电气工程基础课件 华科电气PE_07(1)

I I* = = Id Z* = 3U d I Sd X
S S R + jX = R* + jX * = d2 R + j d2 Zd Ud Ud
(7-7)
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三、不同基准值的标幺值间的换算
先将各自以额定值作基准值的标幺值还原为有名值， 先将各自以额定值作基准值的标幺值还原为有名值 ， 例如，对于电抗，按式 例如，对于电抗，按式(7-8)得： 得
变压器通常给出U 变压器通常给出 N、SN及短 路电压U 的百分值U ， 路电压 k 的百分值 k(%)， 以UN和SN为基准值的变压器 电抗标幺值即为： 电抗标幺值即为：
X T ( d )*
2 U k (%) U N S d = 2 100 S N U d
输电线路的电抗， 输电线路的电抗 ， 通常给 出每公里欧姆值， 出每公里欧姆值 ， 可用下 式换算为统一基准值下的 标幺值： 标幺值：
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1．准确计算法(变压器用实际变比 ．准确计算法 变压器用实际变比 变压器用实际变比)
一般在有n台变压器的网络中，任一段基准电压可按下式确定： 一般在有 台变压器的网络中，任一段基准电压可按下式确定： 台变压器的网络中 1 (7-13) U d ( n) = U d K1 ⋅ K 2 ⋅ LL ⋅ K n 式中， 基本段中选定的基准电压； 待确定段的基准电压； 式中，Ud—基本段中选定的基准电压；Ud(n)—待确定段的基准电压； 基本段中选定的基准电压 待确定段的基准电压 K1·K2·……·Kn—变压器变化，变比的分子为基本段一侧的变压器 变压器变化， 变压器变化 额定电压，分母为待归算段一侧的变压器额定电压。 额定电压，分母为待归算段一侧的变压器额定电压。 对图示系统，假定选第I段为基本段 其余两段的电压基准值均通过 段为基本段， 对图示系统，假定选第 段为基本段，其余两段的电压基准值均通过 变压器的实际变比计算。 变压器的实际变比计算。 需要指出的是， 需要指出的是 ， 各不同 1 1 U dII = U dI = U dI 电压段的基准电压和基准电 电压段的基准电压和基准电 10.5 / 121 K1 流不同，但各段的基准功率 流不同，但各段的基准功率 1 1 = U dI U dIII = U dI 则相同。 则相同。 10.5 / 121 × 110 / 6.6 K1 ⋅ K 2 在确定了网络中各段的 I II III 基准电压后， 基准电压后，即可利用全网 统一的基准功率和各段的基 T2 K 2 T1 K1 L C 准电压， 准电压，计算各元件的电抗 G 标幺值。 标幺值。 10 .5/ 12 1kV 1 10/ 6. 6kV
X L ( d )* = S XL = X L d2 Zd Ud
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四、变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算
当用标幺值计算时，首先需将磁耦合电路变换为只有电的直接联 当用标幺值计算时，首先需将磁耦合电路变换为只有电的直接联 系的电路， 系的电路，即先应将不同电压级中各元件的参数全部归算至某一选定 的电压级，这个电压级称为基本级(或基本段 或基本段)， 的电压级，这个电压级称为基本级 或基本段 ，然后选取统一的功率 基准值和电压基准值，将各元件为参数的有名值换算为标幺值。 基准值和电压基准值，将各元件为参数的有名值换算为标幺值。 I II III
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第一节 电力系统的短路故障
短路： 短路 ： 电力系统中一切不正常的相与相之 间或相与地之间发生通路的情况。 间或相与地之间发生通路的情况。
一、短路的原因及其后果 二、短路的类型 三、短路计算的目的和简化假设
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一、短路的原因及其后果
短路的原因
电气设备及载流导体因绝缘老化， 电气设备及载流导体因绝缘老化 ， 或遭受机械 损伤，或因雷击、过电压引起绝缘损坏； 损伤，或因雷击、过电压引起绝缘损坏； 架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等， 架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等 ， 或因鸟兽跨接裸露导体等； 或因鸟兽跨接裸露导体等； 电气设备因设计、 电气设备因设计 、 安装及维护不良所致的设备 缺陷引发的短路； 缺陷引发的短路； 运行人员违反安全操作规程而误操作， 运行人员违反安全操作规程而误操作 ， 如带负 荷拉隔离开关， 荷拉隔离开关 ， 线路或设备检修后未拆除接地 线就加上电压等。 线就加上电压等。
ห้องสมุดไป่ตู้X (Ω)
2 UN = X ( N )* SN
在选定了电压和功率的基准值U 在选定了电压和功率的基准值 d和Sd后，则以此为基 准的电抗标幺值为： 准的电抗标幺值为：
X d * = X (Ω) Sd
2 Ud 2 U N Sd = X ( N )* ⋅ 2 SN Ud
(7-9)
