不对称短路计算与分析

题目:电力系统不对称短路计算与分析NNd2NN1T1K=115/10.5kV；T201LD12要求完成的主要任务:B(1)制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。(2)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。(3)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。(4)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值。计任务5.275.28选定设计原理5.29算分析及结果分析撰写设计报告6.75.30--6.6系主任(或责任教师)签名：年月摘要....................................................III 电力系统规模日益庞大，结构日趋复杂。在日常运行过程中时常会发生故障.并且以常重要的意义。本次课程设计，针对不对称短路故障中的两相短路接地故障，运用对称分和分析发生故障后的短路电关键词：两相短路接地短路电流序网络对称分量法正序等效定则NNd2NT1NT2101LD12B(1)制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。(2)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。(3)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。(4)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值。(1)首先选定基准功率ᵄᵃ=60ᵄᵄ.ᵃ，ᵄᵃ=ᵄᵄᵆ，将电力系统中的各个元件的参数都综合负载的正序、负值都相同。(2)然后依次做出正序、负序和零序的序网络。发电机只产生正序电流，因此只在正序网络中存在电源点ᵃ，而在负序和零序中都不存在；正序和负序网络中，应该包含5 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计路中三角形绕组端点接零序等值中性点(等值中性点与地同电位时则相当于接地)。(3)等值序网络作出后，可以根据Y-D变换、阻抗的串并联、戴维南定律等方法，将复杂的序网络变换成简单的二端口网络，便可得到各序阻抗和等值电势ᵃ。再将简化络。(4)根据正序等效定则，算出附加电抗∆ᵄ(1,1)和比例系数ᵅ(1,1)。利用公式便可以计算得到A相正序电流ᵃᵅᵄ(1)，再计算可以计算得到短路点的入地电流和A相的电压值和发电6 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计地发生安与接地物体之间，或咬坏设(1)短路时会产生很大电动力和很高温度，使短路电路中元件受到损坏和破坏，甚(2)短路时，电路的电压骤降，将严重影响电气设备的正常运行。(3)短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电(4)严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，列。(5)不对称短路将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等类型：对称短路和不对称短路。7 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计 和变电的目的的主要有以下几个方(1)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用限(2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工相间和相对地安全距离。据。8 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计一组不对称的三相量可三相相量，可以分解为三组对称的相量，一般选择A相作为基准相时，三相量与对称分量[]=[ᵄᵄ21][]式中的ᵃᵄ(1)、ᵃᵄ(2)、ᵃᵄ(0)分别叫做A相的正序、负序和零序电流。并且B、C相各序的ᵃ=ᵄ2ᵃ;ᵃ=ᵄᵃᵄ(1)ᵄ(1)ᵅ(1)ᵄ(1)ᵃ=ᵄᵃ;ᵃ=ᵄ2ᵃᵄ(2)ᵄ(2)ᵅ(2)ᵄ(2)ᵃ=ᵃ=ᵃᵄ(0)ᵄ(0)ᵄ(0)量电压降与通过该元件同一序电流的比值，即ᵆ=(1)ᵆ=(2)ᵆ=(0)∆ᵄ⁄ᵃᵄ(1)ᵄ∆ᵄ⁄ᵃᵄ(1)ᵄ(1)∆ᵄ⁄ᵃᵄ(2)ᵄ(2)∆ᵄ⁄ᵃ9 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计其中ᵆ(1)、ᵆ(2)、ᵆ(0)分别称为该元件正序、负序和零序阻抗。