電力系統(tǒng)短路課程設(shè)計

1、四 川 大 學(xué)教學(xué)網(wǎng)點：惠州學(xué)院電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計電氣工程及其自動化入學(xué)年份：姓名：學(xué)號：課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計（論文）任務(wù)原始資料：1 電力系統(tǒng)圖見附頁。2 參數(shù)的標(biāo)幺值如下：，。節(jié)點1和節(jié)點5為電源節(jié)點，電勢為1，內(nèi)阻抗為變壓器電源側(cè)均為YN接線，另一側(cè)均為接線。3 各元件及電源的各序阻抗均相同。任務(wù)要求：忽略對地支路1，當(dāng)節(jié)點2發(fā)生單相金屬性短路時，計算短路點的電壓和電流。2，當(dāng)節(jié)點2發(fā)生兩相金屬性短路時，計算短路點的電壓和電流。3，當(dāng)節(jié)點2發(fā)生三兩相金屬性接地短路時，計算短路點的電壓和電流。5，對上述計算結(jié)果進(jìn)行比較分析，得出結(jié)論。指導(dǎo)教師評語及成績成績： 指導(dǎo)教師簽字：

2、 年 月 日目 錄第1章 課程設(shè)計目的與要求11.1故障發(fā)生原因11.2短路類型11.3短路發(fā)生的原因21.4短路故障的危害21.5短路故障分析的內(nèi)容和目的 21.6限制短路故障危害的措施 31.7限制短路故障危害的措施 3第二章 短路計算 2.1系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò).1 2.2系統(tǒng)的正序負(fù)序零序等效電路圖 4 2.3短路計算 5 2.4計算短路點各相電壓 62.5對所計算結(jié)果進(jìn)行比較后得出結(jié)論 7第三章 總結(jié) 7參考文獻(xiàn) 9第一章課程設(shè)計內(nèi)容：1.1故障發(fā)生原因：電力系統(tǒng)在正常運行時，除中性點以外，相與相、相與地之間是絕緣的，所謂短路是指相與相或相與地之間發(fā)生短路。1.2短路類型：簡單短路故障共有

3、四種類型:三相短路,兩相短路,單相短路接地和兩相短路接地. 三相短路是對稱的,其他三種短路都是不對稱的.在四種短路類型中,單相短路接地故障發(fā)生的概率最高,可達(dá)65%,兩相短路約占10%,兩相短路接地約占20%,三相短路約占5%.雖然三相短路發(fā)生的概率最小,但他對電力系統(tǒng)的影響最嚴(yán)重。1.3短路發(fā)生的原因：電力系統(tǒng)在運行過程中常常會受到各種擾動，其中，對電力系統(tǒng)影響較大的是系統(tǒng)中發(fā)生的各種故障。常見的故障有短路、斷線和各種復(fù)雜故障（即在不同地點同時發(fā)生短路或斷線），而最為常見和對電力系統(tǒng)影響最大的是短路故障。因此，故障分析重點是對短路故障的分析。電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生的原因很多，既有客觀的，也有主

4、觀的，而且由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)和安裝地點的不同，引發(fā)短路故障的原因也不同。但是，根本原因是電氣設(shè)備載流部分相與相之間或相與地之間的絕緣遭到破壞。例如，架空線路的絕緣子可能由于受到雷電過電壓而發(fā)生閃絡(luò)，或者由于絕緣子表面的污穢而正常工作電壓下放電。再如發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜等設(shè)備中載流部分的絕緣材料在運行中損壞。有時因鳥獸跨接在裸露的載流部分，或者因為大風(fēng)或在導(dǎo)線上覆冰，引起架空線路桿塔倒塌而造成短路。此外，線路檢修后，在未拆除地線的情況下運行人員就對線路送電而發(fā)生的誤操作，也會引起故障。1.4短路故障的危害：短路對電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的正常運行都有很大的危害。（1）在發(fā)生短路后，由于電源供電回路阻抗的減

