發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備課件3

1、第一節(jié)第一節(jié) 短路的一般概念短路的一般概念 一、一、 短路的原因、類型及后果短路的原因、類型及后果 所謂短路，是指一切不正常的相與相之所謂短路，是指一切不正常的相與相之 間或相與地間或相與地(對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng))發(fā)生通發(fā)生通 路的情況。路的情況。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。 1短路的原因短路的原因 元件損壞。元件損壞。 氣象條件惡化。氣象條件惡化。 人為事故。人為事故。 其他。其他。 2.短路的類型短路的類型 對(duì)稱短路對(duì)稱短路 :三相短路三相短路 不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路 :兩相短路、兩相短路、 兩相短路接地和單相兩相短路接地和單相 接地短路。接地短

2、路。 單相接地短路是事故幾單相接地短路是事故幾 率最高的短路形式率最高的短路形式 3.短路的后果短路的后果 短路故障使短路點(diǎn)附近支路中出現(xiàn)比正常電短路故障使短路點(diǎn)附近支路中出現(xiàn)比正常電 流大許多倍的短路電流，產(chǎn)生較大的電動(dòng)效流大許多倍的短路電流，產(chǎn)生較大的電動(dòng)效 應(yīng)和熱效應(yīng)，破壞設(shè)備。應(yīng)和熱效應(yīng)，破壞設(shè)備。 短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對(duì)用戶影響很短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對(duì)用戶影響很 大。大。 短路會(huì)使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞短路會(huì)使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞 系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成系統(tǒng)的解列，出現(xiàn)大面積系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成系統(tǒng)的解列，出現(xiàn)大面積 停電。停電。 不對(duì)稱短路對(duì)附近通信線路和無(wú)線電

3、波產(chǎn)生不對(duì)稱短路對(duì)附近通信線路和無(wú)線電波產(chǎn)生 電磁干擾。電磁干擾。 二、二、 短路電流計(jì)算的目的與計(jì)算假設(shè)短路電流計(jì)算的目的與計(jì)算假設(shè) 1.短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的 選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的電器設(shè)備；選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的電器設(shè)備； 合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整 定其參數(shù)；定其參數(shù)； 設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線；設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線； 進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，分析短路對(duì)用進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，分析短路對(duì)用 戶的影響；戶的影響； 確定輸電線路對(duì)通信的影響。確定輸電線路對(duì)通信的影響。 短路電流計(jì)算的基本假

4、設(shè)短路電流計(jì)算的基本假設(shè) 在工程上多采用近似計(jì)算法。在工程上多采用近似計(jì)算法。 短路計(jì)算的基本假設(shè)如下。短路計(jì)算的基本假設(shè)如下。 短路過(guò)程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn)短路過(guò)程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn) 為所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)都同相位。為所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)都同相位。 負(fù)荷只作近似估計(jì)，或當(dāng)做恒定電抗，或當(dāng)負(fù)荷只作近似估計(jì)，或當(dāng)做恒定電抗，或當(dāng) 做某種臨時(shí)附加電源，視具體情況而定。做某種臨時(shí)附加電源，視具體情況而定。 不計(jì)磁路飽和。系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定不計(jì)磁路飽和。系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定 的，可以應(yīng)用疊加原理。的，可以應(yīng)用疊加原理。 對(duì)稱三相系統(tǒng)。除不對(duì)稱故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱三相系統(tǒng)。除不對(duì)

5、稱故障處出現(xiàn)局部不 對(duì)稱以外。實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都可以當(dāng)作對(duì)稱以外。實(shí)際的電力系統(tǒng)通常都可以當(dāng)作 是對(duì)稱的。是對(duì)稱的。 發(fā)電、輸電、變電和用電的元件均用純電抗發(fā)電、輸電、變電和用電的元件均用純電抗 表示。加上所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)都同相位的條件，表示。加上所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)都同相位的條件， 這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算 。 金屬性短路。就是不計(jì)過(guò)渡電阻的影響，即金屬性短路。就是不計(jì)過(guò)渡電阻的影響，即 認(rèn)為過(guò)渡電阻等于零的短路情況。認(rèn)為過(guò)渡電阻等于零的短路情況。 三、實(shí)用短路電流計(jì)算的流程三、實(shí)用短路電流計(jì)算的流程 實(shí)用工程短路電流計(jì)算的基本流程如下實(shí)用工程短路電流計(jì)算的基本流程如下: 根據(jù)基本假設(shè)

