[法律资料]本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析.doc

塔里木大学课程设计目 录1工程概况11.1 短路的原因11.2 短路的类型11.3 短路计算的目的11.4 短路的后果22电力系统三相短路冲击电流计算22.1 基础资料22.2参数计算及制定等值网络32.2.1标幺值的计算32.2.2绘制等值网络图42.3网络化简42.4起始次暂态电流和冲击电流的计算52.4.1起始次暂态电流52.4.2冲击电流52.5冲击电流的计算52.5.1 a点残余电压计算52.5.2 b、c点残余电压计算62.5.3短路冲击电流计算63结束语7致 谢8参考文献91工程概况在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。1.1 短路的原因产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏，例如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等；（2）气象条件恶劣，例如雷击造成的网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）违规操作，例如运行人员带负荷拉闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。1.2 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、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的的研究是具有重要意义的。1.3 短路计算的目的在电力系统的设计和电气设备的运行中，短路计算是解决一系列问题的不可缺少的基本计算，这些问题主要是：（1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。（2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。（3）在设计和选择发电厂和电力系统主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。（4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也含有一部分短路计算的内容此外，确定输电线路对通讯的干扰，对已发生故障进行分析，都必须进行短路计算。在实际工作中，根据一定的任务进行短路计算时，必须首先确定计算条件。所谓计算条件，一般包括，短路发生时系统的运行方式，短路的类型好发生的地点，以及短路发生后所采取的措施等。从短路计算的角度来看，系统运行方式指的是系统中投入运行的发电、变电、输电、用电的设备的多少以及它们之间相互联接的情况，计算不对称短路时，还包括中性点的运行状态。对于不同的计算目的，所采用的计算条件是不同的。1.4 短路的后果随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能指破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下的几个方面：（1）短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。（2）短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。（3）短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。（4）当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这是短路故障最严重后果。（5）发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电力线附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生严重的影响。2电力系统三相短路冲击电流计算2.1 基础资料电力系统简单结构图电力系统接线图如图1-1所示。其中发电机G的参数为。同期调相机C的参数为。负荷L1的参数为。变压器T1的参数为。电力线路。当在k点发生三相短路时，求短路的冲击电流。 图1-12.2参数计算及制定等值网络2.2.1标幺值的计算先将全部负荷计入，以额定标幺电抗为0.35，电势为0.8的电源表示取SB=100MVA, VB=Vav发电机调相机负荷变压器线路取发电机的次暂态电势 调相机按短路前额定满负荷运行j 图1 向量图 2.2.2绘制等值网络图由以上计算可得到如下的等值网络图 图2 等值网络图2.3网络化简由以上计算可将图2化简为以下两图 图3 网络简图 图4 网络简图2.4起始次暂态电流和冲击电流的计算2.4.1起始次暂态电流变压器T3方面提供 负荷L3提供2.4.2冲击电流变压器T3方面提供电流0.523 中有发电机、调相机、和负荷提供的电流, 冲击系数分别为1.8，1.8，12.5冲击电流的计算2.5.1 a点残余电压计算 图5 a点残余电压2.5.2 b、c点残余电压计算 图6 b,c点残余电压2.5.3短路冲击电流计算负荷不提供短路电流由短路点右侧提供的的短路电流是发电机和调相机发出的短路点6kV电压等级的基准电流冲击电流短路点远离负荷时，负荷不输出短路电流。近似计算不计负荷，E=1, 短路点的输入阻抗为由变压器T3方面提供的短路电流冲击电流比计及负荷的值小6%，这种简化在实际计算中是允许的。3结束语在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。这半年我们进行了电力系统暂态分析专业课的学习，让我掌握了电力系统短路计算的基本知识，在这一周的时间里，我们进行了这次电网三相短路冲击电流计算课程设计，让我对短路计算有了更加深刻的认识。短路计算时电力系统的最基本、最常用的计算。根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过短路计算可以确定各母线的短路电流、各元件中流过的电流等参数，从而为电气设备的选择以及安全运行奠定坚实的基础。短路计算是实现电力系统安全经济发展的必要手段和重要环节。实际的情况远比我们计算的情况复杂的多，这让我们深刻认识到了短路计算的重要性。精准的短路计算不仅可以节省能源并充分发挥能源的作用，还可以使电网处于稳定且平衡的状态，这对电网的安全运行起到关键性的作用。所以我认为学好电力系统暂态的关键在于学好短路计算，电力系统的安全运行不是儿戏，一个很小的失误就可能造成整个电网的崩溃，给国家和社会带来的危害和损失之大是可想而知的。学好电力系统这门课、学好短路计算对我们电专业学生来说十分重要。没有坚实的基础就不可能建造出高楼大厦，所以，要想在以后的工作岗位上有所成就，就必须打好基础，努力提高自己的专业素养。致 谢这次课程设计是在罗继东老师的带领下进行的，罗老师为我们的设计提出了许多具体的意见和建议，为我们解决了很多疑难问题使我们懂得了许多以前未知的知识，同时为我们提供了许多相关方面的资料在此我们表示衷心的感谢。这次课程设计使分组进行的，我们的每个组员的分工合作，每个人的发挥了自己的作用，同时在这次设计中本专业的老师和其他同学也经常给我们提出一些意见和修正建议，在此表示诚挚的感谢。在做此设计时，本次课程设计的个别段落的内容参考了一些已出版的文献，这些文献已在本课程设计最后的参考文献中一一列出，在此我想这些文献的作者表示中心的感谢。参考文献1 解广润.电力系统接地技术.北京:水利电力出版社.2002. 2 刘万顺.电力系统故障分析.北京：中国电力出版社.1988.3 西安交通大