电分电力系统分析课程设计资料

短短路路原原因因 h ht tt tp p w we en nk ku u b ba ai id du u c co om m v vi ie ew w 5 57 7c c2 2a a1 11 1f f6 65 50 0e e5 52 2e ea a5 55 51 18 89 98 88 86 6 h ht tm ml l 1 元件损坏 例如设备绝缘材料老化 设计 制造 安装 维护不良等 造成的设备缺陷发展成为短路 2 气象条件影响 例如雷击过后造成的 闪烁放电 由于风灾引起架空线断线和导线覆冰引起电线杆倒塌等 3 人为过失 例如工作人员带负荷拉闸 检修线路或设备时未排除接地 线合闸供电 运行人员的误操作等 人为破坏 如偷电线和美国的科索沃战 争 伊拉克战争时使用的 碳纤维弹 4 其他原因 例如挖沟损伤电缆 鸟兽风筝跨接在载流裸导体上等 短短路路的的后后果果 1 产生大电流 有时会产生上万甚至十几万安的大电流 因此会产生大 量的热量 损毁设备 电弧会将许多元件短时间融化 同时 产生的电流还 会带来一定的电磁力 它同样会损坏设备 同样可能造成重大火灾及伤害时 间 2 造成低电压 它会使电气设备无法正常工作 这种危害在医院矿山时 会引起危险 3 干扰抑制与破坏系统的稳定运行 4 线损 热损 无功功率等增大 5 影响通信 通讯等 简简介介 接地短路 电力系统在运行中 相与相之间或相与地 或中性线 之间发生非正常连 接 即短路 时而流过非常大的电流 其电流值远大于额定电流 并取决 于短路点距电源的电气距离 例如 在 发电机端发生短路时 流过发电机 的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10 15 倍 大容量电力系统中 短 路电流可达数万安 这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果 类类型型 三相系统中发生的短路有 4 种基本类型 三相短路 两相短路 单相 对地短路和两相对地短路 其中 除三相短路时 三相回路依旧对称 因而 又称对称短路外 其余三类均属不对称短路 在中性点接地的电力网络中 以一相对地的短路故障最多 约占全部故障的90 在中性点非直接接地 的电力网络中 短路故障主要是各种相间短路 发生短路时 电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态 一般 需 3 5 秒 在这一 暂态过程中 短路电流的变化很复杂 它有多种分量 其计算需采用电子计算机 在短路后约半个 周波 0 01 秒 时将出现短路 电流的最大瞬时值 称为 冲击电流 它会产生很大的电动力 其大小可用来 校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性 短路电流的分析 计算是 电力系统分析 的重要内容之一 它为电力系统的规划设计和运行中选择电工 设备 整定继电保护 分析事故提供了有效手段 电线短路 电气线路上 由于种种原因相接或相碰 产生电流忽然增大的现象称短路 相线之间相碰叫相同短路 相线与地线 与接地导体或与大地直接相碰叫对 地短路 在短路电流忽然增大时 其瞬间放热量很大 大大超过线路正常工 作时的发热量 不仅能使绝缘烧毁 而且能使金属熔化 引起可燃物燃烧发 生火灾 造成短路的主要原因有 1 线路老化 绝缘破坏而造成短路 2 电源过电压 造成绝缘击穿 3 小动物 如蛇 野兔 猫等 跨接在裸 线上 4 人为的多种乱拉乱接造成 5 室外架空线的线路松弛 大风作 用下碰撞 6 线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造成短路 短短路路容容量量 短路就是电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路 短路电流是指 不接用电器时的电流 相当于直接找个导线把电池的正负相连接时的电流 通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障 会导致电路因电流过大而 烧毁并发生火灾 空调短路 在并联电路中 用导线或开关直接将某电路元件或负载的两端连接起来 这 是因需要并不会导致因电流过大而发生烧毁现象的安全连接 是一种局部或 部分的短路 如用几十只小灯泡串联而成的节日小彩灯 为了延长它的使用 寿命 当其中某只灯丝断开而损坏后 其内部的特别结构会自动将其两端连 接而使其他小灯泡正常工作 短路容量 short circuit capacity 是反 映电力系统某一供电点电气性能的一个特征量 短路容量是对电力系统的某 一供电点而言的 反映了该点的某些重要性能 该点带负荷的能力和电 压稳定性 该点与电力系统电源之间联系的强弱 该点发生短路时 短路电流的水平 其次 短路容量也和整个系统的容量有关 随着电力系统 容量的扩大 系统短路容量的水平也会增大 现在 高压开关设备 的额定容 量中 已将短路容量改用短路电流值 如额定开断电流 短路与短路电流计算 short circuit and short circuit calculation 短路是 电力系统中的一种故障形态 是处在运行中的线路或电电气气设备设备相与相 或相与地之间发生的直接或经过外部故障阻抗的非正常连接 短路电 流计算就是计算电力系统发生短路故障时的电流 电压的大小和系统 中正序 负序 零序电流的分布 短路故障发生时 故障回路中将流过 比正常运行方式负荷电流大得多的短路电流 可能对电力系统造成严 重危害 短路电流计算的目的是确定短路故障的严重程度 研究限制 短路电流的措施 选择电气设备参数 整定继电保护 分析系统中负序 及零序电流的分布 从而确定其对电气设备和系统的影响 造成短路故障的主要原因是各种形式的过电压以及绝缘绝缘材料材料的自然 老化 致使载流导电体的绝缘被损坏 某些不可预计的自然灾害也是 造成短路的原因 另外自然环境的污秽加重 使绝缘能力降低也是造 成短路的原因 三相交流系统发生短路故障的基本类型有 三相短路 两相短路 两相对地短路各和单相对地短路等 4 种 图 1 4 1 3 短路的危害 发生短路时 短路回路的总阻抗很小 因此短路的总电流很大 危害程度很大 1 短路电流的热效应使设备发热厉害 2 产生的电动力可能使设备变形或者损坏 