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发电机铭牌上一般给出额定 电压U 额定功率S 电压 N，额定功率 N及以 UN、SN为基准值的电抗标幺 值X(N)*。
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二、基准值的选择
在电力系统计算中，主要涉及对称三相电路， 在电力系统计算中，主要涉及对称三相电路，计算时习惯上 线电压、 采用线电压 线电流、三相功率和一相等值阻抗， 采用线电压、线电流、三相功率和一相等值阻抗，这四个物理 量应服从功率方程式和欧姆定律。 量应服从功率方程式和欧姆定律。
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二、短路的类型
(2006单) 单
k(3)
对称短路 —— 三相短路
三相电流和电压仍是对称的 不对称短路 ： 两相短路： 两相短路： 单相接地短路： 单相接地短路： 两相短路接地： 两相短路接地：
k(2) k(1)
k(1, 1)
相间短路与接地短路 ： 相间短路：三相短路、 相间短路：三相短路、两相短路 接地短路：单相接地短路、 接地短路：单相接地短路、两相短路接地
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三、短路计算的目的和简化假设
计算短路电流的主要目的
选择和校验各种电气设备的 各种电气设备的机械稳定性和热 为 选择和校验 各种电气设备的 机械稳定性和热 稳定性提供依据 为此， 提供依据。 稳定性 提供依据 。 为此 ， 计算短路冲击电流以 校验设备的机械稳定性， 校验设备的机械稳定性 ， 计算短路电流的周期 分量以校验设备的热稳定性； 分量以校验设备的热稳定性； 设计和选择发电厂和变电所的 电气主接线提 发电厂和变电所的电气主接线 为 设计和选择 发电厂和变电所的 电气主接线 提 供必要的数据； 供必要的数据； 为 合理配置电力系统中各种 继电保护和自动装 合理配置 电力系统中各种继电保护和自动装 电力系统中各种 并正确整定其参数提供可靠的依据。 置并正确整定其参数提供可靠的依据。
Z* = Z / Zd = (R + jX) / Zd = R* + jX* U* = U /Ud I* = I / I d S* = S / Sd = (P + jQ) / Sd = P + jQ* *
(7-2)
式中，下标注“ ”者为标幺值；下标注“ 者为基准值 者为基准值， 式中，下标注“*”者为标幺值；下标注“d”者为基准值，无下 标者为有名值。 标者为有名值。
X d * = X (Ω) Sd
2 Ud 2 U N Sd = X ( N )* ⋅ 2 SN Ud
电抗器通常给出其额定电压 额定电流I UN、额定电流 N及电抗百分 值XR(%)，电抗百分值与其 ， 标幺值之间的关系为： 标幺值之间的关系为：
X R ( d )* Sd XR % UN = × 2 100 3I N U d
T1 K1
G
T2 K 2
1 1 0 / 6 . 6k V
L C
1 0 . 5 / 1 2 1 kV
实际上，通常使用的方法是 实际上，通常使用的方法是: 先确定基本级和基本级的基准电压； 先确定基本级和基本级的基准电压； 再按全网统一的功率基准值和各级电压的电压基准值计算网络各 的功率基准值和各级电压的电压基准值计算 再按全网统一 的功率基准值和各级电压的电压 基准值计算 网络各 元件的电抗标幺值。 元件的电抗标幺值。 在实际使用中，根据变压器变比是按实际变比 按近似变比( 按实际变比或 在实际使用中 ， 根据变压器变比是 按实际变比 或 按近似变比 变压器两侧平均额定电压之比)，分为准确计算法 近似计算法。 准确计算法及 变压器两侧平均额定电压之比 ，分为准确计算法及近似计算法。
(7-5)
结论：在标幺制中， 结论：在标幺制中，三相电路计算公式与单相电路的计算公式 完全相同。 完全相同。
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工程计算中， 通常选定功 工程计算中 ， 通常选定 功 率基准值S 电压基准值U 率基准值 d和电压基准值 d， 这时， 这时，电流和阻抗的基准值分 别为： 别为：
3U d 2 Ud Ud Zd = = Sd 3I d Id = Sd
S = 3UI U = 3ZI 如选定各基准值满足下列关系 ： S d = 3U d I d U d = 3Z d I d
将式(7-3)与(7-4)相除后得： 与 相除后得： 将式 相除后得
(7-3)
(7-4)
S* = U * I * U * = Z*I*
最后， 最后，需将所得结果换算 成有名值，其换算公式为： 成有名值，其换算公式为：
U = U*U d Sd I = I* I d = I* 3U d 2 Ud Z = (R* + jX* ) Sd S = S*Sd
(7-6)
(7-8)
其标幺值则分别为： 其标幺值则分别为：
第七章 电力系统的短路计算
第一节 电力系统的短路故障 第二节 标么制 第三节 无限大功率电源供电网络的三相短路 第四节 网络简化与转移电抗的计算 第五节 有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算 第六节 电力系统各元件的负序与零序参数 第七节 电力系统各序网络的建立 第八节 电力系统不对称短路的计算