6、，采用標(biāo)幺值方法計(jì)算已知待計(jì)算根據(jù)基本假設(shè)，采用標(biāo)幺值方法計(jì)算已知待計(jì)算 系統(tǒng)所有設(shè)備的電抗標(biāo)幺值；系統(tǒng)所有設(shè)備的電抗標(biāo)幺值； 用設(shè)備電抗標(biāo)幺值替換設(shè)備元件并重新繪制成圖，用設(shè)備電抗標(biāo)幺值替換設(shè)備元件并重新繪制成圖， 形成短路計(jì)算電路圖；形成短路計(jì)算電路圖； 等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化目標(biāo)是所有電源到短路點(diǎn)都等值簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化目標(biāo)是所有電源到短路點(diǎn)都 只有一個(gè)等值電抗的最簡(jiǎn)單等值電路圖；只有一個(gè)等值電抗的最簡(jiǎn)單等值電路圖； 采用無(wú)限大容量系統(tǒng)的概念計(jì)算現(xiàn)實(shí)中電采用無(wú)限大容量系統(tǒng)的概念計(jì)算現(xiàn)實(shí)中電 力系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流；力系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流； 采用發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的概念計(jì)算發(fā)電機(jī)對(duì)采用發(fā)電

7、機(jī)供電系統(tǒng)的概念計(jì)算發(fā)電機(jī)對(duì) 短路點(diǎn)提供的短路電流；短路點(diǎn)提供的短路電流； 疊加不同元件相同時(shí)刻的短路電流。疊加不同元件相同時(shí)刻的短路電流。 計(jì)算短路電流時(shí)常涉及計(jì)算短路電流時(shí)常涉及4個(gè)電氣量，即電壓個(gè)電氣量，即電壓U、 電流電流I、功率、功率S和電抗和電抗X.。這。這4個(gè)量之間有歐姆定律個(gè)量之間有歐姆定律 和功率方程相聯(lián)系，即和功率方程相聯(lián)系，即U=IX和和S=UI。因此，。因此，4個(gè)個(gè) 量中只有量中只有2個(gè)獨(dú)立量。通常以個(gè)獨(dú)立量。通常以U和和S作為獨(dú)立量，作為獨(dú)立量， 并且以其表示并且以其表示I和和X，即，即 和和 。上述。上述4個(gè)量個(gè)量 可用有名值表示，也可以用標(biāo)幺值表示?？捎糜忻当硎?/p>

8、，也可以用標(biāo)幺值表示。 為了方便計(jì)算，通常在降壓網(wǎng)絡(luò)采用有名值計(jì)算為了方便計(jì)算，通常在降壓網(wǎng)絡(luò)采用有名值計(jì)算 方式，在高壓系統(tǒng)中采用標(biāo)幺值的計(jì)算方法。方式，在高壓系統(tǒng)中采用標(biāo)幺值的計(jì)算方法。 U S I 3 S U X 2 一、標(biāo)幺值的意義一、標(biāo)幺值的意義 標(biāo)幺值是某些電氣量的實(shí)際有名值與所選標(biāo)幺值是某些電氣量的實(shí)際有名值與所選 的同單位規(guī)定值之比，即的同單位規(guī)定值之比，即 可見(jiàn)，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的比值，標(biāo)幺可見(jiàn)，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的比值，標(biāo)幺 值的符號(hào)為各量符號(hào)下加標(biāo)值的符號(hào)為各量符號(hào)下加標(biāo)“*”。. 同單位規(guī)定值 實(shí)際有名值 標(biāo)幺值 二、標(biāo)幺額定值和標(biāo)幺基準(zhǔn)值二、標(biāo)幺額定值和標(biāo)幺基準(zhǔn)值