电力系统中，各序阻抗具体应该视具体情况而此，同步发电机的负序和零序ᵅᵅᵅᵅ1(2)2ᵅᵅ对于无阻尼绕组同步发电机，常取ᵆ′和ᵆ(2)2ᵅᵅ对于无阻尼绕组同步发电机，常取ᵆ′和ᵆ的几何平均值，即ᵅᵅᵆ(2)=√ᵆᵆᵅ(0)ᵅ(0)ᵅᵆ(2)ᵆ(0)线路的固有参数是不的电阻和电抗的大小可以得到正、负序阻抗。而输电线路的零序阻抗因架设的方式改变而必 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计(1)(1)变压器中参数不仅同变压器的结构有关，有的参数也同所通电流的序别有关。变的等值电阻也是相等的。变m，分以下三种情(1)变压器只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通；并且对于中性点有(2)变压器是星形接法的，应该将变压器与外电路断开，因为这种情况下它不能将零序电势施加到外电路上去并提供零序电流的通路，等值电路中该绕组断点与外电路断(3)变压器的三角形接法绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中去，但。 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计于序阻抗通常取典型值ᵆᵃᵃ(1)≈1.2而忽略绕组电阻和激磁电抗可得综合负荷的负序阻抗近似等于次暂态电抗ᵃᵃ(2)ᵆ≈ᵃᵃ(2)序的电路。通过网络简化，可以得到各序的电压方程式ᵃᵅᵅ−ᵄᵅᵅ(1)=0−ᵄᵅᵅ(2)=0−ᵄᵅᵅ(0)=fa(0)fafa(0)fa(2)aXVff(1)fa(1)Vfa(2)Vfa(0)XVff(1)fa(1)XXff(0)XXff(0)ff(2)Eeq------ (b (b)和零序(c)等值网络 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计路点每一相中加入附加阻抗ᵄ而发生三相短路时的电流相等，这成为正序等效定则[6]。对于三种简单不对称短路时短路电流正序分量，可以统一写成ᵃ(ᵅ)=ᵄ(0)ᵅᵅᵄ(1)ᵄᵅᵅ(1)+ᵄ短路点故障处的短路电流与它的正序分量绝对值成正比ᵅᵅᵄ(1)ᵃ(ᵅ)=ᵅ(ᵅ)ᵅᵅᵄ(1)计算短路电流要先求出各序电抗值ᵄᵅᵅ(1)、ᵄᵅᵅ(2)和ᵄᵅᵅ(0)，再根据具体的短路类型计算附加电抗ᵄ和比例系数ᵅ(ᵅ)。各种简单短路时的ᵄ和ᵅ(ᵅ)如表4-1所示。表4-1简单短路时的ᵄ和ᵅ(ᵅ)ᵅᵅ(ᵅ)13√3√3√1−ᵄᵅᵅ(2)ᵄᵅᵅ(0)(ᵄᵅᵅ(2)+ᵄᵅᵅ(0))2短路类型ᵅ(ᵅ)三相短路ᵅ(3)单相接地短路ᵅ(1)两相短路ᵅ(2)两相短路接地ᵅ(1,1)ᵄ(ᵅ)0ᵄᵅᵅ(2)+ᵄᵅᵅ(0)ᵄᵅᵅ(2)ᵄᵅᵅ(2)ᵄᵅᵅ(0)ᵄᵅᵅ(2)+ᵄᵅᵅ(0)∆abc 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计界条件为=0，==0示的边界条件为++=0==ᵄ(0)ᵄ=ᵃᵅᵄ(2)=−ᵃᵅᵄ(1)=−===ᵄ20)根据上式及正序等效定则，故障相电流的绝对值为=√3√1−.ᵃᵅᵄ(1) 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计选定基准值ᵄᵃ=60MV.A，ᵄᵃ=；根据初始条件，计算各元件的参数标幺值。ᵄ60ᵆ=ᵄ′′.ᵃ=0.2×=0.2ᵄᵃ(1)ᵅᵄ60ᵄᵄ60ᵄᵆᵃ(2)=ᵄ2.ᵄᵃ=0.25×60=0.25ᵄᵃ′′11ᵃ′′===1.05ᵄᵅᵅᵄ10.5ᵄT：ᵄ%ᵄ10.560ᵄᵆ×60=0.105ᵄT：ᵄ%ᵄ10.560ᵄᵆᵄ2×60=0.105ᵄ22603ᵃ(1)3ᵃ(2)31152ᵄ=ᵄ=×3ᵃ(1)3ᵃ(2)3115223ᵃ(0)ᵄ=3.5×0.109=3ᵃ(0)1603ᵃ(1)3ᵃ(2)31152ᵄ=ᵄ=×3ᵃ(1)3ᵃ(2)3115213ᵃ(0)ᵄ=3.5×0.054=3ᵃ(0)ᵄ60ᵄᵄᵃᵃ(1)=ᵄ1.ᵄᵃ=1.2×40=1.8ᵄᵄ60ᵄᵄᵃᵃ(2)=ᵄ2.ᵄᵃ=0.35×40=0.525ᵄ 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计XG(1)XT1T13XLT2T2XLD(1)X54Vf(1)-+Eeq-1.05059XG(2)XT12/3XL1/3XLXT2XLD(2)54Vf(2)-05259XT12/3XL(0)0.1050.381Vf(0)-(1)根据正序网络，可以求得正序组合电抗ᵄᵅᵅ(1)和电源组合电势(0)由21=ᵆᵃ(1)+ᵆᵄ1+3ᵄᵃ(1)=0.414 武汉理工大学《电力系统分析》课程设计12=ᵆᵃᵃ(1)+ᵆᵄ2+3ᵄᵃ(1)=1.959得ᵄ=1.2=0.342ᵅᵅ(1)1+2ᵄ(0)=ᵃ.2=0.867ᵅ1+2(2)根据负序网络，可以求得负序组合电抗ᵄᵅᵅ(2)由2