电力系统分析林力

1、贵州电力职业技术学院科目：电力系统分析班级：电自3111班姓名：林力学号：19号指导教师：尹虹 序言电力系统在运行过程中常常会受到各种干扰动，其中对电力系统运行影响较大的是系统中发生的各种故障。常见的故障有短路、断线各种复杂故障。因此，故障分析重点是对短路的分析。电力系统在正常运行时，除中性点以外，相与相，相与地之间是绝缘的，所谓短路是指相与相或相与地之间发生短接。而短路计算正是分析短路的重要一个步骤，它可以起到保护电力系统安全运行的作用。在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算解决一系列技术问题不可缺少的基本计算，这些问题主要是：（1） 选择有足够的机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如：

2、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点动力稳定度；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。（2） 为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，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电气主接线时，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，研究短路时用户工作的影响等，也包含有一部分短路

3、计算的内容。 此外，确定输电或路对通讯的干扰，对已发生故障进行分析，必须进行短路计算。 目录序言1第1章 ：原始资料分析21.1原始资料21.1.1设计任务21.1.2计算各序电抗标幺2第2章 ：短路计算分析52.1 短路电流计算的一般概述52.2根据原始资料网络进行短路有关计算8第三章：结论11结束语12参考文献13第一章：原始资料分析1.1原始资料：某系统接线如图所示，忽略变压器励磁支路和线路导纳:10.5KV 50MW 60MVA =0.4/km 31.5MVA 10.5kvcos=0.85 10.5/121KV =2 10.5/121KV 25MW=0.125 %=10.5 L=50k

4、m %=10.5 cos=0.85 1.1.1设计任务 1.画出K点发生BC相接地短路时故障序网图；2.当K点发生BC相接地短路时，求短路各相电流和电压的有效值。3.当K点发生BC相接地短路时，求发电机G1（T1低压侧母线）端点各相电流和电压的有效值。1.1.2计算各序电抗标幺值设S=100MVA , U=Uav,则各元件各序电抗标幺值如下：发电机：G: X=X×= X=X×=G: X=X×= X=X×=变压器：T: X=X=X=T: X=X=X=线路：L: XL11*=X12*=X1L*SB/UB2=0.4+50*100/1152=0.151XL10*

5、=2*0.151=0.302第二章：短路计算分析2.1 短路电流计算的一般概述电气设备或导体发生短路故障时通过的电流为短路电流。在工业企业供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常工作状态，而且还要考虑到发生故障所造成的不正常状态。根据电力系统多年的实际运行经验，破坏供电系统正常运行的故障一般最常见的是各种短路。所谓短路是指相与相之间的短接，或在中性点接地系统中一相或几相与大地相接（接地），以及三相四线制系统中相线与中线短接。当发生短路时，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中将流通很大的短路电流（几千甚至几十万安），电源的电压完全降落在短路回路中。（1）短路的原因主要原因是电气设备载流部分绝缘所

6、致。其他如操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除地线就送电等误操作；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等现象也能引起短路。（2）短路的种类三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。除了上述各种短路以外，变压器或电机还可能发生一相绕组匝间或层间短路等。根据运行经验统计，最常见的是单相接地短路，约占故障总数的60%，两相短路约占15%，两相接地短路约占20%，三相短路约占5%。三相短路虽少，但不能不考虑，因为它毕竟有发生的可能，并且对系统的稳定运行有着十分不利的影响。单相短路虽然机会多短路电流也大，但可以人为的减小单相短路电流数值，使单相短路电流最大可能值

7、不超过三相短路电流的最大值。这就使全部电气设备可以只根据三相或两相短路电流来选择，况且三相短路又是不对称短路的计算基础，尤其是工业企业供电系统中大接地电流系统又很少，因此应该掌握交流三相短路电流的计算。（3）短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因此短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到破坏；短路点的电弧可能烧坏电气设备；短路点的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断；若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行破裂，引起严重后果。不对称短路所造成的零序电流，会在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备安全。（4）短

8、路电流计算的目的在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。在设计户外高压配电装置时，需按短路条件效验软导线的相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。接地装置需根据短路电流进行设计。(5)、接地装置的设计，也需要短路电流。计算步骤：1. 选择计算短路点。2. 画等值电路图。3. 化简等值网络：为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短

