电力系统分析课程设计 三相短路故障分析计算
电力系统三相短路分析
第七章 电力系统三相短路的分析计算
t=0 时,同步发电机定子绕组三相突然短路时 的电流波形分解图如下:
i( A)
4000
2000
a
0
b
2000
c
4000
第七章 电力系统三相短路的分析计算
同步发电机三相突然短路时的暂态过程分析
t=0 时同步发电机三相突然短路时的A相电流的实测波形
第七章 电力系统三相短路的分析计算
t=0 时同步发电机三相突然短路时的励磁电流的实测波形:
定子三相短路后励磁电流出现了交流电流,最终衰减到零
第七章 电力系统三相短路的分析计算
X R
X' R'
第七章 电力系统三相短路的分析计算
短路后分成两个独立回路。对于右半回路,最大电流发生在 故障初始瞬间,即正常运行电流,不会对设备产生危害。故 电路暂态过程的分析与计算主要针对左半回路。
短路后电路中的电流应满足:
Ria
L dia dt
Um sin( t 0 )
解微分方程得:
SBSk*
3UavIk 3U B IB
SB
X
*
若II已Bk 知 由Ik*电源X1至* 某电压级的短路容量Sk或
短路故障分析及计算
目录
引言 (2)
1电力系统短路故障说明 (3)
2短路故障分析计算(解析法) (6)
2.1各元件电抗标幺值的计算 (6)
2.2短路次暂态电流标幺值计算 (9)
2.3三相短路电流及短路功率计算 (11)
3 Y 矩阵计算法 (12)
4两种算法分析 (15)
4.1解析法计算结果 (15)
4.2 Y 矩阵计算结果 (15)
致谢 (16)
参考文献 (17)
引言
在电力系统可能发生的各种故障中,对系统危害最大,而且发生概率最高的是短路故障。所谓短路,是指电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接。在电力系统正常运行时,除了中性点外,相与相或相与地之间是相互绝缘的。如果由于绝缘破坏而造成了通路,电力系统就发生了短路故障。
电力系统短路出现的原因:
①电气设备载流部分的绝缘损坏;
②操作人员违反安全操作规程而发生误操作;
③鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间,或咬坏设备、导线绝缘层。
电力系统短路的后果:
①短路时会产生很大电动力和很高温度,使短路电路中元件受到损坏和破
坏,甚至引发火灾事故。
②短路时,电路的电压骤降,将严重影响电气设备的正常运行。③短路时保护
装置动作,将故障电路切除,从而造成停电,而且短路点越靠
近电源,停电范围越大,造成的损失也越大。
④严重的短路要影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去
同步,造成系统解列。
⑤不对称短路将产生较强的不平衡交变电磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰,影响其正常运行,甚至发生误动作。
短路电流的计算目的:
短路计算是为了正确选择和校验电气设备,准确地整定供配电系统的保护装
电力系统三相短路分析
无限容量系统的特点:在电源外部发生短路,系统频率恒 定,电源母线上的电压基本不变,即认为它是一个恒压源。
在工程计算中,当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的 5%~10%时,就可认为该电源是无限大功率电源。
二、无限大容量系统供电的三相短路暂态过程分析
图7-2所示为一由无限大功率电源供电的三相对称电路。
短路全电流,其有效值用 I 表示。
在无限大容量系统中,短路后任何时刻的短路电流周期 分量有效值(习惯上用Ik表示)始终不变,所以有
IP I Ik
第七章 电力系统三相短路的分析计算
I
* k
Ik IB
Uav 3X
UB Uav 3XB UB
X XB
1
X
*
∴
Ik
I
B
I
* k
第七章 电力系统三相短路的分析计算
同步发电机三相突然短路时的暂态过程分析
t=0 时同步发电机三相突然短路时的A相电流的实测波形
第七章 电力系统三相短路的分析计算
t=0 时同步发电机三相突然短路时的励磁电流的实测波形:
定子三相短路后励磁电流出现了交流电流,最终衰减到零
第七章 电力系统三相短路的分析计算
ia
Um Z
t
sin( t 0 k ) Ce Ta
t
I pm sin( t 0 k ) Ce Ta
三相短路故障分析与计算的算法设计(1)
湖北民族学院
“三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文
题目: 三相短路故障分析与计算(手算或计算机算)
组序:第三组
指导老师:耿东山
专业:电气工程及其自动化
日期: 2015年6月
摘要
本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一,分析与计算三相短路故障的参数更为重要。
通过分析与计算三相短路故障的各参数,可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度,为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
关键词:三相短路计算电力系统故障分析
Abstract
The purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation.
