chap电力系统短路计算学习教案

1、电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地（ 中 性 点 直 接 接 地 系 统 ） 之 间 发 生 通 路(tngl)情况。1 1“短路短路(dunl)”(dunl)”定义定义2 2原因与后果原因与后果 各种因素造成的电气设备和载流导体的绝缘损伤。电力系统故障。第1页/共42页第一页，共43页。 短路电流巨大，使导体严重发热、熔化、绝缘短路电流巨大，使导体严重发热、熔化、绝缘损坏损坏 。 且产生巨大电动力，损坏导体与电器。且产生巨大电动力，损坏导体与电器。产生电弧，损坏元件，烧毁设备。产生电弧，损坏元件，烧毁设备。 感性电流产生较强去磁性电枢反应，降低发电感性电流产生较强去磁性电枢反应，降低发

2、电机端电压。且大电流增大机端电压。且大电流增大(zn d)(zn d)线路电压损耗，线路电压损耗，网络电压下降。网络电压下降。 破坏并列运行同步发电机组间稳定性，发生功破坏并列运行同步发电机组间稳定性，发生功率振荡，使继保误动作导致大面积停电。率振荡，使继保误动作导致大面积停电。 不对称接地短路产生零序电流，对通信线路和不对称接地短路产生零序电流，对通信线路和信号系统产生电磁干扰。信号系统产生电磁干扰。 某些不对称短路会使非故障相产生过电压。某些不对称短路会使非故障相产生过电压。第2页/共42页第二页，共43页。3 3短路短路(dunl)(dunl)类型类型对称短路对称短路(dunl)(dun

3、l)：三相短路：三相短路(dunl)(dunl)不对称不对称(duchn)(duchn)短路：两相短路、单相接地短路、两相接地短路短路：两相短路、单相接地短路、两相接地短路中性点直接接地的高压和超高压电力系统：中性点直接接地的高压和超高压电力系统：单相接地短路故障占单相接地短路故障占90%，其余是各种相间短路。其余是各种相间短路。电压较低输配电网络中：电压较低输配电网络中：单相单相65%；两相接地；两相接地20%；两相短路；两相短路10%；三相三相5%（几率最小，后果最几率最小，后果最 严重严重）。）。中性点不接地系统：中性点不接地系统：相间故障（包括相间接地）。相间故障（包括相间接地）。第3

4、页/共42页第三页，共43页。4 4短路短路(dunl)(dunl)计算的目的和简计算的目的和简化假设化假设 为选择和校验各种电气设备机械稳定性为选择和校验各种电气设备机械稳定性和热稳定性提供依据。和热稳定性提供依据。 为设计和选择发电厂和变电所的电气主为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要接线提供必要(byo)(byo)数据。数据。 合理配置电力系统中各种继保和自动装合理配置电力系统中各种继保和自动装置并正确整定其参数。置并正确整定其参数。第4页/共42页第四页，共43页。 负荷用恒定电抗表示或忽略不计。负荷用恒定电抗表示或忽略不计。 系统元件参数恒定，高压电网不计元件电阻和系统元件

5、参数恒定，高压电网不计元件电阻和导纳，即用纯电抗表示。各发电机电势同相位。导纳，即用纯电抗表示。各发电机电势同相位。 系统除不对称故障处出现系统除不对称故障处出现(chxin)(chxin)局部不对称局部不对称外，其余部分三相对称。外，其余部分三相对称。第5页/共42页第五页，共43页。1 1标幺制与标幺值标幺制与标幺值 把阻抗、导纳、电流、电压等物理量值分别用相应单位把阻抗、导纳、电流、电压等物理量值分别用相应单位如欧姆（如欧姆（）、西门（）、西门（S）、安（）、安（A）、伏（）、伏（V）、伏安（）、伏安（VA）来表示）来表示有名单位制；也可以有名单位制；也可以(ky)把这些物理量值把这些物

6、理量值用没有单位的相对值来表示用没有单位的相对值来表示标幺制。标幺制。标幺制：把各个物理量用标幺值来表示的一种标幺制：把各个物理量用标幺值来表示的一种 运算运算(yn sun)(yn sun)方法。方法。标幺值（标幺值（相对值相对值）=实际值（实际值（任意单位任意单位）基准值（基准值（与实际值同单位与实际值同单位）百分值：百分值：5%6% 30%标幺值：标幺值：0.050.06=0.003 第6页/共42页第六页，共43页。2 2基准值的选择基准值的选择(xunz)(xunz)第7页/共42页第七页，共43页。第8页/共42页第八页，共43页。第9页/共42页第九页，共43页。第10页/共42

7、页第十页，共43页。3 3基准值变化基准值变化(binhu)(binhu)时标幺值的时标幺值的归算归算第11页/共42页第十一页，共43页。第12页/共42页第十二页，共43页。第13页/共42页第十三页，共43页。第14页/共42页第十四页，共43页。2ddLdLL(d)USXZXX实际计算中基准值选取标准：实际计算中基准值选取标准： 只有一台发电机或变压器，可直接取其额定电压、额定只有一台发电机或变压器，可直接取其额定电压、额定功率为基准值；功率为基准值； 元件多，基准功率常取整数，元件多，基准功率常取整数，100或或1000MVA；或选；或选取某一最大容量设备的额定功率，而基准电压则可以

