电力系统故障分析(ppt80页).pptx

G*(
N
)
S S
B N
２．变压器：铭牌给出额定电压UN、额定容量SN、短路电压百 分数Us%（Uk%、Ud%）。
X T*(B)
Us% 100
U U
N B
2
S S
B N
Us% 100
S S
B N
３．电抗器：铭牌给出额定电压UN、额定电流IN、电抗电压百
分数XR%。X R*(B)
UR% 100
U U
N B
6kV 0.3kA xR%=5
2.5km x=0.08/km
解：取： SB 100MVA , U B U av
发电机： X1
X G*(N )
SB SN
0.26 100 0.867 30
E 11 1.048
10.5
变压器T-1：
X2
Us% SB 100 S N
0.105 100 0.333 31.5
第二节 三相短路
一、次暂态短路电流（短路电流周期分量起始值）实用计算
电力系统计算时，必须取统一的基准值。
X *(B)
X
SB
U
2 B
对电抗X：
则：
X *(N )
X
SN
U
2 N
X *(B)
X
*(
N
)
U U
N B
2
S S
B N
X
*(
N
)
U U
N B
I I
B N
四、变压器联系的不同电压等级网络中各元件参数标幺值的计算 １．准确计算法
选定电网功率基准值SB和基本电压级的电压基准值UB。 方法１：各元件参数的有名值归算至基本电压级，以SB和UB求 各元件标幺值。 方法２：由基本电压级的电压基准值UB，按连接不同电压等级 的变压器的实际变比，计算出其它各电压等级的电压基准值，各 元件参数无需归算至基本电压级，直接以SB和其所在电压等级的 电压基准值，换算到标幺值。 推荐使用方法２
系统短路前：Ua U msin(t )
Ia 0 I m 0 sin(t 0 )
系统短路后：
Ria
L dia dt
U msin(t )
t
ia I msin(t ) Ce Ta
短路后电感电流不能突变C I m 0sin( 0 ) I msin( ) t ia I msin(t ) [I m 0 sin( 0 ) I msin( )]e Ta
第一节 标幺制
一、标幺值 定义： 标幺值＝有名值（有单位的物理量） 基准值（与有名值同单位）
R*
R ZB
X*
X ZB
P*
P SB
Q*
Q SB
S*
S SB
U*
U UB
I*
I IB
Y*
Y YB
二、基准值的选取
选定的各基准值之间应符合各种三相电路定律：
如：
U 3ZI U B 3Z B I B
S 3UI S B 3U B I B
9.164 0.3
1.455
6kV电缆：
X6
xl SB
U
2 B
100 0.08 2.5
6.32
0.504
G
E=1.048 0.867
T1 0.333
L1 0.242
T2
R
L2
0.7
1.455
0.504
无限大系统三相短路
无限大系统特点
理想电压源：短路Baidu Nhomakorabea后电源电压不变，无内阻抗，无频率变 化，无限容量。
YYBZ1Z1B
前两式相除：U* Z*I*
S* U*I* 类似单相电路
只需选择两个基准值：SB (MVA)、UB (kV)
则：
IB
SB 3U B
( kA)
三、基准值改变时标幺值的换算
ZB
UB
U
2 B
3I B SB
()
电力系统各电气设备的阻抗参数是以其本身额定值为基准 值的标幺值（或百分值）。
则：电网中各电压等级的电压基准值为各自的平均额定电压。
对发电机的分析我们得知，采用现在通用的方法，发电机 的各种电抗只有采用标么值才符合其理论基础，所以凡涉及发 电机电抗时，必须采用标么值计算。
在短路时，我们知道电网电压主要取决于短路种类和距离 短路点的电气距离，所以在短路计算中，采用标么值近似计算 法。
110kV线路：
X3
xl S B
U
2 B
0.4 80 100 1152
0.242
变压器T-2：
X4
Us% 100
SB SN
0.105 100 0.7 15
电抗器： I B3
SB 3U B3
100 9.164kA 3 6.3
X5
UR% 100
U U
N B
IB IN
0.05
6 6.3
又由于短路电流远远远远大于对地支路功率造成的电流， 故对地支路忽略。
高压电网电阻远小于电抗，高压电网电阻忽略。
系统主要元件的电抗标么值计算方法（≈后为近似计算法）
１．发电机：铭牌给出额定电压UN、额定容量SN、以额定值为 基准值的电抗标幺值。
X G*(B)
X
G*(
N
)
U U
N B
2
S S
B N
X
在工程计算中：
冲击电流： iM K M 2I "
（KM：冲击系数，一般取KM=1.8~1.9） 当短路发生在大容量发电机（12MW以上）供电的母线上，
KM=1.9；当短路发生在其它地点，则KM=1.8 最大有效值电流：
K M 1.9
I M 1.62I "
K M 1.8
I M 1.52I "
I I
B N
４．线路：一般已知单位长度的电抗x，线路长度l。
X L*
xl S B
U
2 B
例：用近似计算法求如图电力系统的等值电路的参数标幺值。
G
T1
L1
T2
R
L2
30MVA 10.5kV x=0.26 E=11kV
31.5MVA 10.5/121kV Us%=10.5
80km x=0.4/km
15MVA 110/6.6kV Us%=10.5
短路前空载， 0 900 时发生短路，非周 期分量起始值达到最大值 I非 Im 0
短路前空载， 0 00 时发生短路，非周
期分量起始值达到最小值 I非 0
冲击电流和最大有效值电流：
短路前后，交流电流瞬时值一般不同，而电感元件电流不 能突变。则短路后电路应感应出短路电流非周期分量，该分量 按指数衰减。非周期分量起始值越大，短路电流总电流瞬时值 越大。非周期分量起始值最大情况下的最大瞬时值电流，我们 称为短路冲击电流；其全电流在以冲击电流为中心的一个周期 内的有效值，我们称之为最大有效值电流。
２．近似计算法
忽略变压器的实际变比，假定变压器的变比为各电压等级的 平均额定电压之比。
各电压等级的平均额定电压： （约为电网额定电压的1.05倍）
电网额定电压（kV） 3 6 10 35 110 220 330 500
平均额定电压（kV） 3.15 6.3 10.5 37 115 230 345 525