In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important.
By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc.
电力系统分析3.课题三 电力系统三相短路的实用计算
(二)电源分类及化简
(三)查表求短路电流 (四)换算为短路电流有名值
有限容量系统三相短路暂态 过程曲线
短路电流周期分量有效值不恒定!
第四单元 电力系统对称短路的分析计算
课题三 电力系统三相短路的实用计算
一、起始次暂态电流 的计算
在电力系统三相短路后第一个周期内,认为短路电流周期分量是不衰减的,
而求得的短路电流周期量的有效值即为起始次暂态电流。用 I 表示。
计算的思路: 1.首先计算t=0时,各元件正常的电气量;
2.当t=0时短路,利用欧姆定律求 I 和相关量。
第四单元 电力系统对称短路的分析计算
课题三 电力系统三相短路的实用计算
二、有限容量系统短路电流 的计算
即应用运算曲线计算任意时刻短路电流周期分量。 问题提出? 有限容量系统发生短路,电源变化:EG和UG不再恒定,随机组型号、结构 不同变化的函数! (一) 运算曲线的概念
例如: 某汽轮发电机供电系统如下图,在k点发生三相短路,若此计算电抗 Xjs=,试求t=1s时短路电流周期分量有效值。
It2
查P262图F-2曲线,可得 I(t2s)* 2.4
再根据发电机SN、UN即可求出短路电流周期分量的有名值,即
I(t2s) I(t2s)* I N 2.4
在发电机(包括励磁系统)的参数和运行初态给定后,短路电流仅是电 源到短路点的电气距离(用从机端到短路点的外接电抗 Xe )和时间的函数。
电力系统三相短路的分析与计算及三相短路的分类
第一节电力系统故障概述
在电力系统的运行过程中,时常会发生故障,如短路故障、断线故障等。其中大多数是短路故障(简称短路)。
所谓短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。在正常运行时,除中性点外,相与相或相与地之间是绝缘的。表7—1示出三相系统中短路的基本类型。电力系统的运行经验表明,单相短路接地占大多数。三相短路时三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其它几种短路均使三相回路不对称,故称为不对称短路。上述各种短路均是指在同一地点短路,实际上也可能是在不同地点同时发生短路,例如两相在不同地点短路.
