電力系統(tǒng)對稱故障的分析計算

電力系統(tǒng)對稱故障的分析計算第1頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)目的：了解同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的暫態(tài)過程，掌握短路電流的實用計算方法復(fù)習(xí)舊課：重點：掌握短路電流的實用計算方法難點：掌握短路電流的實用計算方法引入新課：§6.1概述電力系統(tǒng)發(fā)生故障大多數(shù)是由短路引起的第2頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月一、短路的概念和類型

1、短路是指電力系統(tǒng)中的相與相或相與地之間短接

2、電力系統(tǒng)中發(fā)生的短路有三相短路（對稱短路），兩相接地短路、兩相短路和單相接地短路（不對稱短路）。大電流接地系統(tǒng)才有單相接地短路。二、短路發(fā)生的原因和造成的嚴(yán)重后果電力系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和運(yùn)行不當(dāng)，大氣過電壓、操作過電壓、絕緣老化和機(jī)械損傷等造成絕緣損壞，電力線路斷線和倒桿等等都可能造成短路。電力系統(tǒng)短路時，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小，短路電流超過正常電流許多，將造成：1、導(dǎo)體通過短路電流會嚴(yán)重發(fā)熱，損壞絕緣，嚴(yán)重會燒壞設(shè)備2、短路電流通過導(dǎo)體會產(chǎn)生電動力，使導(dǎo)體彎曲變形3、短路點的殘壓為零，系統(tǒng)電壓大大下降，影響了所有電氣設(shè)備的正常運(yùn)行4、影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性5、干擾通信第3頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月三、計算短路電流的目的（1）選擇電氣設(shè)備，主要考慮電氣設(shè)備動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗（2）繼電保護(hù)的配置和整定（3）電氣主接線方案的比較和選擇（4）通信干擾（5）確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間隔（6）確定中性點的接地方式（7）校驗接地裝置的接觸電壓和跨步電壓四、短路電流實用計算的基本假設(shè)（1）短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)三相對稱運(yùn)行（2）所有發(fā)電機(jī)電勢的相角在短路過程中都相同，頻率正常（3）電力網(wǎng)參數(shù)均用電抗表示（0.4Ω/KM）（4）各元件的參數(shù)不隨電流變化，計算中可用疊加原理（5）對負(fù)荷只作近似估算（6）按金屬性短路，即短路點的阻抗為零第4頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月§6.2無限大容量電源供電系統(tǒng)的三相短路(無窮大系統(tǒng))

一、概念把系統(tǒng)當(dāng)作無窮大電源,其內(nèi)阻抗為零,電壓和頻率保持穩(wěn)定,

這樣計算出的短路電流偏于安全

二、無窮大系統(tǒng)發(fā)生三相短路的暫態(tài)過程三相短路點將網(wǎng)絡(luò)分成兩個獨立的部分，右側(cè)為無源網(wǎng)絡(luò)，暫態(tài)過程就是從短路瞬間電流按指數(shù)規(guī)律衰減到零，能量轉(zhuǎn)換成電阻消耗的熱能。本章主要研究的是左邊網(wǎng)絡(luò)中的電磁暫態(tài)過程。a相代表第5頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月假定短路在t=0s時發(fā)生，a相的電磁暫態(tài)過程為它的解就是短路的全電流，即電感電路中的電流不能突變，積分常數(shù)C可以確定，t=0代入三、短路沖擊電流在短路發(fā)生半周內(nèi)的某個瞬間，短路電流達(dá)到最大值，為短路沖擊電流，主要用于電氣設(shè)備動穩(wěn)定的校驗第6頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)取TA=0.05s時，Kimp=2.55IP(3)短路全電流有效值短路全電流有效值在沖擊電流出現(xiàn)的周期最大，為短路電流最大有效值四、短路容量系統(tǒng)短路時，t時刻的短路容量為第7頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月在短路容量實用計算中，常用周期分量初始有效值計算有效值為§6.3同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的分析一、同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的物理分析(1)磁鏈?zhǔn)睾慊径?2)同步發(fā)電機(jī)突然三相短路的物理分析(3)突然三相短路的物理分析二、同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時的等值電路和相量圖無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，定子繞組在d、q兩個方向的等值電抗分別是同步電抗Xd和XQ

，忽略定子繞組電阻，發(fā)電機(jī)定子電壓方程為第8頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月相應(yīng)的等值電路和相量圖三、同步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗

1、發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗

1）發(fā)電機(jī)的直軸暫態(tài)電抗（暫態(tài)電抗）2）發(fā)電機(jī)的交軸暫態(tài)電勢（暫態(tài)電勢）第9頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月3）暫態(tài)電抗后的電勢

當(dāng)定子回路電阻很小時，4）無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)用暫態(tài)參數(shù)表示方程是非常接近的，工程中可代替用。相應(yīng)的等值電路和相量圖第10頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月2、同步發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗§6.4電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算

一、起始次暫態(tài)電流（I//）和沖擊電流(iimp)的含義

iimp=KimpIM

發(fā)電機(jī)供給的短路電流計算

二、起始次暫態(tài)電流（I//）和沖擊電流(iimp)的實用計算方法1、發(fā)電機(jī)的起始次暫態(tài)電流第11頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月2、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中短路點的次暫態(tài)電流為3、在實際工程中，設(shè)各電源的次暫態(tài)電勢為1，忽略負(fù)荷，于是短路點的次暫態(tài)電流為三、異步電動機(jī)的短路反饋電流四、大容量并聯(lián)電容器裝置的短路電流對系統(tǒng)的影響五、網(wǎng)絡(luò)變換和轉(zhuǎn)移阻抗短路電流計算的主要步驟：（一般用標(biāo)幺值計算）1、制定等值網(wǎng)絡(luò)并計算各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值2、簡化網(wǎng)絡(luò)，對復(fù)雜網(wǎng)消去電源點與短路點之間的節(jié)點，簡化為

1）一個等值電勢和一個等值電抗的串聯(lián)電路第12頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）多個有源支路并聯(lián)的多支星形電路

3）考慮大型電動機(jī)的影響

4）計算指定時刻短路點