9、電力系統(tǒng)中每一個(gè)元件都有其額定參數(shù)，以各電力系統(tǒng)中每一個(gè)元件都有其額定參數(shù)，以各 元件的額定參數(shù)作為規(guī)定值的標(biāo)幺值稱標(biāo)幺元件的額定參數(shù)作為規(guī)定值的標(biāo)幺值稱標(biāo)幺 額定值額定值.。如：。如： e e* e e* S S S U U U e e e e e e S U I U S I I I I 3 3 1 * U S X S U X X X X e e e 2 * 1 發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等由產(chǎn)品給出標(biāo)發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等由產(chǎn)品給出標(biāo) 幺額定值，其下角幺額定值，其下角“e”常被省略常被省略. 電力系統(tǒng)中各元件的額定值不同，所以標(biāo)電力系統(tǒng)中各元件的額定值不同，所以標(biāo) 幺值也不統(tǒng)一，不便于直接進(jìn)

10、行電路計(jì)算。幺值也不統(tǒng)一，不便于直接進(jìn)行電路計(jì)算。 任意選擇統(tǒng)一的基準(zhǔn)參數(shù)作為規(guī)定值，所得任意選擇統(tǒng)一的基準(zhǔn)參數(shù)作為規(guī)定值，所得 的標(biāo)幺值也叫做標(biāo)幺基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值也叫做標(biāo)幺基準(zhǔn)值.通常以通常以Sj和和Uj為為 獨(dú)立基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓在實(shí)用計(jì)算中，基獨(dú)立基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓在實(shí)用計(jì)算中，基 準(zhǔn)功率常取準(zhǔn)功率常取100MVA；基準(zhǔn)電壓則取各級(jí)電；基準(zhǔn)電壓則取各級(jí)電 壓的平均值，如壓的平均值，如3.15、6.3、10.5、37、 115KV等，統(tǒng)一記為等，統(tǒng)一記為Up。 j j U U U * j j S S S * j j j jj j S U I U S I I I I 3 3 1 * 22 *

11、1 j j j jj j U S X S U X X X X 三、標(biāo)幺值、有名值及百分值之間的換算三、標(biāo)幺值、有名值及百分值之間的換算 由標(biāo)幺值計(jì)算有名值由標(biāo)幺值計(jì)算有名值 根據(jù)標(biāo)幺值定義，可直接由標(biāo)幺值寫(xiě)出有根據(jù)標(biāo)幺值定義，可直接由標(biāo)幺值寫(xiě)出有 名值名值. jjee UUUUU * jjee SSSSS * j j j e e e U S I U S II 33 * j j j e e e S U X S U XX 2 2 * 由電抗標(biāo)幺額定值換算為電抗標(biāo)幺基準(zhǔn)值由電抗標(biāo)幺額定值換算為電抗標(biāo)幺基準(zhǔn)值 由電抗標(biāo)幺額定值轉(zhuǎn)化成有名值，然后再由電抗標(biāo)幺額定值轉(zhuǎn)化成有名值，然后再 轉(zhuǎn)換成標(biāo)幺基準(zhǔn)值：

12、轉(zhuǎn)換成標(biāo)幺基準(zhǔn)值： 2 2 * 2 2 * j e e j e j j e e e j e e U U S S X S U S U X X X XX 電抗標(biāo)幺額定值與電抗百分值之間的換算電抗標(biāo)幺額定值與電抗百分值之間的換算 電抗有名值占電抗額定值的百分?jǐn)?shù)稱為電抗百電抗有名值占電抗額定值的百分?jǐn)?shù)稱為電抗百 分值，故有：分值，故有： 100 (%) * X X e 四、標(biāo)幺值的特點(diǎn)四、標(biāo)幺值的特點(diǎn) 從標(biāo)幺值的定義和有關(guān)概念出發(fā)，標(biāo)幺值的從標(biāo)幺值的定義和有關(guān)概念出發(fā)，標(biāo)幺值的 特點(diǎn)有特點(diǎn)有: 在三相電路中，標(biāo)幺值相量等于線量在三相電路中，標(biāo)幺值相量等于線量 三相功率和單位功率的標(biāo)幺值相同；三相功率和單位功率的標(biāo)幺值相同； 三相電路的標(biāo)幺