产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。例如架空输电线的绝缘子可能由于受到过电压(例如由雷击引起)而发生闪络或由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电。再如其它电气设备,发电机、变压器、电缆等的载流部分的绝缘材料在运行中损坏.鸟兽跨接在裸露的导线载流部分以及大风或导线覆冰引起架空线路杆塔倒塌所造成的短路也是屡见不鲜的.此外,运行人员在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分。总之,产生短路的原因有客观的,也有主观的,只要运行人员加强责任心,严格按规章制度办事,就可以把短路故障的发生控制在一个很低的限度内。
表7-1 短路类型
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的Array
危害。在发生短路时,由于电源供电回路的阻抗减小
以及突然短路时的暂态过程,使短路回路中的短路电
流值大大增加,可能超过该回路的额定电流许多倍。
第七章电力系统三相短路的分析与计算
第七章电力系统三相短路的分析与计算电力系统三相短路是指在电力系统中发生的电路短路故障,其中涉及
到三个相位之间的短路。在电力系统中,电路短路是一种严重的故障,可
能会导致系统故障、设备损坏和人员伤亡。因此,对电力系统三相短路进
行分析和计算十分重要。
首先,为了进行电力系统三相短路的分析与计算,需要了解电力系统
的拓扑结构和电气参数。电力系统的拓扑结构包括发电厂、变电站、输电
线路和配电系统等组成部分。电力系统的电气参数包括电压、频率、电流
和阻抗等。
在进行电力系统三相短路分析与计算时,首先需要确定电路的故障类型。电力系统的三相短路可以分为对地短路和相间短路。对地短路是指电
路的任意一相与地之间发生短路,相间短路是指电路的任意两个相之间发
生短路。对地短路通常是系统中最简单的短路类型,而相间短路通常是更
严重的故障。
然后,需要根据电力系统的电气参数和拓扑结构,进行电力系统三相
短路计算。电力系统三相短路计算包括短路电流的计算和短路电流的传递。短路电流的计算需要根据电力系统的阻抗和电流进行计算,可以使用相序
基准法、对称分量法和潮流法等方法进行计算。短路电流的传递是指确定
电路中各个节点的短路电流,根据电力系统的拓扑结构和电气参数进行计算。
最后,需要根据电力系统三相短路的分析结果,采取相应的保护措施。电力系统的保护装置能够及时检测和隔离电路的短路故障,以保护电力系
统的设备和人员的安全。保护措施包括过电流保护、地跳保护和差动保护
等。过电流保护用于检测电流异常,地跳保护用于检测对地短路,差动保护用于检测相间短路。
电力系统三相短路电流的计算
银川能源学院
课程设计
课程名称:电力系统分析
设计题目:电力系统三相短路电流的计算
学院:电力学院
专业:电气工程及其自动化____________
班级:1203班________________________
姓名:张将________________________
学号:1310240006__________________
目录
摘要错误!未定义书签。
课题2
第一章.短路的概述2
1.1发生短路的原因2
1.2发生短路的类型2
1.3短路计算的目的3
1.4短路的后果3
第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算4
2.1收集已知电力系统的原始参数4
2.2制定等值网络及参数计算4
2.2.1标幺值的概念4
2.2.2计算各元件的电抗标幺值5
2.2.3系统的等值网络图5
第三章.故障点短路电流计算错误!未定义书签。第四章.电力系统不对称短路电流计算9
4.1对称分量法9
4.2各序网络的定制10
4.2.1同步发电机的各序电抗10
4.2.2变压器的各序电抗10
4.3不对称短路的分析12
4.3.1不对称短路三种情况的分析12
4.3.2正序等效定则14
心得体会15
参考文献16
电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程,通过学习电力系统分析,学生可以了解电力系统的构成,电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断,为从事电力系统打下必要的基础。
电力系统短路电流的计算是重中之重,电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期(基频)分理的计算,在给定电源电势时,实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法,对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理,将电路转化为不含变压器的等值电路,这样,就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。
电力系统三相短路的分析与计算及三相短路的分类
