电力系统分析第六章-新.

有逐渐衰减的直流电流（非周期分量），它们出现的物
理原因是电感中电流在突然短路瞬时的前后不能突变， 即Iaa0=Ipa0；很明显，三相的直流电流是不相等的。
6.1
概述
c. 三相短路电流波形由于有了直流分量（暂态分量），短路 电流曲线便不与时间轴对称，而直流分量曲线本身就是短 路电流曲线的对称轴。因此，当已知一短路电流曲线时， 可以应用这个性质把直流分量从短路电流曲线中分离出来，
-
t Taபைடு நூலகம்
6.1
概述
3、a相短路电流波形分析讨论： ia = Im sin(ωt + α - )+ Ce -t/Ta
C = Im0 sin(α - 0 ) - Im sin(α - )
6.1
由上图及公式可见：
概述
a. 短路前后周期分量均为对称电流；短路至新的稳态时，ia 的暂态分量iaa衰减为0，即三相中的稳态短路电流为三个 幅值相等、相角相差120º 的交流电流，其幅值大小取决于 电源电压幅值和短路回路的总阻抗。 b. 从短路发生至稳态之间的暂态过程中，每相电流还包含
一、短路故障概述
短路：指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于 中性点接地的系统）发生通路的情况。
6.1
1、短路类型
概述
三相短路：
两相接地短路：
f (3) f (1.1) f (2)
对称短路
两相短路：
单相接地短路：
不对称短路
f (1)
电力系统运行经验证明，各种短路发生的机率不同，其中单
相接地占65％，两相短路占10％，两相接地故障占20％，三
I pa0
I m0
I m0 I m
I a0 = I m0 sin(α - 0 ) I pa0 = I m sin(α - )
6.1
2、三相暂态过程分析：
概述
三相短路故障是
对称故障，因此 只分析其中一相 （a相）即可。
短路发生前，电路处于稳态：
其中： I
ua = Em sin(ωt + α) ia = I m0 sin(ωt + α - 0 )
ω(L+ L) , 0 = tg R + R
-1
m0
=
Em (R + R)2 + ω2 (L+ L)2
相短路占 5 ％；尽管三相短路发生的机会最少，但其产生的 后果却是最严重的，同时又是分析不对称故障的理论基础。
6.1
2、短路的主要原因：
概述
电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
3、短路的危害： 1）电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可能使设 备过热甚至损坏；由于短路电流的电动力效应，导体间还将 产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏； 2）电压大幅度下降，对用户影响很大； 3）当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行 的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面 积停电，这是短路最严重的后果； 4）发生不对称短路时，三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感 应出电动势，影响通讯。
即将短路电流曲线的两根包络线间的垂直线等分。
d. 非周期分量起始值与短路时刻的α和短路前的稳态运行电流
有关；直流分量起始值Iaa0越大，短路电流瞬时值越大；三
相中直流电流起始值不可能同时最大或同时为零。
6.1

0
概述
4、短路电流关系相量图：在时间轴上的投影代表各量的瞬时值
t
α
Em
I a0
C = Im0 sin(α - 0 )- Im sin(α - )
6.1
对左边有电源的回路，电路仍对称；
a相短路电流瞬时值满足：
概述
假定t＝0s时发生三相短路，短路暂态过程的分析与计算只针
dia ua = L + Ria dt
= Em sin(ωt + α)
求解可得：
ia = i pa + iaa = Im sin(ωt + α - )+ Ce
Em
-1
-t/Ta
ωL 其中： Im = ; = tg 非周期分量（暂态分量） , C 由初始条件决定 周期分量（稳态分量） R R2 + (ωL)2
6.1
概述
-t/Ta
ia = i pa + iaa = Im sin(ωt + α - )+ Ce
短路瞬间，短路电流不突变：
ia = I m sin(ωt + α - )+ I m0 sin(α - 0 ) - I m sin(α - ) e
电力系统分析
第六章 电力系统对称故障的分析和计算
第六章 电力系统对称故障的分析和计算
6.1
6.2 6.3 程
概述
同步发电机的基本方程和等值电路 同步发电机突然三相短路的物理过
6.4
6.5
同步发电机突然三相短路电流分析
三相短路电流的实用计算
6.1
引言：
概述
一般指短路故障（横向故障）和断路故障（纵向故障），可 分为简单故障和复杂故障。 简单故障：电力系统中的单一故障； 复杂故障：同时发生两个或两个以上故障。
6.1
概述
二、无限大功率电源供电的三相短路电流分析
1、无限大功率电源（又称恒定电势源）：是指端电压幅值和 频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零。
理解：1）电源功率为无限大时，外电路发生短路引起的 功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源的电压
和频率保持恒定（对应于同步电机的转速）； 2）无限大功率电源可以看作是由无限多个有限功 率电源并联而成，因而其内阻抗为零。 ☆ 往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对大 小来判断电源能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10%时，则可认为供电电源为 无限大功率电源。
6.1
4、限制短路电流的措施：
继电保护装置、断路器、自动重合闸 5、计算短路电流的目的： 短路电流计算结果
概述
♦ 是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆
等）的依据；
♦ 是电力系统继电保护设计和整定的基础； ♦ 是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 根据它可以确定限制短路电流的措施。
根据三相线路的对称性：
-
t Ta
ib = I m sin(ωt + α - - 120 o )+
0 0 I sin( α 120 ) I sin( α 120 ) 0 m m0 e
-
t Ta
ic = I m sin(ωt + α - + 120 o )+
0 0 I sin( α + 120 ) I sin( α + 120 ) 0 m m0 e