电力系统分析基础(第七章)n

短路类型
示意图
符号 发生的机率
•对称 三相短路
二相短路
•
称不 对
二相接地短路 单相接地短路
d(3) d(2) d(1,1) d(1)
5% 10% 20% 65%
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电力系统分析基础(第七章)n
•二、产生的原因 •绝缘被破坏
•过电压、雷击 •风、雪、鸟、兽等
•绝缘老化、污染
•设计、安装、维护不当，人为因素
•三、产生的危害
•引起发热：10~20倍额定电流，达几万甚至几十万安 •引起电动力效应：传导体变形甚至损坏—机械稳定性 •引起网络中电压降落 •使稳定性遭到破坏 •短路可能干扰通信系统
•三、措施
•限制短路电流（加电抗器） •继电保护快切 •结线方式 •设备选择
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电力系统分析基础(第七章)n
电力系统分析基础(第七 章)n
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2020/11/27
电力系统分析基础(第七章)n
•电力系统故障分析的主要内容
•在电专业课中——电力系统故障分析
•三相短路电流分析与计算 •同步发电机突然三相短路分析 •电力系统三相短路的实用计算 •对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路 •不对称故障的分析与计算 •复故障的分析与计算
•2、高压电网只计及电抗,当RdΣ< XdΣ/3时,忽略RdΣ
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电力系统分析基础(第七章)n
•二、各元件统一基准值电抗标幺值计算
•在第二章中，将额定值下的标幺值归算到统一基准值下的标幺值
•在短路计算中，一般采用近似计算法，认为 •额定电压UN =平均电压Upj ，基准电压Uj =Upj •1、同步发电 机 •2、变压器
•x5 • x6
•U1
•U2
•U3
•U4
•x1*j •x2*j •x3*j •x4*j •x5*j •x6*j
•取U4为基本
级
•采用平均电压后简化计算,无需考虑变压器变比归算
•1、发电 机
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•2、变压 器
•3、输电 线
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•2、短路计算点和系统运行方式确定
✓短路点按 ✓运行方式
选择电气设 备整定继电保 护 最大：选择电气设 备最小：校验继电保 护
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idz周期分量（强制分量） Idf非周期分量（自由分量）
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➢如何确定A（楞次定律）
Idf非周期分量出现的物理原因是：电感中电流不能突 变
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•二、产生最大短路全电流的条件 •稳态分量—取决于短路后的电路
•短路全电流 •暂态分量—和短路时刻、短路前运行状态及回 路阻抗有关
•一、计算短路电流的基本假设
•1、以电网的平均电压取代元件的额定电压 •同一电压级中各元件的额定电压可能不一样 •线路首端，升压变压器二次侧高出10% •线路末端，降压变压器一次侧=UB •发电机高出5%
•简化计算——同一电压级中各元件的额定电压相同， 数值上=平均电压，Upj=(1.1UB+UB)/2=1.05UB
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电力系统分析基础(第七章)n
•第二节 无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析
•无限大电源——恒压源（内阻=0） ➢短路不影响电源的U，f（Z=0，U=C，S=∞） ➢实际内阻<短路回路总阻抗10%，即无限个有限源组成
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•3、线路 •4、电抗器
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•
注意：没让UN=Uj
是因为电抗器有时不按额
定电压使用
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•三、具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立(近似法)
•G •Ⅰ •T1
•Ⅱ
•T2
•Ⅲ
•T3 •Ⅳ
•x1
•x2
•x3
• x4
•一、暂态过程分析
•Ua •R
•d(3)
•L
•R’ •L’
•三相短路是对称 故障，可用一相分 析
•Ub •R •L •Uc •R •L
•R’ •L’ •R’ •L’
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➢短路前
•Z
•Z’
•U
➢短路后
一阶常系数线性微分方 程
•R •L •id
•U
•R’ •L’
•要使短路全电流最大——使暂态分量最大（无载，一相过零）
•短路前电路为空载：Im=0
•电压“合闸相 角•Φ”d=απ=0/2，纯电感电 路
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•三、短路冲击电流ich和冲击系数kch •id的最大瞬时值——短路冲击电流ich • 出现在t=T/2时
• kch与R，X的大小有关：R=0时， kch=2； L=0时， kch=1
•四、短路回路总电抗标幺值XdΣ计算
•1、绘制计算电路图 ✓用单相节线图表示—计算电路图 ✓标明各元件额定参数 ✓各元件均按顺序编号
•0.4Ω/km
•6
•15km
•6K V•400A •XR%=4
•4 •3 •1
•27.5MVA •Uk%=7.5
•215MVA
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•37KV •5
•6.3KV •2
•1≤ kch ≤ 2
•发电机母线时kch=1.9， Ich =1.62 Idz •高压电网时kch=1.8， Ich =1.52 Idz
• 不管求ich还是求Ich，只须求得Idz，而求Idz的关键是求由电 源开始到短路点的总阻抗ZdΣ
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•第三节 短路回路总阻抗求取
•本部分内容简介
•介绍故障类型、产生原因及危害 •无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析 •三相短路的实用计算方法 •对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路 •不对称故障的分析与计算
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•第一章 电力系统故障分析的基本知识
•第一节 概述
•一、短路的类型：大多数故障是短路故障 •短路是指：正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接
•1≤ kch ≤ 2
Baidu Nhomakorabea
•发电机母线时kch=1.9， ich =2.7 Idz •高压电网时kch=1.8， ich =2.55 Idz
• ich用于校验电气设备和载流导体的电动力稳定性
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•四、短路全电流最大有效值Ich
• 假设idf的数值在第一个周波内是恒定不变的，t=T/2时值