第7章 电力系统短路分析PPT课件
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2. 迅速将发生短路的部分与系统其他部分隔离开 来，使无故障部分恢复正常运行。
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1．短路电流的计算目的
➢ （1）为选择和校验各种电气设备的动稳定性和热稳定性提 供依据。
➢ （2）为设计和选择发电厂和变电站的电气主接线提供必要 的数据。
➢ （3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正 确整定其参数提供可靠的依据。
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一、短路的原因及其后果
1．发生短路的原因
（1）电气设备及载流导体因绝缘老化、机械损伤、雷击过 电压造成的绝缘损坏；
（2Βιβλιοθήκη Baidu运行人员违反安全规程误操作，如带负荷拉隔离刀闸 ，设备检修后遗忘拆除临时接地线而误合刀闸等均会造成短 路；
（3）电气设备因设计、安装及维护不良所导致的设备缺陷 引发的短路；
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第一节 电力系统短路故障
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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第一节 电力系统短路故障
短路的概念
所谓短路，是指电力系统除正常情况以外的一切 相与相之间或相与地之间的“短接”。
在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或 相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破 坏而产生了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。
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表7-1列出了各种短路的示意图和代表符号。
各种类型短路事故所占的比例，则与电压等级、中性点 接地方式等有关。
在中性点接地的高压和超高压电力系统中，以单相接地 （短路）所占的比例最高，约占全部断路故障的90%。
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表7-1 各种短路的示意图和代表符号
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表7-2为我国某220kV电力系统自1961年至1977年 间短路故障的统计数据。
（4）鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雹等自然灾 害也会造成短路。
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➢ 短路对电力系统正常运行和电气设备有很大的危 害。
在发生短路时，由于供电回路的阻抗减小以及 突然短路时的暂态过程，使短路点及其附近设备 流过的短路电流值大大增加，可能超过该回路额 定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离愈近 （即阻抗愈小），短路电流愈大。
（3）系统除去不对称故障出现局部不对称外，其余部分 是三相对称的。
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第二节 标幺值
一、标幺制 二、基准值的选取 三、不同基准标幺值之间的换算 四、不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算
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一、标幺制
所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一 种运算方法。其中标幺值定义为物理量的实际值（有 名值）与所选定的基准值之间的比值，即
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2．短路电流造成的后果
（1）短路电流的热效应会使设备发热急剧增加， 可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；
（2）短路电流将在电气设备的导体间产生很大的 电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；
（3）短路电流基本上是电感性电流，它将产生较 强的去磁性电枢反应，从而使发电机的端电压下 降，同时短路电流流过线路使其电压损失增加。
（6）不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近 的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其 正常工作，甚至危及设备和人身安全。
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二、短路的类型
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相 短路、两相接地短路及单相接地短路。 三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此， 三相电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。 其余几种类型的短路，因系统的三相对称结构遭到 破坏，网络中的三相电压、电流不再对称，故称为不 对称短路。
⑧WL2单独运行，T1单独运行； ⑨WL2单独运行，T2单独运行。
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➢ 在实际短路计算中，为了简化计算，通常采用一些简化 假设，其中主要包括：
（1）负荷用恒定电抗表示或者忽略不计；
（2）认为系统中各元件参数恒定，在高压网络中不计元 件电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统 中各发电机的电势同相位，从而避免了复数运算；
最大运行方式是指投入运行的电源容量最大，系统的等值阻抗 最小，发生故障时，短路电流为最大的运行方式。
最小运行方式是指系统投入运行的电源容量最小，系统的等值 阻抗最大，发生故障时，短路电流为最小的运行方式
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➢ 如图7-1所示。
图7-1 系统运行方式示意图 ①WL1、WL2并联运行，T1、T2并联运 行，这时短路阻抗最小，短路电流最大； ②③④W W WLLL121单 单 、独独W运运L2行行并，，联TT运11、、行，TT22T并 并1单联 联独运 运运行 行行； ；；⑤ ⑥ ⑦W W WLLL111、单 单W独 独L运 运2并行行联，，运TT12行单单，独独T运运2行单行；独；运行；
因而短路时会造成系统电压大幅度下降，短路点 附近电压下降得最多，严重影响电气设备的正常 工作；
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（4）严重的短路可导致并列运行的发电厂失去 同步而解列，破坏系统的稳定性，造成大面积 的停电。这是短路所导致的最严重的后果；
（5）不对称短路将产生负序电流和负序电压而 危机机组的安全运行，如汽轮发电机长期允许 的负序电压一般不超过额定电压的8%-10%， 异步电动机长期允许的负序电压一般不超过额 定电压的2%-5%；
另据统计，在电压较低的输配电网络中，单相短路 约占65%，两相接地短路约占20%，两相短路约占 10%，三相短路仅占5%左右。
表7-2 某220kV中性点直接接地电力系统短路故障数据
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三、短路计算的目的和简化假设
为减少短路故障对电力系统的危害:
1. 必须采用限制短路电流的措施，合理设计电网 ，如在线路上装设电抗器；
电力工程基础
主讲：
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整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
第7章 电力系统短路计算
