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文档简介

1、任务三 简单不对称短路的分析学科电力系统分析学习主题简单不对称短路的分析设计者张彬所属单位内蒙古机电职业技术学院教学目标(一)知识目标1. 了解电力系统各序网络的制定2. 掌握简单不对称短路的分析知识(二) 技能训练目标1. 能够制定电力系统各序网络2. 能够分析简单不对称短路(三) 过程与方法目标1. 培养学生的分析能力、动手能力2. 利用所学知识解决实际问题的能力(四) 情感目标1. 激发学生对电力相关专业课程的学习热情知识体系一般案例用等值的纯电抗代表负荷精讲案例简单不对称短路的分析内容分析简单不对称短路的分析:1、 电力系统各序网络的制定如前所述,应用对称分量法分析计算不对称故障时,首

2、先必需做出电力系统的各序网络。为此,应根据电力系统的接线图、中性点接地情况等原始资料,在故障点分别施加各序电势,然后逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件,都必须包括在该序网络中,并用相应的序参数和等值电路表示,根据上连原则,我们结合图9-21来说明各序网络的制订。1.正序网络正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗,空载线路(不计导纳)以及空载变压器(不计励磁电流)外,电力系统各元件均应包括在正序网络中,并且用相应的正序参数和等值电路表示。例如,图9-21(b)所示的正序网络就不包括空载的线路L-3和变压器T-3。所有同步发电机和调相机,以及个别的必须用

3、等值电源支路表示的综合负荷,都是正序网络中的电源。此外还须在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的正序分量。正序网络中的短路点用表示,零电位点用表示。从即故障端口看正序网络,它是一个有源网络,可以用戴维宁定理简化成图9-21(c)的形式。图9-21 正序,负序网络的制定 (a)电力系统接线图;(b)、(c)正序网络;(d)(e)负序网络2.负序网络负序电流能流通的元件与正序电流的相同,但所有电源的负序电势为零。因此把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替,并令电源电势等于零,而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量,便得到负序网络。如图9-21(d)所示。负序网络中的短路点用表示

4、,零电位点用表示。从端口看进去,负序网络是一个无源网络。经化简后的负序网络示于图9-21(e)。3.零序网络在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时,由于三相零序电流大小及相位相同,它们必须经过大地,架空地线等才能构成通路,而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。为了更清楚地看到零序电流流通的情况,在图9-22(a)中,画出了电力系统三相接线图,图中箭头表示零序电流流通的方向。相应的零序网络也画在同一图上。比较正,负序网络中,但因变压器T-4中性点未接地,不能零序电流,所以他们不包括在零序网络中,相反,线路L-3和变压器T-3因为空载不能流通正,负序电流而不包括在正,负

5、序网络中,但因变压器T-3中性点接地,故L-3和T-3能流通零序电流,所以他们应包括在零序网络中,如图9-22(b)所示。从故障端口看零序网络,也是一个无源网络。简化后的零序网络示于图9-22(c)。 图9-22零序网络的制订(a)零序电流的通路;(b)、(c)零序网络2、 简单不对称短路的分析应用对称分量法分析各种简单不称称短路时。都可以写出各序网给故障点的电压方程式.当网络的各元件都只用电抗表示时,方程式可以写成 (9-37) 这三个方程式包含了6个未知量。因此,还须根据不对称短路的具体边界条件写出另外三个方程式,才能进行求解。下面我们对各种简单不对称短路逐个进行分析 1.单相接地短路图9

6、-23 a相接地短路我们以a相接地短路为例来分析,故障处的三个边界条件(见图9-23)为用序分量表示为经过整理后便得到用序分量表示的边界条件为 (9-38)联立求解方程组(9-37)及方程组(9-38)可得 (9-39)式(9-39)是单相短路计算的关键公式,短路电流的正序分量一经算出,根据边界条件式(9-38)和式(9-37),即能确定短路点电流和电压的各序分量 (9-40)电压和电流的各序分量,也可以直接应用复合序网来求得。根据故障处各序分量之间的关系,将各序网络在故障端口连接起来所构成的网络称为复合序网。与a相短路的边界条件式(9-38)相适应的复合序网示于图9-24.用复合序网进行计算

7、,可以得到与上而完全相同的结果。利用对称分量的合成算式,可得短路点故障相电流为 (9-41)短路点非故障相的对地电压(9-42)选取正序电流作为参考相量,可以做出短路电流和电压相量图,如图9-24所示。图中和都与方向、大小相等,比超前90°,而和都要比落后90°图9-24 a相短路的复合序网图9-25 a相接地短路时短路的电流、电压相量图2. 两相短路图9-26 b、c两相短路我们以b相和c相短路为例来分析,如图9-26所示。故障处的三个边界条件为(9-43)用对称分量表示为整理后可得(9-44)根据这些条件,我们可以组成其复合序网,如图9-27所示。因为零序电流等于零,所

8、以复合序网中没有零序网络利用这个复合序网可以求出 (9-45 )以及(9-46)短路点故障相的电流为(9-47)B、c两相电流大小相等,方向相反。它们的绝对值为(9-48)短路点各相对地电压为(9-49)图9-27 b、c两相短路的复合序网图9-28 b、c两相短路时短路处电流、电压相量图b、c两相短路时,故障点的电流和电压相量图示于9-28。3.两相短路接地图9-29 b、c两相短路接地以b、c两相短路接地为例来分析,故障处的情况示于图9-29。故障处的三个边界条件为这些条件同单相短路的边界条件极为相似,只要把a相短路边界条件式中的电流换为电压,电压换为电流就可以了。即(9-50)根据边界条

9、件组成的复合序网示于图9-30.由图可得(9-51)以及 (9-52)短路点故障相的电流为 (9-53)根据上式可以求得两相短路接地时故障相电流绝对值为 (9-54)短路点非故障相电压为 (9-55)如图9-30所示b、c两相短路接地时故障点的电流和电压 相量图。作图时,仍以正序电流作为参考量,和同的方向相反。a相三个序电压都相等,且比超前90°图9-30b、c两相短路接地的复合序网图9-31 b、c两相短路接地时断路处的电流、电压相量图以上的分析方法同样适用于其他相发生不对称短路的情况,分析结果也与上面类似,例如,当b相发生接地短路时,则以b相为基准相,序分量分别为及用它们去代普式(9-39)、式(9-45)中相应的序分量即可。四、正序等效定则以上所得的三种简单不对称短路时短路电流正序分量的算(9-39)、式(9-45)和式(9-51)可以统一写成(9-56)式中为附加电抗,其值随短路的型式不同而不同,上角标(n)代表短路类型,即单相短路时,;两相短路时,两相短路接地时,式(9-56)表明了一个很重要的概念:在简单不对称短路的情况下短路点电流的正序分量,与在短路点每一相中加入附加电抗x”而发生三相短路时的电流相等。这个概念称为正序等效定则,构成的网络称正增广网络。根据以上的讨论,可以得到一个讨论:简单不对称短路电流的计算,归根结底,不外乎先求出系统对短路点的负序和

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