電力系統(tǒng)分析短路電流的計算

1、1課程設(shè)計的題目及目的1.1課程設(shè)計選題如圖所示發(fā)電機(jī)G ，變壓器T1、T2以及線路L 電抗參數(shù)都以統(tǒng)一基準(zhǔn)的標(biāo)幺值給出，系統(tǒng)C 的電抗值是未知的，但已知其正序電抗等于負(fù)序電抗。在K 點發(fā)生a 相直接接地短路故障，測得K 點短路后三相電壓分別為0=aU ， 1201-=b U ， 1201=cU 。試求： （1）系統(tǒng)C 的正序電抗；（2）K 點發(fā)生bc 兩相接地短路時故障點電流；（3）K 點發(fā)生bc 兩相接地短路時發(fā)電機(jī)G 和系統(tǒng)C 分別提供的故障電流（假設(shè)故障前線路電流中沒有電流）。 系統(tǒng)C發(fā)電機(jī)G15. 01=T X 15. 00=T X 25. 02=T X 25. 02='&#

2、39;X X d圖1-11.2課程設(shè)計的目的1. 鞏固電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識； 2. 練習(xí)查閱手冊、資料的能力；3熟悉電力系統(tǒng)短路電流的計算方法和有關(guān)電力系統(tǒng)的常用軟件；2短路電流計算的基本概念和方法2.1基本概念的介紹1. 在電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相短路。三相短路也稱為對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)。其他類型的短路都屬于不對稱短路。2. 正序網(wǎng)絡(luò):通過計算對稱電路時所用的等值網(wǎng)絡(luò)。除中性點接地阻抗、空載線路（不計導(dǎo)納）以及空載變壓器（不計勵磁電流）外，電力系統(tǒng)各元件均應(yīng)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。3. 負(fù)序網(wǎng)

3、絡(luò)：與正序電流的相同，但所有電源的負(fù)序電勢為零。因此，把正序網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù)都用負(fù)序參數(shù)代替，并令電源電勢等于零，而在短路點引入代替故障條件的不對稱電勢源中的負(fù)序分量，便得到負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。4. 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，由于三項零序電流大小及相位相同，他們必須經(jīng)過大地（或架空地線、電纜包庇等）才能構(gòu)成回路，而且電流的流通與變壓器中性點接地情況及變壓器的解法有密切關(guān)系。2.2 短路電流計算的基本方法1. 單相(a相 接地短路單相接地短路是，故障處的三個邊界條件為：0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I =經(jīng)過整理后便得到用序量表示的邊界條件為：(2(0(1(2

4、(000fa fa fa fa fa fa V V V I I I =+=2. 兩相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的邊界條件.0fa I = ； . . 0fbfcI I += ； . .fb fc V V =經(jīng)過整理后便得到用序量表示的邊界條件為：(0(1(2(1(200fa fa fa fa fa I I I V V =+=3. 兩相（b 相和c 相）短路接地b 相和c 相短路接地的邊界條件0faI=； 0fbV= ； 0fcV=經(jīng)過整理后便得到用序量表示的邊界條件為：(1(2(0(1(2(00fa fa fa fa fa fa I I I V V V +=4不對稱三相量的分解

5、(122(2(01111*3111a a a b a c I I a a I a I I I =(122(2(01111*3111a a a b a c U U a aU a U U U =3 計算過程及步驟3.1. 系統(tǒng)C 的正序電抗解：因為(122(2(01111*3111a a a b a c U U a a U a U U U =所以:(011( 33fa a b c U U U U =+=-(0(0(0a a fa U U I j j j j =+=+2(21( 3a a b c U U a U aU =+=-(2(0fa fa I I =(2(2(2+這時(2fa I與(2a U都