第一节电力系统故障概述
在电力系统的运行过程中,时常会发生故障,如短路故障、断线故障等。其中大多数是短路故障(简称短路)。
所谓短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。在正常运行时,除中性点外,相与相或相与地之间是绝缘的。表7-1示出三相系统中短路的基本类型。电力系统的运行经验表明,单相短路接地占大多数。三相短路时三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其它几种短路均使三相回路不对称,故称为不对称短路。上述各种短路均是指在同一地点短路,实际上也可能是在不同地点同时发生短路,例如两相在不同地点短路。
产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。例如架空输电线的绝缘子可能由于受到过电压(例如由雷击引起)而发生闪络或由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电。再如其它电气设备,发电机、变压器、电缆等的载流部分的绝缘材料在运行中损坏。鸟兽跨接在裸露的导线载流部分以及大风或导线覆冰引起架空线路杆塔倒塌所造成的短路也是屡见不鲜的。此外,运行人员在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分。总之,产生短路的原因有客观的,也有主观的,只要运行人员加强责任心,严格按规章制度办事,就可以把短路故障的发生控制在一个很低的限度内。
表7-1 短路类型
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的Array
危害。在发生短路时,由于电源供电回路的阻抗减小
以及突然短路时的暂态过程,使短路回路中的短路电
流值大大增加,可能超过该回路的额定电流许多倍。
电力系统三相短路的分析计算
vq Eq X did vd X q iq
两式相加,可得
V Eq jX q Iq jX d Id
三、同步发电机三相短路的暂态过程
同步发电机的暂态电势和暂态电抗
为方便工程计算,常采用暂态电势 和电抗
令
E Eq j( X q X d )Iq
做等值电路。
于是,发电机定子暂态电势方程相量形式表示成
二、恒定电势源的三相短路
2.4、短路容量
短路容量又称为短路功率,它等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作 电压(平均电压),即
St 3Vav It
或用标幺值表示
St*
St SB
3Vav It 3VB I B
It IB
I
* t
二、同步发电机三相短路的暂态过程
在实际电力系统中,真正的恒定电势源是不存在的。因为, 在发生短路过程中,同步发电机的电势是随时间变化的,并不 能保持端电压不变,且发电机的内阻抗也不为零。但是,同步 发电机的频率可以认为频率保持不变,因为发电机转子惯性较 大,短路后的暂态过程中,转子的转速变化很小。
图7-8 无阻尼绕组发电机的磁链平衡等值电路
我们关心的是定子侧的量,所以消去转子侧的电流if,可得
d
X did
X
ad
(
f
X adid Xf
)
X ad Xf
f
电力系统【第七章:电力系统三相短路的分析与计算】
电⼒系统【第七章:电⼒系统三相短路的分析与计算】
⼀.电⼒系统故障概述
1.短路
短路是指电⼒系统正常运⾏情况下以外的相与相或相与地【或中性线】之间的故障连接。
2.对称短路与不对称短路
三相短路时三相回路依旧是对称的,故称为对称短路。其它⼏种短路均使三相回路不对称,故称为不对称短路,如下:
3.产⽣短路的主要原因是电⽓设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
4.系统中发⽣短路相当于改变了电⽹的结构,必然引起系统中功率分布的变化,⽽且发电机输出功率也相应发⽣变化。
5.为了减少短路对电⼒系统的危害,可以采⽤限制短路电流的措施,在线路上装设电抗器。但是最主要的措施是迅速将发⽣短路的部分与系统其它部分进⾏隔离,这样发电机就可以照常向直接供电的负荷和配电所的负荷供电。
6.电⼒系统的短路故障有时也称为横向故障,因为它是相对相【或相对地】的故障。还有⼀种故障称为纵向故障,即断线故障,指的是⼀相或多相断线使系统运⾏在⾮全相运⾏的情况。在电⼒系统中的不同地点【两处以上】同时发⽣不对称故障的情况,称为复杂故障。
⼆.⽆限⼤功率电源供电的系统三相短路电流分析
1.电源功率⽆限⼤时外电路发⽣短路(⼀种扰动)引起的功率改变对电源来说微不⾜道,因⽽电源的电压和频率对应于同步发电机的转速保持恒定。
2.⽆限⼤电源可以看做由多个有限功率电源并联⽽成的,因其内阻抗为零,电源电压保持恒定。实际上,真正的⽆限⼤电源是不存在的,只能是⼀种相对概念往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对⼤⼩来判断电源是否作为⽆限⼤功率电源。若供电电源的内阻抗⼩于短路回路总阻抗的10%时,则可认为供电电源为⽆限⼤功率电源。在这种情况下,外电路发⽣短路对电源影响较⼩,可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。
