电力系统对称故障的分析计算

电力系统对称故障的分析计算第一页，共十四页，编辑于2023年，星期一教学目的：了解同步发电机突然三相短路的暂态过程，掌握短路电流的实用计算方法复习旧课：重点：掌握短路电流的实用计算方法难点：掌握短路电流的实用计算方法引入新课：§6.1概述电力系统发生故障大多数是由短路引起的第二页，共十四页，编辑于2023年，星期一一、短路的概念和类型

1、短路是指电力系统中的相与相或相与地之间短接

2、电力系统中发生的短路有三相短路（对称短路），两相接地短路、两相短路和单相接地短路（不对称短路）。大电流接地系统才有单相接地短路。二、短路发生的原因和造成的严重后果电力系统的设计、安装和运行不当，大气过电压、操作过电压、绝缘老化和机械损伤等造成绝缘损坏，电力线路断线和倒杆等等都可能造成短路。电力系统短路时，网络总阻抗减小，短路电流超过正常电流许多，将造成：1、导体通过短路电流会严重发热，损坏绝缘，严重会烧坏设备2、短路电流通过导体会产生电动力，使导体弯曲变形3、短路点的残压为零，系统电压大大下降，影响了所有电气设备的正常运行4、影响电力系统运行的稳定性5、干扰通信第三页，共十四页，编辑于2023年，星期一三、计算短路电流的目的（1）选择电气设备，主要考虑电气设备动稳定和热稳定的校验（2）继电保护的配置和整定（3）电气主接线方案的比较和选择（4）通信干扰（5）确定分裂导线间隔棒的间隔（6）确定中性点的接地方式（7）校验接地装置的接触电压和跨步电压四、短路电流实用计算的基本假设（1）短路发生前，电力系统三相对称运行（2）所有发电机电势的相角在短路过程中都相同，频率正常（3）电力网参数均用电抗表示（0.4Ω/KM）（4）各元件的参数不随电流变化，计算中可用叠加原理（5）对负荷只作近似估算（6）按金属性短路，即短路点的阻抗为零第四页，共十四页，编辑于2023年，星期一§6.2无限大容量电源供电系统的三相短路(无穷大系统)

一、概念把系统当作无穷大电源,其内阻抗为零,电压和频率保持稳定,

这样计算出的短路电流偏于安全

二、无穷大系统发生三相短路的暂态过程三相短路点将网络分成两个独立的部分，右侧为无源网络，暂态过程就是从短路瞬间电流按指数规律衰减到零，能量转换成电阻消耗的热能。本章主要研究的是左边网络中的电磁暂态过程。a相代表第五页，共十四页，编辑于2023年，星期一假定短路在t=0s时发生，a相的电磁暂态过程为它的解就是短路的全电流，即电感电路中的电流不能突变，积分常数C可以确定，t=0代入三、短路冲击电流在短路发生半周内的某个瞬间，短路电流达到最大值，为短路冲击电流，主要用于电气设备动稳定的校验第六页，共十四页，编辑于2023年，星期一当取TA=0.05s时，Kimp=2.55IP(3)短路全电流有效值短路全电流有效值在冲击电流出现的周期最大，为短路电流最大有效值四、短路容量系统短路时，t时刻的短路容量为第七页，共十四页，编辑于2023年，星期一在短路容量实用计算中，常用周期分量初始有效值计算有效值为§6.3同步发电机突然三相短路的分析一、同步发电机突然三相短路的物理分析(1)磁链守恒基本定律(2)同步发电机突然三相短路的物理分析(3)突然三相短路的物理分析二、同步发电机稳定运行时的等值电路和相量图无阻尼绕组同步发电机正常稳态运行时，定子绕组在d、q两个方向的等值电抗分别是同步电抗Xd和XQ

，忽略定子绕组电阻，发电机定子电压方程为第八页，共十四页，编辑于2023年，星期一相应的等值电路和相量图三、同步发电机的暂态电势和暂态电抗

1、发电机的暂态电势和暂态电抗

1）发电机的直轴暂态电抗（暂态电抗）2）发电机的交轴暂态电势（暂态电势）第九页，共十四页，编辑于2023年，星期一3）暂态电抗后的电势

当定子回路电阻很小时，4）无阻尼绕组同步发电机用暂态参数表示方程是非常接近的，工程中可代替用。相应的等值电路和相量图第十页，共十四页，编辑于2023年，星期一2、同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗§6.4电力系统三相短路电流的实用计算

一、起始次暂态电流（I//）和冲击电流(iimp)的含义

iimp=KimpIM

发电机供给的短路电流计算

二、起始次暂态电流（I//）和冲击电流(iimp)的实用计算方法1、发电机的起始次暂态电流第十一页，共十四页，编辑于2023年，星期一2、复杂网络中短路点的次暂态电流为3、在实际工程中，设各电源的次暂态电势为1，忽略负荷，于是短路点的次暂态电流为三、异步电动机的短路反馈电流四、大容量并联电容器装置的短路电流对系统的影响五、网络变换和转移阻抗短路电流计算的主要步骤：（一般用标幺值计算）1、制定等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值2、简化网络，对复杂网消去电源点与短路点之间的节点，简化为

1）一个等值电势和一个等值电抗的串联电路第十二页，共十四页，编辑于2023年，星期一

2）多个有源支路并联的多支星形电路

3）考虑大型电动机的影响

4）计算指定时刻短路点