电力系统三相短路的分析与计算ppt课件.ppt

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1、电力系统三相短路的分析与计算绪论一、电力系统故障概述二、无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析三、电力系统三相短路的实用计算四、计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理7.1电力系统故障概述短路：电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接短路的类型：三相短路、两相短路、单相短路、两相短路接地。单相短路接地最多分对称故障和非对称故障单相短路接地占大多数。三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均为三相回路不对称，故称为不对称短路。产生短路的原因自然界的破坏：雷击、空气污染、鸟兽跨接、大风、覆冰人为的破坏：带负荷拉刀闸、带地线

2、送电，施工挖沟伤电缆，放风筝设备自身问题：绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良三、短路对电力系统的危害对设备的危害短路点的电弧烧坏电气设备，甚至引起爆炸短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏另一方面，导体也会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形，甚至损坏三、短路对电力系统的危害对系统电压的影响短路还会引起电网中电压降低，对用户影响很大电压下降，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降，造成产品报废，设备损坏等严重后果三、短路对电力系统的危害对系统稳定性的影响：短路造成并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电对通信系统的影响：发

3、生不对称短路时所，会在邻近的平行的通信线路内感应出相当大的感应电动势，造成对通信系统和铁路信号系统的干扰，甚至危及设备和人身的安全四、减少短路对系统的危害措施电力系统设计和运行采用合理的防雷措施、降低过电压水平、使用结构完善的配电装置和加强运行维护管理等在线路上加装电抗器：可以选用轻型的设备加装继电保护装置：快速切除故障四、减少短路对系统的危害措施自动重合闸：提高供电可靠性自动重合闸：就是当短路发生后断路器迅速断开，使故障部分与系统隔离，经过一定时间再将断路器合上。对于暂时性故障，系统就因此恢复正常运行，如果是永久性故障，断路器合上后短路仍存在，则必须再次断开断路器。装设重

4、合闸的成功率，110kv及以上75%~95%；35kv及以上，50%~80%五、故障类型横向故障：短路故障纵向故障：断线故障复杂故障：不同地点，同时发生不对称故障。短路故障分析的内容故障后支路电流和故障点电流的计算与分析故障后节点电压的计算与分析短路容量的计算与分析短路故障分析的目的应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。7.2无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析无限大功率电源实际上，真正的无穷大电源是没有的，它只是一个相对的概念，某一电源（或多个电源并联）其功率大于其他电源10

5、倍以上，就可将此电源近似认为是无限大电源已知：，是无限大功率电源。在线路f点发生三相短路接地，短路点两侧阻抗已知。写出短路后短路电流的表达式，有哪些短路电流分量？7.2.1暂态过程分析暂态过程分析当在f点突然发生三相短路时这是一阶常系数线性非齐次的常微分方程特解即为稳态短路电流又称交流分量或周期分量阻抗的模稳态电流幅值功率因数角通解短路电流的自由分量电流，又称为直流分量或非周期分量为直流分量的起始值短路的全电流如何求C在含有电感的电路中，根据楞次定律，通过电感的电流是不能突变的，即短路前一瞬间的电流值（用下标表示）必须与短路发生后一瞬间的电流值（用下标0表示）相等，即：故障

6、前一瞬间的短路电流故障后一瞬间的短路电流全电流的表达式7.2.2短路冲击电流、最大有效值电流1．短路冲击电流2．最大有效值电流短路的最恶劣情况的条件空载，则，一般在短路回路中，感抗值要比电阻值大得多，即，因此可以认为若初始相角满足，在这种情况下，当或时，相量与时间轴平行，即相处于最严重的情况将带入得短路电流的最大瞬时值，即短路冲击电流，将在短路发生经过约半个周期后（当为50Hz时，此时间约为0.01s）出现短路冲击电流冲击系数，一般取1.8~1.9冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定度2．最大有效值电流交流电流有效值：直流与交流相同的时间流过相同的电阻热量相同直流

7、的数值就是交流电流的有效值2．最大有效值电流在短路暂态过程中，任一时刻t的短路电流有效值，是以时刻t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值，即：式中假设在t前后一周期内不变，交流分量一个周期内积分平均值为零，则短路电流的有效值为最大有效值电流也是发生在短路后半个周期时短路电流的最大有效值的作用用于检验电气设备的热稳定度7.3电力系统三相短路实用计算同步发电机突然三相短路基频交流，幅值变化自由直流实际工程中往往只关注短路电流周期分量的起始有效值（次暂态电流）或者任意时间的周期分量有效值的计算。求得周期分量的起始有效值后