三相短路故障分析与计算及其程序设计
三相短路故障分析与计算及其程序设计首先,我们来介绍三相短路故障的定义和特点。三相短路故障是指三
相电源之间或三相电源与大地之间发生的短路现象。它的特点是发生瞬间,短路电流非常大,会导致电压降低、设备损坏、线路过载和停电等问题。
针对三相短路故障,我们需要进行以下分析与计算:
1.短路电流计算:短路电流是指在短路点的瞬时电流值。它的大小直
接影响到电力设备的安全性能。短路电流的计算方法一般有阻抗法、复合
法和解析法等。其中,阻抗法是最常用的方法。通过测量电源电压、设备
电压和短路电流等参数,可以计算出短路电流的大小。
2.短路电流传播计算:短路电流传播是指短路电流在电力系统中的传
输过程。短路电流传播计算主要包括节点电位法和分布参数法等。节点电
位法是计算电力设备节点电位的方法。通过遍历电力系统的所有节点,计
算每个节点的电位差,从而得出短路电流传播的路径。
3.短路电流定位计算:短路电流定位是指确定短路故障点的位置。短
路故障点的位置对于维修和恢复电力系统的供电很关键。常用的短路电流
定位方法有追溯法、相对法和电压法等。追溯法是通过追溯电力设备的运
行状态和瞬时测量数据,推测短路故障点的位置。
在三相短路故障分析与计算的过程中,可以设计相应的程序来辅助实施。程序设计的关键是根据电力系统的拓扑结构、元件参数和测量数据,
实现短路电流的计算、传播和定位。程序的具体设计需要根据实际情况进行,但一般包括以下几个步骤:
1.数据输入:程序需要用户输入电力系统的拓扑结构、元件参数和测
量数据等。这些数据可以通过数据库或者手动输入的方式获取。
电力系统三相短路的分析计算
电力系统三相短路的分析计算
三相短路是指电力系统中三相导体之间发生短路故障,通常是由于设
备故障或外部原因引起的。三相短路可能引起电流突然增大,电流过大很
容易导致设备的损坏或损坏。因此,对三相短路进行及时的分析和计算非
常重要。
三相短路的分析计算主要包括以下几个方面:
1.短路电流计算:根据电力系统的拓扑结构和设备参数,通过计算和
仿真得到短路电流。这是确定系统中短路故障的重要步骤,可以帮助工程
师了解系统中电流的大小和方向。
2.短路电流传播计算:根据系统中设备的参数,计算短路电流在系统
中的传播路径和传播过程。这可以帮助工程师确定短路故障的类型和位置,以及各个设备受到的短路电流大小。
3.设备保护装置设定计算:根据短路电流的计算结果,确定设备保护
装置的动作时间和动作电流。这可以帮助工程师对电力系统的保护装置进
行设置和校验,确保系统中的设备在短路故障发生时能够及时动作,保护
设备的安全运行。
4.短路电流对设备的影响计算:根据短路电流的计算结果,分析短路
故障对系统中设备的影响。这可以帮助工程师评估设备的稳定性和可靠性,确保设备能够在短路故障发生时正常运行。
总之,电力系统三相短路的分析计算是电力系统工程中的重要任务之一、通过对短路电流的计算和分析,可以帮助工程师了解系统中的故障状态,确定短路故障的类型和位置,并对设备的保护装置进行设置和校验,
以确保系统的安全运行。
某电力系统三相短路故障计算与分析
某电力系统三相短路故障计算与分析电力系统的三相短路故障是指电力系统中三相线路之间、线路与地之间发生低阻抗短路故障。这种故障会带来严重的电气安全隐患,甚至导致设备的损坏甚至发生火灾等事故。因此,对电力系统的三相短路故障进行计算与分析具有重要意义。
为了进行三相短路故障计算与分析,我们首先需要了解电力系统的基本参数,包括电压、电流、阻抗等信息。通过对电力系统的拓扑结构进行建模,可以建立系统节点之间的电位方程以及支路之间的电流方程。以节点电压为未知数,利用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,可以得到节点电流和支路电流之间的关系。
接下来,我们可以根据三相短路故障的特性,在短路点附近建立等效电路模型。对于三相短路故障,通常可以采用对称分量法进行分析。通过将三相短路故障转化为正序、负序和零序三个独立的故障计算问题,可以更加简化和明确问题的处理过程。
正序短路是指故障时三相电压和电流的幅值相等,相位角相差120度的情况。负序短路则是指三相电流和电压的相位相同,但幅值不相等的情况。零序短路是指三相电流和电压的幅值都为零的情况。
对于电力系统的三相短路故障的计算,通常可以采用负序等效法和正序等效法来进行分析。负序等效法是指将负序短路等效为对称短路,从而将三相短路问题转化为正序短路问题的方法。正序等效法则是指将正序短路等效为对称短路,从而简化三相短路故障计算的方法。
对于短路故障计算过程中所得到的电流和电压值,我们还可以通过对故障电流和故障电压进行比较,来判断是否存在故障点的位置。比如,如
果故障电流较大,而故障点附近的电压较低,那么可以判断故障点位置在电流流动方向上的接地侧。
电力系统三相短路的分析与计算
整理课件
绪论
❖ 一、电力系统故障概述 ❖ 二、无限大功率电源供电的系统三相短路电
流分析 ❖ 三、电力系统三相短路的实用计算 ❖ 四、计算机计算复杂系统短路电流交流分量