8、取网取某一最大容量设备的额定功率，而基准电压则可以取网络各级额定电压或平均额定电压。络各级额定电压或平均额定电压。第15页/共42页第十五页，共43页。4 4变压器联系的多级电压网络中标变压器联系的多级电压网络中标(zhn bio)(zhn bio)幺值计算幺值计算第16页/共42页第十六页，共43页。变比系数用实际变比（准确变比系数用实际变比（准确(zhnqu)值）值）计算：计算：准准 确确 计计 算算 法法第17页/共42页第十七页，共43页。第18页/共42页第十八页，共43页。 含一个含一个(y )变压器时：变压器时：第19页/共42页第十九页，共43页。 含二个变压器时：含二个变压器

9、时：第20页/共42页第二十页，共43页。第21页/共42页第二十一页，共43页。近近 似似 计计 算算 法法网络平均网络平均(pngjn)额定电压比相应电压级的额定电压额定电压比相应电压级的额定电压高高5%：UavN电网额定电压（所对应网络电网额定电压（所对应网络(wnglu)平均额定电平均额定电压）压）/kV：3（），（），6（），（），10（），（），15（），（），35（37），），110（115），），220（230），），330（345），），500（525）第22页/共42页第二十二页，共43页。变压器的变比用实际变压器的变比用实际(shj)变比计算。变比计算。 第23页/共42

10、页第二十三页，共43页。变压器变压器T1的变比可以用它的变比可以用它所联系两侧的平均额定所联系两侧的平均额定( dng)电压之比，即近似变电压之比，即近似变比代替实际变比。比代替实际变比。 第24页/共42页第二十四页，共43页。第25页/共42页第二十五页，共43页。准确计算法准确计算法（变压器用实际变比）（变压器用实际变比）近似计算法近似计算法（变压器用近似变比）（变压器用近似变比）第26页/共42页第二十六页，共43页。取第段电路(dinl)为基本段。P127 例例4-3 对如图所示输电系统对如图所示输电系统(xtng)，用准确计，用准确计算法和近似计算法分别计算等值网络中各元件标幺值。

11、算法和近似计算法分别计算等值网络中各元件标幺值。第27页/共42页第二十七页，共43页。1. 准确准确(zhnqu)计算法计算法第28页/共42页第二十八页，共43页。各元件电抗各元件电抗(dinkng)(dinkng)的标幺值依次的标幺值依次为：为：第29页/共42页第二十九页，共43页。第30页/共42页第三十页，共43页。第31页/共42页第三十一页，共43页。2. 近似计算法近似计算法第32页/共42页第三十二页，共43页。各元件各元件(yunjin)(yunjin)电抗的标幺值依次电抗的标幺值依次为：为：第33页/共42页第三十三页，共43页。1 1“无限大无限大”功率功率(gngl

12、)(gngl)电源概电源概念念“无限大无限大”电源：电源：S=S=，Z=0Z=0，UmUm一定。一定。外阻抗相对于电源内阻抗大得多，由短路引起的电源送出功率的变化远小于电源外阻抗相对于电源内阻抗大得多，由短路引起的电源送出功率的变化远小于电源所具有的功率，电源电压的幅值和频率不会发生所具有的功率，电源电压的幅值和频率不会发生(fshng)(fshng)可察觉的变化。可察觉的变化。近似条件：等值电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的近似条件：等值电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%10%5%10%。 第34页/共42页第三十四页，共43页。2 2三相短路三相短路(dunl)(dunl)的暂态过程的暂态

13、过程分析分析）（tUdtdiLRimaasinnppaiii全全 解：解：第35页/共42页第三十五页，共43页。aTtpmmpmaeIIIisinsintsin0）（）（）（i0：短路前电流在时间轴投影。：短路前电流在时间轴投影。ip0：短路后电流周期：短路后电流周期(zhuq)分量在时间轴投影。分量在时间轴投影。I p m ： 短 路： 短 路(dunl)电流周电流周期分量幅值。期分量幅值。I m ： 短 路： 短 路(dunl)前稳态前稳态电流幅值。电流幅值。000papiii流过电感的电流不能突变流过电感的电流不能突变第36页/共42页第三十六页，共43页。3 3短路短路(dunl)(

14、dunl)冲击电流冲击电流最严重短路情况下的短路电流最大瞬时值，最严重短路情况下的短路电流最大瞬时值，ish，校验，校验(xio yn)电气设备和载流导体在短路时的动稳定性。电气设备和载流导体在短路时的动稳定性。pmimshIKi Kim：冲击(chngj)系数，常取要求非周期电流有最大初值。要求非周期电流有最大初值。第37页/共42页第三十七页，共43页。4 4短路短路(dunl)(dunl)全电流有效值全电流有效值第38页/共42页第三十八页，共43页。5 5短路功率短路功率(gngl)(gngl)（短路容量）（短路容量）校验校验(xio yn)(xio yn)断路器的切断断路器的切断能力。能力。第39页/共42页第三十九页，共43页。P135 例例4-4 某变压器由无限大功率电源供电。当某变压器由无限大功率电源供电。当在在K点发生三相短路时，试计算短路电流周期分量、点发生三相短路时，试计算短路电流周期分量、冲击冲击(chngj)电流及短路功率。（取电流及短路功率。（取Ksh）第40页/共42页第四十页，共43页。第41页/共42页第四十一页，共43页。感谢您的观看(gunkn)！第42页/共42页第四十二页，共43页。