5、小以及產(chǎn)生的暫態(tài)過程，使短路回路中的電流急劇增加，其數(shù)值可能超過該回路額定電流的許多倍。短路點距發(fā)電機(jī)的電氣距離愈近，短路電流越大。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時，流過定子繞組的短路電流最大瞬時值可能達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電流的1015倍。在大容量的電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。（2）在短路點處產(chǎn)生的電弧可能會燒壞設(shè)備，而且短路電流流過導(dǎo)體時，所產(chǎn)生的熱量可能會引起導(dǎo)體或絕緣損壞。另外，導(dǎo)體可能會受到很大的電動力沖擊，致使其變形甚至損壞。（3）短路將引起系統(tǒng)電網(wǎng)中的電壓降低，特別是靠近短路點處的電壓下降最多，使部分用戶的供電受到影響。例如，負(fù)荷中的異步電動機(jī)，由于其電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比

6、，當(dāng)電壓降低時，電磁轉(zhuǎn)矩將顯著減小，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速變慢或甚至完全停轉(zhuǎn)，從而造成廢品及設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。（4）短路故障可能引起系統(tǒng)失去穩(wěn)定，這一方向的情況。（5）不對稱接地短路所引起的不平衡電流將在線路周圍產(chǎn)生不平衡磁通，結(jié)果在鄰近的通信線路中可能感應(yīng)出相當(dāng)大的感應(yīng)電動勢，造成對通信系統(tǒng)的干擾，甚至危及通信設(shè)備和人身安全。1.5短路故障分析的內(nèi)容和目的：短路故障分析的主要內(nèi)容包括故障后電流的計算、短路容量的計算、故障后系統(tǒng)中各點電壓的計算以及其他的一些分析和計算，如故障時線路電流與電壓之間的相位關(guān)系等。短路電流計算與分析的主要目的在于應(yīng)用這些計算結(jié)果進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計和整定值計算，開關(guān)電器、串聯(lián)電

7、抗器、母線、絕緣子等電氣設(shè)備的設(shè)計，制定限制短路電流的措施和穩(wěn)定性分析等。1.6限制短路故障危害的措施：電力系統(tǒng)設(shè)計和運行時，都要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档桶l(fā)生故障的概率，例如采用合理的防雷設(shè)施、降低過電壓水平、使用結(jié)構(gòu)完善的配電裝置和加強運行維護(hù)管理等。同時，還要采取減少短路危害的措施，其中，最主要的是迅速將發(fā)生短路的元件從系統(tǒng)中切除，使無故障部分的電網(wǎng)繼續(xù)正常運行。在發(fā)電廠、變電所及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，需要合理地選擇電氣接線、恰當(dāng)?shù)赜门潆娫O(shè)備和斷路器、正確地設(shè)計繼電保護(hù)以及選擇限制短路電流的措施等，而這些都必須以短路故障計算結(jié)果作為依據(jù)。短路故障的計算與分析，主要是短路電流的計算和分析。

8、短路電流的大小及其變化規(guī)律不僅與短路故障的類型有關(guān)，而且與電源特性、網(wǎng)絡(luò)元件的電磁參數(shù)有關(guān)。1.7限制短路故障危害的措施：短路故障的計算與分析，主要是短路電流的計算和分析。短路電流的大小及其變化規(guī)律不僅與短路故障的類型有關(guān)，而且與電源特性、網(wǎng)絡(luò)元件的電磁參數(shù)有關(guān)。在發(fā)電廠、變電所及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，需要合理地選擇電氣接線、恰當(dāng)?shù)赜门潼c設(shè)備和斷路器、正確地設(shè)計繼電保護(hù)以及選擇限制短路電流的措施等，而這些都必須以短路故障計算結(jié)果作為依據(jù)。電力系統(tǒng)設(shè)計和運行時，都要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档桶l(fā)生故障的概率，例如采用合理的防雷設(shè)施、降低過電壓水平、使用結(jié)構(gòu)完善的配電裝置和加強運行維護(hù)管理等。同時，

