船舶交流电力系统的短路计算课件

第三章船舶交流电力系统的短路计算第三章1第一节概迹在船舶电力系统实际运行中丶短路故障难以避免’绝缘的自然老仁丶机械损伤丶战斗与误操作等都可能造成短路的发生。·当船舶电力系统中主母线附近发生短路时,将出现比正常值大许多的短路电流系统短路阻抗与短路点的位置有尖’短路点距离电源越近则系统总阻抗就越小,短路电流值也就越大。短路所经历的时间很短,强大的短路电流所产生的机械应力和热效应,也能使发电机及其它设备破坯短路电流还会使电网电压大幅度降低,使设备的工作受到影响,以致使正在运转的电动机停止运转第一节概迹2船舶电力糸统短路计算的目的·校验所选用的开尖电器(如断路器)的短路接通能力和短路分断能力。校验总线等器件的电动力稳定性·校验所选电气设备(如开母线)的热稳定性。为电力系统选择性保护的设计和整定提供依据。·确定是否需要釆取必要的限流措施。船舶电力糸统短路计算的目的3短路可分为单相接地短路(中性点直接接地系统)两相相间短路丶两相两点接地短路和三相短路。陆地上电力系统因采用架空线路且都是中性点直接接地系统·发生单相接地短路的故障率最高。船舶电力系统大多采用三相绝缘系统,故发生三相对称短路的故障率最大短路可分为单相接地短路(中性点直接接地系统)4交流糸统典型短路电流计算方法lEClEEEANSI·这些方法都离不开电机的基本理论,因此它们在本质上并没有很大的差别,只是对发电机短路电流交流分量衰减的处里’电动机馈送短路电流短路电流的合成方法以及计算精度有所不同而已。交流糸统典型短路电流计算方法5本章以C(国际电工协会)第363号出版物规定的标准为基础制定的计算为主要介绍内容该方法较全面地考虑了短路电流在次瞬时(超瞬变)过程中的衰减’考虑了外部线路阻抗对时间常数的影响·因此比较接近船舶交流电力糸统短路的实际过程’是一种较精确的短路计算方法,特别是在邻近主配电盘处发生短路时计算结果最为精确在计算远离主配电盘的短路电流时·其计算结果俑大,实际上我们所矢心的重点是邻近主配电盘那些短路点的短路电流值,因为这些短路电流数值大丶电器设备多、影响面大;而远点的计算结果偏大’对实际选择电器及保护整定不会造成太大问题本章以C(国际电工协会)第363号出版物规定的标准为基6船舶交流电力系统的短路计算课件7当合上开尖SW时,”无限大电源容量”电力系统发生短路·其瞬时过程可以用微分方程式来描遽,即e()=Ri()+(根据e=√2Esin(aw+0),先求得式(1)的通解再根据初始条件t=0时’i=0,求得j(的特解,即i()=√2lsin(o+-a)-√2/sin(O-)em式中1为短路电流交流分量有效值(A)E为电源电动势有效值(V)上tang为时间常数()?为角速度(rads)?为频率(Hz)?为短路瞬间电压相位角(合闸相位角)(rad)q=arctan为短路电路功率因子角(rad)当合上开尖SW时,”无限大电源容量”电力系统发生短路·其瞬时8由式(2)可看岀’交流电路的短路电流由稳态交流分量(即周期分量iac)和直流分量(即非周期分量idc)两部分组成。直流分量随时间而衰减,交流分量与直流分量合成三相短路全电流’其为非对称短路电流。短路电流的波形如图2所示。m(0正常狀態暫態過程定狀態2無限電源容量電力系統短路電流波形由式(2)可看岀’交流电路的短路电流由稳态交流分92短路电流交流分量式(2)右边第一项为短路电流交流分量,即)=√2lsin(ax+O-q)以式(3)和图2波形中看出(1)交流分量是一个稳态值,是正弦交变的周期函数,其最大值为√2(2)短路瞬间(t=0)短路电流的交流分量(即短路周期分量初始值)为in(O=√2lsin(O-g)式中看出,其值取决于、Q和?值(3)发生短路后’各不同时间短路的电流交流分量瞬间值不同当sin(?+2?)=?1时,其值最大icm=t√2I最大值发生在of+处,当k=0,1,2,3,……时出现。