电力工程ch5短路11-11-7.ppt

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1、第五章电力系统短路5.1概述5.2无限大容量系统的三相短路过程分析5.3高压电网短路电流的计算5.4电动机对短路冲击电流的影响5.5低压电网短路电流的计算5.6短路电流的效应1§5.1概述所谓短路,是指电力系统中正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。一、短路的原因及其后果短路的原因:短路的现象:电气设备载流部分绝缘损坏;运行人员误操作;其他因素。电流剧烈增加;系统中的电压大幅度下降。2短路的危害: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;短路电流产生很大的电动力,可引起设备机

2、械变形、扭曲甚至损坏;短路时系统电压大幅度下降,严重影响电气设备的正常工作;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。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。§5.1概述3二、短路的种类对称短路:三相短路k(3)不对称短路:单相接地短路k(1)两相接地短路k(1,1)两相短路k(2)§5.1概述图5-1短路的类型a)三相短路b)两相短路c)单相接地短路d)两相接地短路e)两相接地短进行短路电流计算的目的:选择合理的电气接线图选择和校验各种电气设备合理配

3、置继电保护和自动装置4§5.2无限容量系统三相短路分析与计算无限容量系统(又叫无限大容量电力系统),是指系统的容量为∞,内阻抗为零。无限容量系统的特点:在电源外部发生短路,电源母线上的电压基本不变,即认为它是一个恒压源。在工程计算中,当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的5%~10%时,就可认为该电源是无限大功率电源。5a)三相电路b)等值单相电路短路前,系统中的a相电压和电流分别为短路后电路中的电流应满足:一.由无限容量系统供电的三相短路的物理过程§5.2无限大容量系统的短路分析6由于电感中的电流不能突变,则短路前一瞬间的

4、电流应与短路后一瞬间的电流相等。∴§5.2无限容量系统短路分析与计算短路阻抗角7在短路回路中,通常电抗远大于电阻,可认为当非周期分量电流的初始值最大时,短路全电流的瞬时值为最大,短路情况最严重,其必备的条件是:短路前空载短路瞬间电源电压过零值,即初始相角§5.2无限容量系统短路分析与计算8图4-2无限大容量系统三相短路时短路电流的变化曲线§5.2无限容量系统短路分析与计算91、短路电流周期分量有效值在无限大容量系统中,短路后任何时刻的短路电流周期分量有效值(习惯上用Ip表示)始终不变。----次暂态短路电流,它是短路瞬间

5、(t=0s)时三相短路电流周期分量的有效值;§5.2无限容量系统短路分析与计算二、与短路有关的物理量10在最严重短路情况下,三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流,ish发生在短路后半个周期(0.01s)。短路电流冲击系数:意味着短路电流非周期分量不衰减当电阻R=0时,       ,当电抗X=0时,      ,意味着不产生非周期分量§5.2无限容量系统短路分析与计算2、短路冲击电流111<Ksh<2在高压电网中短路时,取Ksh=1.8,则在发电机端部短路时,取Ksh=1.9,则在低压电网中短路时,取Ksh=1.3,则§

6、5.2无限容量系统短路分析与计算短路电流冲击系数:3、短路容量124.短路全电流有效值任一时刻t的短路电流有效值,是指以时刻t为中心的一个周期内短路全电流瞬时值的方均根值:实用计算冲击电流的有效值(t=0.001s)13145.短路稳态电流三相短路稳态电流是指短路电流非周期分量衰减完后的短路全电流15一、标幺值在短路电流计算中,通常在1kV以下的低压系统中宜采用有名值,而高压系统中宜采用标幺值。在高压电网中,通常总电抗远大于总电阻,所以可以只计各主要元件的电抗而忽略其电阻。§5.3高压电网短路电流的计算1.标幺值的基本概

7、念与A同单位常取基准容量,基准电压用各级线路的平均额定电压,16额定电压kV0.220.3836103560110220330平均额定电压kV0.230.43.156.310.53763115230345任何一个用标幺值表示的量,经变压器变换后数值不变。变压器的变比为各侧电网的电压基准值之比,变压器的变比标幺值为17发电机:变压器:电抗器:输电线路:二、电力系统各元件标幺值的计算统一基准:Sd,Ud(i)不同电压等级的电力系统标幺值统一基准选择原则是:整个系统选择统一的容量基准:不同的电压等级选择不同的电压基准:18电力

8、系统电抗的标幺值为当电力系统的短路容量未知时,变电所高压馈线出口处的断路器的断流容量可看作是电力系统的极限短路容量。三、高压电网三相短路电流的计算19四、高压电网两相短路电流的估算20例对图所示的供电系统进行短路电流计算。要求计算出有关短路点最大运行方式的三相短路电流、短路电流冲击值以及最小运行方式下的两相短路电流。

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