《电力系统短路分析》PPT课件

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1、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2021/7/141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2021/7/142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

2、，我们就称电力系统发生了短路故障。2021/7/143一、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；（2）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；（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。2021/7/144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

3、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。2021/7/1452．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。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；2021/7/14

4、6（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%；（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。2021/7/147二、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

5、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。2021/7/148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%。表7-1各种短路的示意图和代表符号短路种类示意图表示符号三相短路K(3)两相短路K(2)两相接地短路K(1,1)单相接地短路K(1)2021/7/149表7-2

6、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。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短路种类三相短路两相短路两相接地短路单相接地短路其他故障率2.0%1.6%6.1%87.0%3.3%备注包括断线等2021/7/1410三、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: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；迅速将发生短路的部分与系统其他部分隔离开来，使

7、无故障部分恢复正常运行。2021/7/14111．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。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2021/7/1412如图7-1所示。图7-1系统运行方式示意图①WL1、WL2并联运行

8、，T1、T2并联运行，这时短路阻抗最小，短路电流最大；②WL1单独运行，T1、T2并联运行；③WL2单独运行，T1、T2并