2短路电流交流分量10船舶交流电力系统的短路计算课件11船舶交流电力系统的短路计算课件12船舶交流电力系统的短路计算课件13船舶交流电力系统的短路计算课件14船舶交流电力系统的短路计算课件15船舶交流电力系统的短路计算课件16船舶交流电力系统的短路计算课件17船舶交流电力系统的短路计算课件18船舶交流电力系统的短路计算课件19船舶交流电力系统的短路计算课件20船舶交流电力系统的短路计算课件21船舶交流电力系统的短路计算课件22船舶交流电力系统的短路计算课件23船舶交流电力系统的短路计算课件24船舶交流电力系统的短路计算课件25船舶交流电力系统的短路计算课件26船舶交流电力系统的短路计算课件27船舶交流电力系统的短路计算课件28船舶交流电力系统的短路计算课件29船舶交流电力系统的短路计算课件30船舶交流电力系统的短路计算课件31船舶交流电力系统的短路计算课件32船舶交流电力系统的短路计算课件33船舶交流电力系统的短路计算课件34船舶交流电力系统的短路计算课件35船舶交流电力系统的短路计算课件36船舶交流电力系统的短路计算课件37船舶交流电力系统的短路计算课件38船舶交流电力系统的短路计算课件39船舶交流电力系统的短路计算课件40船舶交流电力系统的短路计算课件41船舶交流电力系统的短路计算课件42船舶交流电力系统的短路计算课件43船舶交流电力系统的短路计算课件44船舶交流电力系统的短路计算课件45船舶交流电力系统的短路计算课件46船舶交流电力系统的短路计算课件47船舶交流电力系统的短路计算课件48船舶交流电力系统的短路计算课件49船舶交流电力系统的短路计算课件50船舶交流电力系统的短路计算课件51船舶交流电力系统的短路计算课件52船舶交流电力系统的短路计算课件53船舶交流电力系统的短路计算课件54船舶交流电力系统的短路计算课件55船舶交流电力系统的短路计算课件56船舶交流电力系统的短路计算课件57船舶交流电力系统的短路计算课件58船舶交流电力系统的短路计算课件59船舶交流电力系统的短路计算课件60船舶交流电力系统的短路计算课件61船舶交流电力系统的短路计算课件62船舶交流电力系统的短路计算课件63船舶交流电力系统的短路计算课件64第三章船舶交流电力系统的短路计算第三章65第一节概迹在船舶电力系统实际运行中丶短路故障难以避免’绝缘的自然老仁丶机械损伤丶战斗与误操作等都可能造成短路的发生。·当船舶电力系统中主母线附近发生短路时,将出现比正常值大许多的短路电流系统短路阻抗与短路点的位置有尖’短路点距离电源越近则系统总阻抗就越小,短路电流值也就越大。短路所经历的时间很短,强大的短路电流所产生的机械应力和热效应,也能使发电机及其它设备破坯短路电流还会使电网电压大幅度降低,使设备的工作受到影响,以致使正在运转的电动机停止运转第一节概迹66船舶电力糸统短路计算的目的·校验所选用的开尖电器(如断路器)的短路接通能力和短路分断能力。校验总线等器件的电动力稳定性·校验所选电气设备(如开母线)的热稳定性。为电力系统选择性保护的设计和整定提供依据。·确定是否需要釆取必要的限流措施。船舶电力糸统短路计算的目的67短路可分为单相接地短路(中性点直接接地系统)两相相间短路丶两相两点接地短路和三相短路。陆地上电力系统因采用架空线路且都是中性点直接接地系统·发生单相接地短路的故障率最高。船舶电力系统大多采用三相绝缘系统,故发生三相对称短路的故障率最大短路可分为单相接地短路(中性点直接接地系统)68交流糸统典型短路电流计算方法lEClEEEANSI·这些方法都离不开电机的基本理论,因此它们在本质上并没有很大的差别,只是对发电机短路电流交流分量衰减的处里’电动机馈送短路电流短路电流的合成方法以及计算精度有所不同而已。