初始值的原理
整理课件
7.1 电力系统故障概述
❖ 短路:
电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相 与地(或中性线)之间的连接
❖ 短路的类型:
三相短路、两相短路、单相短路、两相短路接 地。单相短路接地最多
分对称故障和非对称故障
整理课件
整理课件
❖ 单相短路接地 占大多数。
❖ 三相短路时三 相回路依旧是 对称的,故称 为对称短路;
❖ 其他几种短路 均为三相回路 不对称,故称 为不对称短路。
产生短路的原因
❖ 自然界的破坏:
雷击、空气污染、鸟兽跨接、大风、覆冰
❖ 人为的破坏:
带负荷拉刀闸、带地线送电, 施工挖沟伤电缆, 放风筝
❖ 设备自身问题:
绝缘材料的自然老化, 设计、安装及维护不良
整理课件
三、短路对电力系统的危害
❖ 对设备的危害
短路点的电弧烧坏电气设备,甚至引起爆炸 短路电流通过电气设备中的导体时,其热效应
会引起导体或其绝缘的损坏 另一方面,导体也会受到很大的电动力的冲击,
致使导体变形,甚至损坏
整理课件
电力系统三相短路的分析计算
电力系统分析 2013
13
➢短路电流关系的相量图表示
i I Pm sin(t ) [I m sin( ) I Pm sin( )]et /Ta
em Em sin(t ) im Im sin(t ) ipm I pm sin(t )
在时间轴上的投影代表 各量的瞬时值
Iap
I e0.01/Ta Pm
(kim
1)IPm
k 1 e 0.01/Ta im
短路电流的最大有效值:
Iim
I
2 p
[( kim
1)
2I p ]2 I p
1 2(kim 1)2
短路电流的最大有效值常用于校验某些电气设备的 断流能力或耐力强度。
4/16Βιβλιοθήκη Baidu2020 11:24 AM
电力系统分析 2013
于中性点接地的系统)发生通路的情况。
4/16/2020 11:24 AM
电力系统分析 2013
3
7.1.1 短路的类型
表7-1 各种短路的示意图和代表符号
短路种类
示意图
代表符号
三相短路
f(3)
两相短路接地
f(1,1)
两相短路
f(2)
单相短路
f(1)
4/16/2020 11:24 AM
电力系统分析 2013
刻的幅值。因此,t时刻的周期电流有效值应为
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课程设计报告
题目电力系统课程设计
《三相短路故障分析计算》课程名称电力系统课程设计
院部名称龙蟠学院
专业电气工程及其自动化
班级M08电气工程及其自动化学生姓名
学号*******
课程设计地点C304
课程设计学时一周
指导教师朱一纶
金陵科技学院教务处制成绩
目录
摘要 (ii)
一、基础资料 (3)
1.电力系统简单结构图................................................ ....... . ..... .. ... . .... . .. . (3)
2.电力系统参数 (3)
3参数数据 (4)
二、元件参数标幺值的计算及电力系统短路时的等值电路 (4)
1.发电机电抗标幺值..................................................... ....... . ..... .. ... (4)
2.负载电抗标幺值 (4)
3变压器电抗标幺值 (4)
4.线路电抗标幺值............................................. ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4)
5.电动机电抗标幺值........................................ ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4)
三、化简等值电路 (4)
四、求出短路点的次暂态电流 (4)
五、求出短路点冲击电流和短路功率 (4)
六、设计心得............................................................. . . . . .. (20)
七、参考文献............................................................. (21)
电力系统课程设计《三相短路故障分析计算》
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一,分析与计算三相短路故障的参数更为重要。设计示例是通过两种不同的方法进行分析与计算三相短路故障的各参数,进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度,为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
一、基础资料
1.电力系统简单结构图
电力系统简单结构图如图1所示。
25MW
cos 0.8N ϕ=cos 0.85
N ϕ=''0.13