9、路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗。4. 求计算电抗。5. 由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值。6. 计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量。7. 计算短路电流周期分量有名值和短路容量。8. 计算短路电流冲击值。9. 计算异步电机供给的短路电流。10. 绘制短路电流计算结果表.2.1.2 短路回路参数的计算在进行短路电流计算时，首先需要计算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的计算通常采用有名值和标么值两种计算方法。前一种计算方法主要适用于1KV以下低压供电系统的网路中，后一种计算方法多用在企业高压供电系统以及电力系统中。对较复杂的高压供电系统，

10、计算短路电流时采用标么制进行计算比较简便。标么制属于相对电位制的一种，在用标么制计算时，各电气元件的参数都用标么值表示。标么值一般又称为相对值，是一个无单位的值，通常采用带有*号的下标以示区别，标么值乘以100，即可得到用同一基准值表示的百分值。在标么值计算中。首先要选定基准值。虽然基准值可以任意选取，但实际计算中往往要考虑计算的方便和所得到的标么值清晰可见，如选取基值功率为100MVA和短路点所在网路的平均额定电压为基准电压。尚须指出，在电路的计算中，各量基准值之间必须服从电路的欧姆定律和功率方程式，也就是说在三相电路中，电流、电压、阻抗、和功率这四个物理量的基准值之间应满足下列关系：=式中

11、、功率、电压、电流、阻抗的基准值。表2-1电气设备阻抗计算公式序号元件名称标幺值有名值（）1发电机=2变压器、RT=、XT=3电抗器4线路(1)2.2根据原始资料网络进行短路有关计算（设计任务）2.2.1作故BC相间接地短路时的障序网图: EG1* XG11* XT11* XL11* XT12* XG12* EG2* U1* 正序网 XG12* XT12* XL12* XT22* XG22* U2* 负序网 XT10* XL10* XT20* U0* 零序网化简网络，求X1、X2、X0;网络化简如下： EG1* X1* U1* X1= X1/X2=0.315X1=XG11*+XT11*+ XL

12、11* 正序网 X2=XG21*+XT21* X2= X1/X2=0.357 X2* U2* X1=XG12*+XT12*+ XL12* X2=XG22*+XT22* 负序网 X0* U0* X0= X1/X2=0.1961X1=XT10*+XL10* 零序网 X2=XT20*代入参数计算X= X=X=制定复合序网 2.2.2当K点发生BC相接地短路时，短路各相电流和电压的有效值计算如下:由于BC两相接地短路 ，则 当K点发生BC相接地短路时，发电机G1（T1低压侧母线）端点各相电流和电压的有效值计算如下: 短路点 名称 电流有效值（KA）电压有效值(KV)K点1.83757.2发电机G120

13、.135.226第三章 结论根据以上计算，可得出以下结论： 故障两相的短路电流的幅值相等，它们通过大地和电源的中性电形成回路。流入大地的电流即是零序电流，它是两相故障电流之和。非故障相的短路电流为零。 短路处的正序电流的大小与短路点原正序网络上增加一个附加电抗XZ= X2/X0而发生三相短路时的电流相等。 短路处两相故障的电压为零。 如故障发生在双电源回路中，其总电抗为故障点两侧电抗的并联。 发电机处选择的隔离开关、断路器与变压器侧选择的隔离开关、断路器不一样。结束语在老师的指导下,经过近为期两周的努力，电力系统分析课程设计终于完成了，在此我对老师给予我们的帮助表示衷心的感谢,并且感谢曾给予我

14、帮助的同学。在这两周时间里我学会了很多有用的东西。开始时，在学电力系统分析这本书时，感觉内容并不是很难，也比想象中的好理解一些。但是，我们所学的这些东西始终是理论上的一些东西，理论上的东西如何综合运用，这是我们这学期没有学过，也不会的东西。这次电力系统分析课程设计，给我们提供了又一个试炼的机会，所学课本上的东西用的很多，但是，也需要课外一些书籍的内容，比如说电力系统分析、电力工程电气设计手册，电气一次部分。过程中虽然遇到了很多困难，但是在自己的努力及同学老师的帮助下，如期完成了任务，也让我自己感到了成就感。这次设计也给我上了一课：不管遇见什么难题时，都应该要平稳自己的心态，不能着急，不懂得就慢慢的来。在这一次的电力系统作业，我们每一个人都受益匪浅。两个星期有些短暂，但是我们组的每一个人都很认真的去对待。这次作业让我们对电力系统这门课程有了更深的了解，在作业中我们对电力系统的基本知识，系统分析和