9、還要采取減少短路危害的措施，其中，最主要的是迅速將發(fā)生短路的元件從系統(tǒng)中切除，使無故障部分的電網(wǎng)繼續(xù)正常運行。第二章短路計算2.1系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)：等值網(wǎng)絡(luò)2.2系統(tǒng)的正序、負(fù)序和零序等效網(wǎng)絡(luò)： （一）正序網(wǎng)絡(luò)所謂正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計算對稱短路時所用的等值網(wǎng)絡(luò)處于中性點接地阻抗、空載線路以及空載變壓器以外，電力系統(tǒng)各元件均包括在正序網(wǎng)絡(luò)中，并且用相應(yīng)的正序參數(shù)和等值電路表示，三個網(wǎng)絡(luò)圖中僅正序包括電源。（二）負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序電流能流通的元件與正序電流的全相同，但是所有電源的負(fù)序電勢為零。（三）零序網(wǎng)絡(luò)在短路點施加代表故障邊界條件的零序電勢時，由于三相零序電流大小及相位相同，它們必須經(jīng)過大地才

10、能構(gòu)成通路。 （四）復(fù)合序網(wǎng)2.3短路計算：計算短路點各相電流基準(zhǔn)電流: （1）a相短路時: （2） b,c相短路時: （3）b,c相接地短路時: （4） 三相短路: 2.4計算短路點各相電壓：（1） a相短路時: （2） b,c相短路時: （3） b,c相接地短路時: 2.5對所計算結(jié)果進(jìn)行比較后得出結(jié)論：當(dāng)節(jié)點3發(fā)生各種金屬性短路時，計算短路點的電壓和電流小于忽略對地支路時節(jié)點2發(fā)生各種金屬性短路時所計算短路點的電壓和電流。第三章總結(jié)此課程的課程設(shè)計實際是作為電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)完電力系統(tǒng)分析課程后，進(jìn)行的一次全面的綜合訓(xùn)練，其目的在于加深對電力系統(tǒng)短路基礎(chǔ)理論和基本知識的理解，

11、掌握運用電力系統(tǒng)短路基礎(chǔ)合理論知識解決一些簡單的基本電路的短路方法。雖說整個課設(shè)過程很辛苦，可是我們從中找到了樂趣、接觸了實踐，以前不是特別明白的地方也通過實踐弄懂了。總的來說，這次課程設(shè)計使我 感受到了理論與實踐相結(jié)合的目的及其重要意義，不但使我對所掌握的電力系統(tǒng)短路基礎(chǔ)知識有了更深刻的認(rèn)識，還提高了我的動手查閱資料的能力而且還鍛煉了自己的獨立思考能力。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。設(shè)計簡潔、易懂 、不超出我的能力范圍的內(nèi)容不涉及，這寫想法在我沒設(shè)計此電路之前就已經(jīng)

12、有拉考慮，但是做完之后在失真度方面還是有那么一點欠缺，做為一名剛學(xué)習(xí)完電力系統(tǒng)分析的我來說有一定的難度，但是這對于我掌握，理解學(xué)習(xí)過的知識有很大的幫助，對于思維 、邏輯及其理論知識的運用等多方面有了更加進(jìn)一步的掌握，在做課設(shè)的過程中我查閱了很多老師的參考書通過參考及運用自己所掌握的知識完成了此次的設(shè)計，在這里我也感謝所有給予我關(guān)心幫助的老師和同學(xué)，希望以后有更多的機(jī)會來鍛煉自己的綜合素質(zhì)，為以后的學(xué)習(xí)、生活打下良好的基礎(chǔ)，在這次課設(shè)中也暴露了自己的一些缺點，基礎(chǔ)知識不夠扎實，我會在以后的日子里加以改正，來提高自己綜合能力。參考文獻(xiàn)1 電力系統(tǒng)分析（上、下冊），何仰贊編，華中科技大學(xué)出版社，2000年2 實用電氣工程師手冊（