303455257.2 标幺值标幺值具
3、有如下特点：在三相电路中,标幺值相量等于线量三相功率和单相功率的标幺值相同。三相电路与单相电路的标幺值欧姆定律与功率方程相同。两个标幺基准值相加或相乘，仍得同基准的标幺基准值。当电网的电源电压为额定值时由于上述特点，用标幺值计算短路电流可使计算简便，且结果明显，便于迅速及时地判断计算结果的正确性。7.2 标幺值无限大容量系统的三相短路分析在进行短路电流计算时，若系统内阻抗不超过短路回路总阻抗(含系统内阻抗)的5%10%，便可视为无限大容量系统。以直流网络为例。显然，负载网络U=E/(1+r/R)，当满足上述条件时U(1.05 1.1)E，短路前后电压基本不变。7.3 无限大容量系统的三相短路分
4、析发生短路后，整个短路过程包括两部分，即暂态过程和稳态过程。暂态过程中，短路电流包含两个分量：一个是稳态分量，又称周期分量；一个是暂态分量，也称非周期分量。非周期分量是一个按指数规律衰减的分量，当其衰减完后，短路即进入稳定状态。无限大容量电力系统供电的三相短路电流曲线7.3 无限大容量系统的三相短路分析无限大容量电力系统供电的三相短路电流曲线周期分量的有效值因为母线电压UP不变，所以在以任意时刻为中心的一个周期内，周期分量的有效值均应相等，即周期分量（稳态分量）决定于电源母线电压UP和短路回路总阻抗Z。7.3 无限大容量系统的三相短路分析=无限大容量电力系统供电的三相短路电流曲线非周期分量的瞬
5、时值在有电感的电路中发生短路时，为了保持在t=0时的短路瞬间电路中的电流不发生突变，电路中将出现非周期分量电流，其大小与t=0时的周期分量瞬时值相等，而方向相反。7.3 无限大容量系统的三相短路分析无限大容量电力系统供电的三相短路电流曲线冲击短路电流在发生短路后半个周期，即0.01秒瞬间，全短路电流达到最大值，略小于周期分量幅值的两倍，称为冲击短路电流。因为三相电路中各相电压的相位差为120，所以发生三相短路时，各相的短路电流周期分量和非周期分量的初始值不同，三相中也就仅可能有一相出现 的冲击电流，其余两相的冲击电流则较小。7.3 无限大容量系统的三相短路分析短路冲击电流：在最恶劣短路情况下的
6、短路电流的最大瞬时值。短路前空载Im|0|=0电路电压初相角=0线路纯电感线路冲击电流出现在短路发生后1/2周期冲击电流 称为冲击系数，它表示短路冲击电流为周期分量幅值的倍数，其大小取决于Ta，取值范围为 7.3 无限大容量系统的三相短路分析最大有效值电流：短路后半个周期时，设该时刻前后一个周期内非周期分量近似不变的电流。根据谐波的有效值分析，因ip、正交，周期积分为07.3 无限大容量系统的三相短路分析三相电源对称（模相同、相位差120），三相电路对称（每相阻抗Z=R+jL），发生三相短路，称为对称短路。对称短路可仅取一相分析，其他两相有模相同、相位差120的结果。7.3 无限大容量系统的三
7、相短路分析短路前短路发生短路时为一阶线性非齐次微分方程，特解为周期分量 ，通解为非周期分量7.3 无限大容量系统的三相短路分析 短路电流由周期分量和非周期分量组成，较大的周期分量是因电源电势作用于较小的回路阻抗而产生，非周期分量是回路电感中原储存的磁场能量释放而产生其按回路的时间常数衰减，状态突然变化瞬间，电感中合成磁链不突变。7.3 无限大容量系统的三相短路分析初始状态的相量图负载下突然短路空载下突然短路7.3 无限大容量系统的三相短路分析7.4 三相短路的实用计算周期电流起始值的计算周期电流：知道周期电流，可根据冲击系数计算冲击电流和最大有效值电流，满足电气设备选择的需要。起始值：知道起始
8、值，可作继电保护整定值的计算。周期电流起始值的计算是直流网络中求某一支路电流的问题。7.3 三相短路的实用计算1.直接法：短路电流是各电源提供电流之和。第一步：用近似法作等值电路；第二步：星网变换，消去中间节点；第三步：7.3 三相短路的实用计算2.叠加法：各电源接地，短路点施加正常电压；求短路点等值阻抗 第一步：用近似法作标幺值等值电路；第二步：网络化简 串联；并联；星网变换。对于叠加法：将电源接地，求等值电抗对于直接法：保留电源节点和短路点，化为辐射形网络7.3 三相短路的实用计算小结短路是电力系统的严重故障。短路冲击电流、短路电流最大有效值和短路容量是校验电气设备的重要数据。电力系统计算中习惯采用标幺制。标幺值有利于简化计算和对计算结果的分析评价。无穷大电源供电电路向短路点提供的三相短路电流的周期分量不衰减，非周期分量三相不相等。三相短路电流的实用计算是电力系统中必须掌握的重点内容。当采用了一系列假设条件后，其计算原理非常简单，短路电流周期分量起始值的实用计算就是一般的交流短路计算，短路点及各支路中次暂态电流和各节点电压的计算是重点内容之一。
