电力系统分析-6第五章三相短路的暂态过程

,2017/12/29,1,电力系统三相短路的暂态过程,2017/12/29,2,短路原因,2017/12/29,3,故障的后果,大电流（上万甚至十几万安培）发热（I2R），高温损坏设备电弧融化设备（电焊）电磁力损坏设备低电压电器设备无法正常干扰以至于破坏系统的稳定运行大电厂母线故障导致发电机退出运行负荷中心故障导致严重失去负荷处理不当，可能引起局部以至于电力系统大面积停电，损失将极为严重。,2017/12/29,4,短路电流计算的意义,是电气设备选择的依据是网络结构规划、设计的依据是电力系统保护配置的依据是电力系统稳定控制措施制定的依据,2017/12/29,5,电力系统短路的主要类型,2017/12/29,6,2017/12/29,7,恒定电压源电路情况,故障前稳态时：其中故障后的稳态电流：,2017/12/29,8,a相电路,微分方程有两部分组成： 强制分量-稳态分量 自由分量-全电流,2017/12/29,9,故障时，电流不能突变因此全电流,2017/12/29,10,全电流各分量之间的关系,非周期分量初值的大小 与短路发生时刻有关,2017/12/29,11,短路冲击电流：短路电流最大可能的瞬时值,假设故障前空载（I=0）， 故障后电抗X R冲击电流在0.01秒冲击系数（12）电网实用:(1.81.9),2017/12/29,12,短路电流的有效值: 一个周期内的有效值,假设各分量不衰减 非周期分量有效值 交流分量有效值 电流有效值 最大有效值,2017/12/29,13,短路功率（短路容量）,短路电流有效值X故障点额定电压 需要开关在这样的电压水平下，切断这样大的电流,2017/12/29,14,同步电机突然短路暂态过程的特点,短路稳态电流正常电流短路时定子电流增加电枢反应磁通变化转子绕组感应电流影响定子电流,2017/12/29,15,超导体闭合回路磁链守恒原则,没有外电源时电路方程原始磁链 ，变化磁链,2017/12/29,16,无阻尼绕组同步电机三相短路,短路前空载：定子总磁链：短路时各相磁链： ， ，各相出现电流使得：,2017/12/29,17,定子绕组磁链守恒,基频电流（产生旋转的Fa，抵消转子磁场的影响）直流电流+倍频电流 保持定子绕组磁链恒定,2017/12/29,18,转子绕组,定子Id在转子产生去磁效应转子产生一项直流，加强励磁绕组磁场一部分磁场穿过定子绕组，使得定子电流增大定子直流分量的静止磁场，在转子中产生交变磁链,2017/12/29,19,2017/12/29,20,无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算,2017/12/29,21,定义：暂态电势 暂态电抗,2017/12/29,22,不计变压器电势定子电势方程：也可以写为或者如果令,2017/12/29,23,不计衰减时的短路电流,定子磁链为零，转子磁链保持初值故障前可以求得,2017/12/29,24,进入短路稳态后，如果励磁电压没有变化基频电流的自由分量衰减时间常数的确定,2017/12/29,25,2017/12/29,26,次暂态电势次暂态电抗,2017/12/29,27,其中,2017/12/29,28,磁链方程：稳态时或写成或者或者,2017/12/29,29,简化的次暂态参数等值电路,2017/12/29,30,小结,短路冲击电流短路电流最大有效值