电力系统三相短路分析课件.ppt

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1、电力系统分析基础PowerSystemAnalysisBasis（七）主讲人：朱晓荣1南京理工大学第一章电力系统故障分析的基本知识本章主要内容：1、短路的一般概念3、无穷大功率电源供电的三相短路电流分析与计算2、标么制的近似计算法2南京理工大学第一节短路的一般概念故障:一般指短路和断线,分为简单故障和复杂故障简单故障:电力系统中的单一故障复杂故障:同时发生两个或两个以上故障短路:指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。3南京理工大学表1-1各种短路的示意图和代表符号短路种类示意

2、图代表符号三相短路f(3)5％两相短路接地f(1,1)20％两相短路f(2)10％单相短路f(1)65％一、短路的类型4南京理工大学①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。二、短路的主要原因5南京理工大学(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可能使设备过热甚至损坏

3、;由于短路电流的电动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。(2)电压大幅度下降，对用户影响很大。(3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。(4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应出电动势,影响通讯.三、短路的危害6南京理工大学(1)限制短路电流（加电抗器）。(2)继电保护快切。(3)结线方式。(4)设备选择.四、减少短路危害的措施7南京理工大学五、计算短路电流的目的短路电流计算

4、结果是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。8南京理工大学第二节标幺制一、计算短路电流的基本假设1、以电网的平均电压取代元件的额定电压同一电压级中各元件的额定电压可能不一样线路首端，升压变压器二次侧高出10%线路末端，降压变压器一次侧UN发电机高出5%简化计算——同一电压级中各元件的额定电压相同，数值上=平均电压，Uav=(1.1UN+UN)/2=1.05UN2、高压电网只计及电

5、抗,当RdΣ

6、路前电路处于稳态：13南京理工大学a相的微分方程式如下：其解就是短路的全电流，它由两部分组成：周期分量和非周期分量。假定t＝0时刻发生短路14南京理工大学短路电流的强制分量,并记为周期分量：15南京理工大学非周期电流：短路电流的自由分量,记为—特征方程的根。—非周期分量电流衰减的时间常数（C为由初始条件决定的积分常数）16南京理工大学短路的全电流可表示为：短路电流不突变短路前电流积分常数的求解三相的直流电流不相等（见书P12图1-5）17南京理工大学指短路电流最大可能的瞬时值，用表示。其主要作用是校验电气设备的电动

7、力稳定度。(1)相量差有最大可能值；(2)相量差在t＝0时与时间轴平行。一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，即，故可近似认为。因此，非周期电流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。二、短路冲击电流非周期电流有最大初值的条件应为：18南京理工大学短路电流关系的相量图表示在时间轴上的投影代表各量的瞬时值19南京理工大学图1-3短路电流非周期分量有最大可能值的条件图非周期电流有最大值的条件为（1）短路前电路空载（Im0=0)；（2）短路发生时，电源电势过零（α＝0

8、）。20南京理工大学将，和＝0代入式短路全电流表达式：短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期时出现（如图1-4）。若Hz，这个时间约为0.01秒，将其代入式上式，可得短路冲击电流：kM为冲击系数,实用计算时，短路发生在发电机电压母线时kM＝1.9；短路发生在发电厂高压母线时kM＝1.85；在其它地点短路kM＝1.8。21南京理工大学图1-4非周期分量有最