第一节 电力系统短路故障 第二节 标幺值 第三节 无限容量系统三相短路电流计算 第四节 有限容量系统三相短路电流的实用计算 第五节 不对称短路故障的分析计算 第六节 电动机对短路冲击电流的影响 第七节 低压电网短路电流计算
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1．短路电流的计算目的
➢ （1）为选择和校验各种电气设备的动稳定性和热稳定性提 供依据。
➢ （2）为设计和选择发电厂和变电站的电气主接线提供必要 的数据。
➢ （3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正 确整定其参数提供可靠的依据。
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一、短路的原因及其后果
1．发生短路的原因
（1）电气设备及载流导体因绝缘老化、机械损伤、雷击过 电压造成的绝缘损坏；
（2Βιβλιοθήκη Baidu运行人员违反安全规程误操作，如带负荷拉隔离刀闸 ，设备检修后遗忘拆除临时接地线而误合刀闸等均会造成短 路；
（3）电气设备因设计、安装及维护不良所导致的设备缺陷 引发的短路；
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第一节 电力系统短路故障
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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第一节 电力系统短路故障
短路的概念
所谓短路，是指电力系统除正常情况以外的一切 相与相之间或相与地之间的“短接”。
在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或 相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破 坏而产生了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。
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表7-1列出了各种短路的示意图和代表符号。
各种类型短路事故所占的比例，则与电压等级、中性点 接地方式等有关。
在中性点接地的高压和超高压电力系统中，以单相接地 （短路）所占的比例最高，约占全部断路故障的90%。
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表7-1 各种短路的示意图和代表符号
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表7-2为我国某220kV电力系统自1961年至1977年 间短路故障的统计数据。
（4）鸟兽跨接在裸露的载流部分以及风、雪、雹等自然灾 害也会造成短路。
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➢ 短路对电力系统正常运行和电气设备有很大的危 害。
在发生短路时，由于供电回路的阻抗减小以及 突然短路时的暂态过程，使短路点及其附近设备 流过的短路电流值大大增加，可能超过该回路额 定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离愈近 （即阻抗愈小），短路电流愈大。
（3）系统除去不对称故障出现局部不对称外，其余部分 是三相对称的。
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第二节 标幺值
一、标幺制 二、基准值的选取 三、不同基准标幺值之间的换算 四、不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算
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一、标幺制
所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一 种运算方法。其中标幺值定义为物理量的实际值（有 名值）与所选定的基准值之间的比值，即
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2．短路电流造成的后果
（1）短路电流的热效应会使设备发热急剧增加， 可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；
（2）短路电流将在电气设备的导体间产生很大的 电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；
（3）短路电流基本上是电感性电流，它将产生较 强的去磁性电枢反应，从而使发电机的端电压下 降，同时短路电流流过线路使其电压损失增加。
（6）不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近 的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其 正常工作，甚至危及设备和人身安全。
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二、短路的类型
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相 短路、两相接地短路及单相接地短路。 三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此， 三相电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。 其余几种类型的短路，因系统的三相对称结构遭到 破坏，网络中的三相电压、电流不再对称，故称为不 对称短路。
⑧WL2单独运行，T1单独运行； ⑨WL2单独运行，T2单独运行。
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➢ 在实际短路计算中，为了简化计算，通常采用一些简化 假设，其中主要包括：
（1）负荷用恒定电抗表示或者忽略不计；
（2）认为系统中各元件参数恒定，在高压网络中不计元 件电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统 中各发电机的电势同相位，从而避免了复数运算；
最大运行方式是指投入运行的电源容量最大，系统的等值阻抗 最小，发生故障时，短路电流为最大的运行方式。
最小运行方式是指系统投入运行的电源容量最小，系统的等值 阻抗最大，发生故障时，短路电流为最小的运行方式
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➢ 如图7-1所示。
图7-1 系统运行方式示意图 ①WL1、WL2并联运行，T1、T2并联运 行，这时短路阻抗最小，短路电流最大； ②③④W W WLLL121单 单 、独独W运运L2行行并，，联TT运11、、行，TT22T并 并1单联 联独运 运运行 行行； ；；⑤ ⑥ ⑦W W WLLL111、单 单W独 独L运 运2并行行联，，运TT12行单单，独独T运运2行单行；独；运行；
因而短路时会造成系统电压大幅度下降，短路点 附近电压下降得最多，严重影响电气设备的正常 工作；
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（4）严重的短路可导致并列运行的发电厂失去 同步而解列，破坏系统的稳定性，造成大面积 的停电。这是短路所导致的最严重的后果；
（5）不对称短路将产生负序电流和负序电压而 危机机组的安全运行，如汽轮发电机长期允许 的负序电压一般不超过额定电压的8%-10%， 异步电动机长期允许的负序电压一般不超过额 定电压的2%-5%；
另据统计，在电压较低的输配电网络中，单相短路 约占65%，两相接地短路约占20%，两相短路约占 10%，三相短路仅占5%左右。
表7-2 某220kV中性点直接接地电力系统短路故障数据
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三、短路计算的目的和简化假设
为减少短路故障对电力系统的危害:
1. 必须采用限制短路电流的措施，合理设计电网 ，如在线路上装设电抗器；
电力工程基础
主讲：
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1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
第7章 电力系统短路计算
第一节 电力系统短路故障 第二节 标幺值 第三节 无限容量系统三相短路电流计算 第四节 有限容量系统三相短路电流的实用计算 第五节 不对称短路故障的分析计算 第六节 电动机对短路冲击电流的影响 第七节 低压电网短路电流计算