d X =火电厂
110MW
负载
图1 电力系统简单结构图
''
0.264
d X =86j MV A
+•
2.电力系统参数
如图1所示的系统中K (3)
点发生三相短路故障,分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。
(1)发电机参数如下: 发电机G1:额定的有功功率110MW ,额定电压N U =10.5kV ;次暂态电抗标幺值
''d X =0.264,功率因数N ϕcos =0.85 。
发电机G2:火电厂共两台机组,每台机组参数为额定的有功功率25MW ;额定电压U N =10.5kV ;次暂态电抗标幺值''
d X =0.130;额定功率因数N ϕcos =0.80。
(2)变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器T1:型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0,变压器额定容量10MV ·A ,一次电压
110kV ,短路损耗59kW ,空载损耗16.5kW ,阻抗电压百分值U K %=10.5,空载电流百分值I 0%=1.0。
变压器T2:型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8,变压器额定容量31.5MV ·A ,一次电压110kV ,短路损耗148kW ,空载损耗38.5kW ,阻抗电压百分值U K %=10.5,空载电流百分值I 0%=0.8。
变压器T3:型号SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9,变压器额定容量16MV ·A ,一次电压110kV ,短路损耗86kW ,空载损耗23.5kW ,阻抗电压百分值U K %=10.5,空载电流百分值I 0%=0.9。
(3)线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
线路1:钢芯铝绞线LGJ-120,截面积120㎜2
,长度为100㎞,每条线路单位长度的正
序电抗X 0(1)=0.408Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.79×10﹣6
S /㎞。
对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度(正序);X 0(2)=X 单位长度(负序)。
线路2:钢芯铝绞线LGJ-150,截面积150㎜2
,长度为100㎞,每条线路单位长度的正
序电抗X 0(1)=0.401Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.85×10﹣6
S /㎞。
线路3:钢芯铝绞线LGJ-185,截面积185㎜2
,长度为100㎞,每条线路单位长度的正
序电抗X 0(1)=0.394Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.90×10﹣6
S /㎞。
(4)负载L :容量为8+j6(MV ·A ),负载的电抗标幺值为=*
L X **
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*L L Q S U ;电动机为2MW ,起动系数为6.5,额定功率因数为0.86。
3.参数数据
设基准容量S B =100MV ·A ;基准电压U B =U av kV 。
(1)S B 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便,取S B -100MV ·A ,可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。
(2)U B 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ,而平均额定电压分别为115、6.3、10.5kV 。平均电压U av 与线路额定电压相差5%的原则,故取U B =U av 。 (3)''
I 为次暂态短路电流有效值,短路电流周期分量的时间t 等于初值(零)时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。 (4)M i 为冲击电流,即为短路电流的最大瞬时值(满足产生最大短路电流的三个条件
及时间K t =0.01s )。一般取冲击电流M i =2×M K ×''I =2.55''
I 。
(5)M K 为短路电流冲击系数,主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤M K ≤2,高压网络一般冲击系数M K =1.8。
二.元件参数标幺值的计算及电力系统短路时的等值电路
(1)发电机电抗标幺值
N
B
G G P S 100%X X •=
N ϕcos 公式① 式中 %X G ——发电机电抗百分数,由发电机铭牌参数的%X 100X G "
=⨯d ;