电力系统分析第8章 电力系统三相短路的暂态过程(transient )ppt课件.ppt

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1、第8章电力系统三相短路的暂态过程(transient)本章提示8.1短路的基本概念8.2无限大功率电源供电系统的三相短路(three-phasefault)分析8.3无阻尼绕组同步发电机突然三相短路的分析8.4计及阻尼绕组的同步电机突然三相短路分析8.5强行励磁(forcedexcitation)对同步电机三相短路的影响小结本章提示提出短路的基本概念、短路造成的危害以及短路计算的目的；假设发电机容量为无限大、电压及频率为恒定的条件下，对电力系统三相短路的暂态过程、短路电流及功率进行了分析；实际发电机突然发生三相短路，忽略阻尼绕

2、组，分析其暂态过程；计及阻尼绕组，分析发电机三相短路的暂态过程。同步发电机发生三相短路，强行励磁装置对短路暂态过程的影响分析。短路:是指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neutral）之间的连接。产生短路故障的主要原因是：电力设备绝缘损坏。引起绝缘损坏(insulationdamage)的原因：各种形式的过电压(over-voltage)（如雷击过电压或操作过电压）引起的绝缘子、绝缘套管(spaghetti)表面闪络(spark-over)；绝缘材料恶化等原因引起绝缘介质击穿(break-down)；恶劣

3、的自然条件及鸟兽跨接裸露导体造成短路(fault)；运行人员的误操作(faultyoperation)等。8.1短路的基本概念短路故障分为：单相接地短路发生的几率达65%左右。短路故障大多数发生在架空输电线路。电力系统中在不同地点发生短路，称为多重短路。三相短路three-phasefault两相短路two-phaseshortcircuitfault单相接地短路one-phaseshortcircuitgroundfault两相接地短路two-phaseshortcircuitandgroundfault不对称短路asymm

4、etricshort-circuit8.1短路的基本概念对称短路symmetricshort-circuit短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害：短路回路中的电流大大增加。其热效应会引起导体或其绝缘的损坏；同时电动力效应也可能使导体变形或损坏。破坏系统的稳定性是短路可能造成的最严重后果。8.1短路的基本概念短路还会引起电网中电压降低，结果可能使部分用户的供电受到破坏，用电设备不能正常工作。不对称短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行通信线路内感应出电动势，造成对通信系统的干扰，威胁人身和设备安全。由于

5、短路引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率与输入功率不平衡，可能会引起并列运行的发电机失去同步，使系统瓦解，造成大面积停电。电力系统要采取适当的措施降低短路故障的发生概率，如：采用合理的防雷设施，加强运行维护管理等。通过采用继电保护装置(relays)，迅速作用于切除故障设备，保证无故障部分的安全运行。架空线路普遍采用自动重合闸装置(automaticcircuitrecloser)，发生短路时断路器迅速跳闸(break)，经一定时间（0.4~1s）断路器(breaker)自动合闸(auto-close)。线路上的电抗器(r

6、eactor)，通常也是为限制短路电流而装设的。8.1短路的基本概念短路计算目的：选择有足够电动力稳定和热稳定性的电气设备，合理的配置继电保护及自动装置，并正确整定其参数。选择最佳的主接线方案。进行电力系统暂态稳定的计算。确定电力线路对邻近通信线路的干扰等，8.1短路的基本概念电力系统的短路故障也称为横向故障lateralfault，因为它是相间或相对地的故障；一相或两相断线的情况，为断线故障，也称纵向故障longitudinalfault。8.1短路的基本概念8.2无限大功率电源供电系统的三相短路分析8.2.1无限大功率电

7、源8.2.2暂态过程分析8.2.3短路电流及短路功率的计算无限大功率电源是个相对概念。若电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，即可以认为电源为无限大电源。例如，多台发电机并联运行或短路点远离电源等情况，都可以看作无限大功率电源供电的系统。无限大功率电源：假设电源的容量为无限大，其电压和频率保持恒定，内阻抗为零。8.2.1无限大功率电源一无限大功率电源供电的三相对称系统，短路发生前，电路处于稳定状态，三相电流对称，式中：分别为短路前每相的电阻与电感。角为短路（或合闸）前瞬间电压的相位角，也称为合闸角。假设a相的电源电压为，电流

8、为8.2.2暂态过程分析该方程为一阶常系数、线性、非齐次常微分方程。其解即为短路时的全电流，包括稳态分量与暂态分量假设在t=0s时，系统点发生三相短路与无限大功率电源相连的左侧电路，此时电路仍然为对称电路以a相为例，满足以下微分方程：8.2.2暂态过程分析稳态分量(stead