3 糸统电压大幅度下降 严重影响用户的正常工作 4 1 4 短路电流的计算目的 1 选择和校验各种电气设备 2 合理配置继电保护和自动装置 3 作为选择和评价电气主接线方案的依据 造成短路的主要原因有 1 线路老化 绝缘破坏而造成短路 2 电源 过高电压 造成绝缘击穿 3 小动物 如蛇 野兔 猫等 跨接在 裸线上 4 人为的多种乱拉乱接造成 5 室外架空线的线路松弛 大 风作用下碰撞 6 线路安装过低与各种运输物品或金属物品相碰造 成短路 摘要 电力系统三相短路计算主要是短路电流周期分量的计算 在给定 电源电势时 实际上就是稳态交流电路的求解 对于对称短路电流的计算 工程实践中 常利用计算曲线来确定 短路后任意指定时刻短路电流的周期分量 短路电流周期分量的标 幺值可表示为计算电抗和时间的函数 对短路点的总电流和在短路 点邻近支路的电流分部计算 计算曲线具有足够的准确度 对于各种不对称短路 都可以对短路点列写各序网络的电势方 程 根据不对称短路的不同类型列写边界条件方程 联立求解这些 方程可以求得短路点电压和电流的各序分量 简单不对称故障的一种有效解法就是根据故障边界条件组成复 合序网 在复合序网中短路点的许多变量被删消去 只剩下正序电 流一个待求量 根据正序电流的表达式 可以归纳出正序等效定则 即不对称短路时 短路点正序电流与在短路点每相加入附加电抗而 发生三相短路时的电流相等 为了计算网络中不同节点的各相电压和不同支路的各相电流 应先确定电流和电压的各序分量在网络中的分布 关键词 电力系统 短路电流计算 节点 计算机 abstract Power system three phase short circuit calculation is mainly short circuit current calculation of periodic components given the power supply potential that is in effect when the solution of the steady state ac circuits For symmetry the calculation of short circuit current engineering practice often use computation curve to determine any given time after a short circuit of short circuit current periodic components Short circuit current periodic components of what can be expressed as standard value calculation circuit reactance and function of time The total current short circuit point to short circuit point in nearby branch and the current division and computing curve has enough accuracy For all kinds of asymmetric short circuit can short circuit point to write the sequence of the listed network according to the asymmetry potential equation short circuit of different types of writing boundary condition equations listed Simultaneous solving these equations can be obtained short circuit point voltage and current each sequence components Simple asymmetry of an effective solution to the fault is according to the fault of boundary conditions of composite sequence nets In a composite sequence nets in many of the variable short circuit point readily disappear go only is sequence current a stay for quantity According to the current positive sequence expressions can induce sequence equivalent protocols namely is asymmetric short circuit short circuit point is sequence current and in every phase short circuit point to the circuit reactance additional three phase short circuit and happen the current equal In order to calculate the network nodes in the different phase voltage and different branch of each phase should ensure current and voltage of the sequence components in the distribution network Key words electric power system short circuit current calculation node computer 1 1 引言引言 电力系统故障时线路中的短路电流常含有衰减直流分量和高频谐波分量 非工频分量的存在影响继电保护的算法精度 特别是在断路器智能操作的控制 中 需要根据短路电流基波分量和衰减直流分量来判别故障电流的性质 以便 更合理地控制断路器的刚分速度 1 2