短路故障分析與計算

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1、第六章短路故障分析計算6.1概述6.2標幺值6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算6.4有限容量電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算6.5簡單不對稱短路計算6.1概述短路是指一切不正常的相與相間或相與地之間發(fā)生通路的情況。一、產(chǎn)生短路的原因及后果產(chǎn)生短路的原因：元件損壞違規(guī)操作其它原因短路的危害：使設(shè)備急劇發(fā)熱；產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力；6.1概述二、短路類型電壓大幅度下降；系統(tǒng)失去穩(wěn)定；產(chǎn)生嚴重的電磁干擾；6.1概述三、短路計算的目的和簡化假設(shè)選擇校驗各種電氣設(shè)備合理配置各種繼電保護和自動裝置作為選擇和評價

2、電氣主接線的依據(jù)短路計算的目的負荷用恒定阻抗表示或忽略不計系統(tǒng)中各元件參數(shù)恒定系統(tǒng)中各發(fā)電機電動勢同相位系統(tǒng)除故障發(fā)生處外，其余部分三相對稱簡化假設(shè)6.2標幺制一、標么制阻抗、電壓、電流和功率的標幺值6.2標幺制二、基準值的選擇基準值單位與有名值單位相同。阻抗、電壓、電流和功率的基準值之間負荷電力系統(tǒng)的基本關(guān)系。6.2標幺制根據(jù)功率基準值和電壓基準值，可計算出電流和阻抗基準值標幺值分別為6.2標幺制將標幺值換算成有名值6.2標幺制三、基準值改變時標幺值的換算⑴先將以各自額定值作基準值的標幺值還原為

3、有名值；⑵在選定電壓基準值和功率基準值后，以次為基準進行標幺值計算。發(fā)電機電抗：變換基準值后，電抗標幺值6.2標幺制變壓器電抗變換基準值后，電抗標幺值電抗器電抗變換基準值后，電抗標幺值線路電抗在統(tǒng)一基準值下的標幺值6.2標幺制四、變壓器聯(lián)系的多級電壓網(wǎng)絡(luò)中標幺值計算確定基本級和基本級的基準電壓；按照各電壓級與基本級相聯(lián)系的變壓器的變比，確定其余個電壓級的電壓基準級；按全網(wǎng)統(tǒng)一的功率基準值和各級電壓的電壓基準值計算各元件標幺值。6.2標幺制1、準確計算法經(jīng)過n臺變壓器后，第n+1段網(wǎng)絡(luò)的基準電壓計算

4、式6.2標幺制6.2標幺制2、近似計算法平均額定電壓Uav：為了簡化計算，取同一電壓等級的各元件最高額定電壓與最低額定電壓的平均值。將由變壓器聯(lián)系的兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)的額定電壓用網(wǎng)絡(luò)的平均額定值代替；變壓器的實際變比用變壓器兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比代替。近似算法：6.2標幺制不同電壓等級相應(yīng)的平均額定電壓：電網(wǎng)額定電壓361035110220330500電網(wǎng)平均額定電壓3.156.310.537115230345525近似算法計算中，各段基準電壓直接等于該段網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓。電抗器電抗的標幺值仍取用電抗

5、器本身的額定電壓值。6.2標幺制例題：下圖所示輸電系統(tǒng)，試分別用準確計算法及近似計算法計算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件的標幺值及發(fā)電機電動勢的標幺值。6.2標幺制五、使用標幺制的優(yōu)點簡化計算公式易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)一定程度上簡化計算工作便于對計算結(jié)果作出分析6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算無限容量系統(tǒng)的概念：無限容量系統(tǒng)（又叫無限大功率電源），是指系統(tǒng)的容量為∞，內(nèi)阻抗為零。無限容量系統(tǒng)的特點：一個恒壓源。在工程計算中，當電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%～10%時，就可認為該電源是

6、無限大功率電源。6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算一、短路暫態(tài)過程分析短路前，系統(tǒng)中a相電壓和電流的計算式：6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算k點短路后，與電源相連的回路中的電流應(yīng)滿足：方程的解由兩部分組成：周期分量非周期分量短路全電流表示式6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短路前一瞬間的電流應(yīng)與短路后一瞬間的電流相等。短路全電流表達式為6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算短路瞬間a相電流相量圖a相短路電流波形圖二、短路沖

7、擊電流和最大有效值電流6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算短路沖擊電流：短路電流的可能最大瞬時值。在短路回路中，通常電抗遠大于電阻，可認為當非周期分量電流的初始值最大時，短路全電流的瞬時值為最大，短路情況最嚴重，其必備的條件是：1、短路沖擊電流短路前空載（即）短路瞬間電源電壓過零值，即初始相角6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算ish發(fā)生在短路后約半個周期（0.01s）。其中，——短路電流沖擊系數(shù)。當電阻R=0時，　　　　　　，當電抗Ｘ=0時，

8、　　　　　，1＜Ksh＜2因此6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算工程計算中：發(fā)電機電壓母線短路時，Ksh＝1.9；發(fā)電廠高壓側(cè)母線或發(fā)電機出線電抗器后發(fā)生短路時，Ksh＝1.85；其它地點短路時，Ksh＝1.8。沖擊電流主要用于校驗電氣設(shè)備和載流導體在短路時的動穩(wěn)定性。6.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算2、最大有效值電流任一時刻t的短路電流的有效值是指以時刻t為中心的一個周期內(nèi)短路全電流瞬時值的方均根值。實用計算中?。?.3無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路計算因此當