電力系統(tǒng)教案7

1、精品好資料學習推薦教學內容：了解電力系統(tǒng)故障的概念及其分類，熟練掌握標幺值的計算方法。教學重點：電力系統(tǒng)中短路的概念；標幺值的計算；突然三相短路的暫態(tài)過程分析。教學難點：電力系統(tǒng)標幺值計算；突然三相短路的暫態(tài)過程分析。教學方法：課堂教學為主，充分利用網(wǎng)絡課程中的多媒體素材來表示抽象概念。教學要求：掌握標幺值計算方法7.1故障概述在電力系統(tǒng)的運行過程中，時常會發(fā)生故 障，其中大多數(shù)是短路故障（簡稱短路）。1短路的概念及基本類型短路的概念所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運行情況 以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。短路的基本類型在正常運行時，除中性點外，相與相或者相與地之間是絕緣的。下表1-

2、1給出了三相系統(tǒng)中短路的基本類型。2.短路產生的原因產生短路的主要原因是電氣設備載流部分的相間絕緣或者相對地絕緣被損壞。例如架空輸電線的絕緣子可能由于受到過電壓（例如由雷擊引起）而發(fā)生閃絡或由于空氣的污染使絕緣子表面在正常工作電壓下放電；其他電氣設備，發(fā)電機、變壓器、電纜線路等的載流備份絕緣材料在運行中損壞；運行人員在線路檢修后未拆除地線就加電壓等誤操作也會引起短路故障。3. 短路對電力系統(tǒng)的危害（1）短路對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設備有很大的危害（2）短路會引起網(wǎng)絡中電壓降低短路還會引起網(wǎng)絡中電壓降低，特別是靠近短路點處電壓下降很最多，結果可能使部分用戶的供電受到破壞。（3）可能引起并列遠行

3、的發(fā)電機失去同步（4）造成對通訊系統(tǒng)的干擾4. 短路計算的幾個基本假設（1）磁路的飽和、磁滯忽略不計。（2）除不對稱故障處之外，系統(tǒng)中其他各處認為是三相對稱的。（3）各元件電阻的處理。（4）認為短路都是金屬性短路。5. 預防短路的措施為了降低發(fā)生短路的概率，電力系統(tǒng)采取合理的防雷措施、降低過電壓水平、采用合適的配電裝置，以及加強對運行維護的管理。7.2標幺值7.2.1標幺值標么值的一級數(shù)學表達式為：有功功率、無功功率、視在功率的標幺值分別為7.2.2基準值的選取基準值的選擇有一定得任意性，一般選定電壓和功率的基準值，推倒電流和阻抗的基準值。7.2.3基準值改變時標幺值的換算電力系統(tǒng)中各種電氣設

4、備如發(fā)電機、變壓器、電抗器的阻抗參數(shù)均是以其本身額定值為基準值的標么值或百分值給出的，而在進行電入系統(tǒng)計算時，必須取統(tǒng)一的基準值，因此要求將原來的以本身額定值為基準值的阻抗標幺值換算到統(tǒng)一基難值。若電抗X對應不同的基淮值的標么值分別為：由上式可得到X*(B)與X*(N)間的轉換關系為發(fā)電機的鋁牌參數(shù)一般給出其額定電壓，額定功率以及以額定值為基準值的電抗標幺值，可用上式計算其對應統(tǒng)一基準值的電抗標么值。對于變壓器一般給出其額定電壓，額定功率以及短路電壓百分數(shù)等。共短路電壓百分數(shù)和電抗標幺值的關系為：式中：XT為變壓器電抗的有名值。故變壓器轉換為統(tǒng)一基準值的電抗標幺值為對于電抗器為電抗百分數(shù)與標幺

5、值的關系為式中：XR(%)為電抗百分數(shù)換算成統(tǒng)一的基準值的標幺值為7.2.4變壓器聯(lián)系的不同電壓等級電網(wǎng)中各元件參數(shù)標幺值計算1.準確計算法2.近似計算法7.3無窮大功率電源供電的三相短路電流分析無窮大電源：電源電壓幅值和頻率均為恒定（1）電源功率為無限大時，外電路發(fā)生短路(一種擾動)引起的功率改變對于電源來說是微不足道的，因舊電源的電壓和頻率(對應于同步電機的轉速)保持恒定。（2）無限大功率電源可以看作由無限多個有限功率電源并聯(lián)而成，因而其內阻抗為零，電源電壓保持恒定。7.3.1暫態(tài)過程分析電流表達式其中：假設短路在0s時發(fā)生，由于電路依然對稱，可以只研究其中的一相，取相研究，短路瞬間列微分

6、方程這是一個一階常系數(shù)、線性非齊次的常微分方程，解由特解和通解組成。特解為：其中：通解為： 其中相短路電流的表達式為：由楞次定律通過電感電流不能突變。即相電流為：三相電流綜合表達式為7.3.2 短路沖擊電流和最大有效值電流1. 短路沖擊電流短路電流在最惡劣短路情況下的最大瞬時值，稱為短路沖擊電流。一般在電路中，感抗值要比電阻值大很多，因此認為90。當=0或180時，處于最嚴重的情況，短路電流的最大瞬時值，將發(fā)生在約半個周期后，沖擊電流值為:式中稱 為沖擊系數(shù)，即沖擊電流值對于交流電流幅值的倍數(shù)，值為 12 ，在實用計算中一般取 1.81.9。沖擊電流主要用于檢驗電氣設備和載流導體的動穩(wěn)定。2. 最大有效值電流在短路過程中，任