交流糸统典型短路电流计算方法69本章以C(国际电工协会)第363号出版物规定的标准为基础制定的计算为主要介绍内容该方法较全面地考虑了短路电流在次瞬时(超瞬变)过程中的衰减’考虑了外部线路阻抗对时间常数的影响·因此比较接近船舶交流电力糸统短路的实际过程’是一种较精确的短路计算方法,特别是在邻近主配电盘处发生短路时计算结果最为精确在计算远离主配电盘的短路电流时·其计算结果俑大,实际上我们所矢心的重点是邻近主配电盘那些短路点的短路电流值,因为这些短路电流数值大丶电器设备多、影响面大;而远点的计算结果偏大’对实际选择电器及保护整定不会造成太大问题本章以C(国际电工协会)第363号出版物规定的标准为基70船舶交流电力系统的短路计算课件71当合上开尖SW时,”无限大电源容量”电力系统发生短路·其瞬时过程可以用微分方程式来描遽,即e()=Ri()+(根据e=√2Esin(aw+0),先求得式(1)的通解再根据初始条件t=0时’i=0,求得j(的特解,即i()=√2lsin(o+-a)-√2/sin(O-)em式中1为短路电流交流分量有效值(A)E为电源电动势有效值(V)上tang为时间常数()?为角速度(rads)?为频率(Hz)?为短路瞬间电压相位角(合闸相位角)(rad)q=arctan为短路电路功率因子角(rad)当合上开尖SW时,”无限大电源容量”电力系统发生短路·其瞬时72由式(2)可看岀’交流电路的短路电流由稳态交流分量(即周期分量iac)和直流分量(即非周期分量idc)两部分组成。直流分量随时间而衰减,交流分量与直流分量合成三相短路全电流’其为非对称短路电流。短路电流的波形如图2所示。m(0正常狀態暫態過程定狀態2無限電源容量電力系統短路電流波形由式(2)可看岀’交流电路的短路电流由稳态交流分732短路电流交流分量式(2)右边第一项为短路电流交流分量,即)=√2lsin(ax+O-q)以式(3)和图2波形中看出(1)交流分量是一个稳态值,是正弦交变的周期函数,其最大值为√2(2)短路瞬间(t=0)短路电流的交流分量(即短路周期分量初始值)为in(O=√2lsin(O-g)式中看出,其值取决于、Q和?值(3)发生短路后’各不同时间短路的电流交流分量瞬间值不同当sin(?+2?)=?1时,其值最大icm=t√2I最大值发生在of+处,当k=0,1,2,3,……时出现。2短路电流交流分量74船舶交流电力系统的短路计算课件75船舶交流电力系统的短路计算课件76船舶交流电力系统的短路计算课件77船舶交流电力系统的短路计算课件78船舶交流电力系统的短路计算课件79船舶交流电力系统的短路计算课件80船舶交流电力系统的短路计算课件81船舶交流电力系统的短路计算课件82船舶交流电力系统的短路计算课件83船舶交流电力系统的短路计算课件84船舶交流电力系统的短路计算课件85船舶交流电力系统的短路计算课件86船舶交流电力系统的短路计算课件87船舶交流电力系统的短路计算课件88船舶交流电力系统的短路计算课件89船舶交流电力系统的短路计算课件90船舶交流电力系统的短路计算课件91船舶交流电力系统的短路计算课件92船舶交流电力系统的短路计算课件93船舶交流电力系统的短路计算课件94船舶交流电力系统的短路计算课件95船舶交流电力系统的短路计算课件96船舶交流电力系统的短路计算课件97船舶交流电力系统的短路计算课件98船舶交流电力系统的短路计算课件99船舶交流电力系统的短路计算课件100船舶交流电力系统的短路计算课件101船舶交流电力系统的短路计算课件102船舶交流电力系统的短路计算课件103船舶交流电力系统的短路计算课件104船舶交流电力系统的短路计算课件105船舶交流电力系统的短路计算课件106船舶交流电力系统的短路计算课件107船舶交流电力系统的短路计算课件108船舶交流电力系统的短路计算课件109船舶交流电力系统的短路计算课件110船舶交流电力系统的短路计算课件111船舶交流电力系统的短路计算课件112船舶交流电力系统的短路计算课件113船舶交流电力系统的短路计算课件114船