电力系统短路故障分析计算的基本知识优选Word文档下载推荐.docx
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✧简单、复杂故障:
简单故障指系统中仅有一处短路或断线故障;
复杂故障指系统中不同地点同时发生不对称故障。
二、短路原因、危害
✧原因:
客观(绝缘破坏:
架空线绝缘子表面放电,大风、冰雹、台风)、主观(误操作)。
✧危害:
短路电流大(热效应、电动效应)、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
✧解决措施:
继电保护快速隔离、自动重合闸、串联
电抗器等
三、短路计算重要性
✧电网三大计算之一。
电气设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施。
四、短路计算的基本步骤
1)制定电力系统故障时的等效网络;
2)网络化简;
3)对短路暂态过程进行实用计算。
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1.2标幺制
一、标幺制概念
故障计算中用标幺值(相对值)表示,数值简明、运算简单、易于分析。
二、基准选取
三相电路系统基准值可任意,一般:
频率、角速度、时间的基准值
U2
S
U
I
X*(B)=X*(N)()
(2)=X*(N)(U2)(S)=X*(N)(U)(I)
N
SN
B
UB
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发电机电抗标幺值:
上式直接转换即可
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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
✧原则:
选定某个归算电压等级,对其它电压等级的参数用联系变压器变比进行归算。
✧归算方法:
功率不变、阻抗乘变比平方、电压乘变比、电流除变比
1)有名值归算:
可按上面原则直接归算到某个电压等
级
2)标幺值归算(准确计算):
方法一:
先用有名值归算到某个电压等级,再统一转换为标幺值;
方法二:
把基准值归算到各个电压等级,再直接把各个电压等级的参数转换为标幺值即可。
3)近似计算法:
用各个电压等级的平均电压之比代替实际变压器变比进行参数归算。
(平均电压一般大
致为电网额定电压的1.05倍)
[例1-2](p9)如图所示的输电系统当K点发生三相短路,作标
幺值表示的等值电路并计算三相短路电流。
各元件参数已标于图
中。
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1.3无限大功率电源供电的三相短路电流分析
一、无限大功率电源
短路点距离电源的电气距离较远时,短路导致电源输出功率的变化量远小于电源所具有的功率,则称该电源是无限大电源。
特点:
1)频率恒定(有功变化量远小于电源的有功功率)。
2)电压恒定(无功变化量远小于电源的无功功率)。
3)电源内电抗为0(故电压恒定)。
实际上真正的无限大电源不存在。
当功率变化量小
于3%电源功率,或者电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时候,可认为电源为无限大电源。
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其中:
ipa为稳态分量(交流分量、周期分量)(periodic)
iaa为自由分量(直流分量、非周期分量)(aperiodic)
T为直流分量的衰减时间常数:
T=R
aaL
C为积分常数,等于直流分量的起始值。
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求C:
根据楞次定律,电感电流不能突变。
短路前
后电感电流不能突变,也是直流分量出现的物理原因。
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图1-5可看出:
三相电流中那相的直流分量起始值越
大,则其短路电流越大;
各个分量(初始值相量)的图形化分析:
短路前后电流相量之差在时间轴上的投影即为直流分
量的初始值。
初始值相量与时间轴平行则达到最大值,如垂直则为0。
最大短路冲击电流发生的条件为:
1)空载时发生短路(短路前电流为0);
2)电压初相角与短路后回路的阻抗角之差为90°
(此时直流分量初始值等于稳态幅值)。
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最大有效值电流:
任意时刻t的有效值,指以时刻t
为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值。
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M
=
(I
m
2)2
+i2(t=0.01s)
=Im
1+2(K
-1)2
当K
=1.9时,I
=1.8时,I
=1.62(Im)
=1.52(Im)
短路功率与断开容量
✧目的:
选择开关、断路器等电气设备时用到断开容量(可断容量),要求设备的可断容量必须大于短路功率。
✧短路功率:
某支路的短路电流与额定电压构成的三相功率。
在实用计算中,短路功率(标幺值)就等于短路电流周期分量(标幺值)
✧短路电流周期分量的求取方法:
有名值计算:
I=Uav
3X
标幺值计算:
I=U∗
X∗
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[例1-4](p17)(自看,冲击系数、有效值、冲击
电流公式)
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