6、已知，求的：(20.0125c x =3.2. K點發(fā)生bc 兩相接地短路時故障點電流；解：1. 計算各序的總阻抗為：(1322ff X j =(2322ff X j= (0322ff X j= 2. 計算a 相正序電流：(0(1(1(2(0( ffa ff ff ff V I j X X X =+取(01.0f V j =(14.8876fa I =因為：(2(022(1(0(1(2(2(0(2(022(1(2(0(1(2(0( ( ff fa fbfa fa fa fa ff ff ff fa fcfa fa fa fa ff ff X V I a I aI I a I X X X V I

7、 a I a I I a I X X +=+=-+=+=-+得到：3.3. K點發(fā)生bc 兩相接地短路時發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)C 分別提供的故障電流；1. 由正序網(wǎng)絡(luò)可得：93205. 015. 00125. 010. 1111(1(=+-=+-=j j j jj jX jX jX V E I L T C fa C faC34253. 025. 010. 12 1(1(=+-=-=j j jj jX jX V E IGT fa G faG2. 由負(fù)序網(wǎng)絡(luò)可得：91605. 015. 00125. 0111 2(2(-=+-=+-=j j j jjX jX jX V I L T C fa faC3225.

8、 025. 0122( 2(-=+-=+-=j j j jX jX V I G T fa faG 3. 由零序網(wǎng)絡(luò)可得：(00faC I =(00faG I =4. K點發(fā)生bc 兩相接地短路時發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)C 分別提供的故障電流的計算： 9160916932 0( 2( 1(=+-=+=faC faC faC aC I I II 331(980 916(* 221(932* 2321(2 0( 2( 1(2j j j I aI I a I faC faC faC bC -=+-+-+-=+=331(980 916(* 2321(932* 221(20( 2(2 1(j j j I I a I

9、a I faC faC faC cC +-=+-+-+-=+=發(fā)電機(jī)G 提供的三相故障電流為：3203234 0( 2( 1(=+-=+=faG faG faG aG I I II 331(310 32(* 2321(34* 2321(2 0( 2( 1(2j j j I I a Ia I faG faG faG bG +-=+-+-+-=+=31(310 32(* 2321(34* 2321(20( 2(2 1(j j j I I a I a I faG faG faG cG -=+-+-+-=+=小結(jié)通過此次電力系統(tǒng)課程設(shè)計，我的理論知識和實際操作能力都得到了很大的提高。我們小組做的是電力

10、系統(tǒng)短路電流計算與分析，盡管這個題目只是電力系統(tǒng)中很小的一部分，但我還是從中學(xué)到了不少。對于以前電力系統(tǒng)的一些疑惑，在這次實踐中都迎刃而解了，并且更深切地體會到了一些應(yīng)用軟件在實際工作中的重要作用。而且此次電力系統(tǒng)課程設(shè)計將我們所學(xué)的書本只是串起來，使我對這一門課有了一個整體上的了解。像這種設(shè)計性的課程，它是一個從無到有的過程，盡管其過程是坎坷的，但是我體會到了成功之后的喜悅。這次課程設(shè)計是我知道理論和實際的結(jié)合十幾分重要，盡管在理論上行的通，也許在實際操作中會就會出現(xiàn)許多困難，但如果通過團(tuán)隊和個人的努力解決了所遇到的困難，會更加激我對這門課程的興趣。參考文獻(xiàn)1何仰贊、溫增銀. 電力系統(tǒng)分析（

11、第三版）. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002年1月2電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料. 中國電力出版社3徐政. 電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo). 北京：高等教育出版社，2004年4周守昌. 電路原理. 北京：高等教育出版社，2004年5韓禎祥. 電力系統(tǒng)分析. 杭州:浙江大學(xué)出版社，1993年附錄 正序網(wǎng)絡(luò)圖 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖 零序網(wǎng)絡(luò)圖武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計說明 本科生課程設(shè)計成績評定表 姓 名 田超 電氣 0703 班 性 別 男 專業(yè)、 專業(yè)、班級 課程設(shè)計題目： 課程設(shè)計題目：電力系統(tǒng)短路電流計算與分析 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄： 1. 在電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有哪些？ 答：在電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和 單相短路。 2. 什么是正序網(wǎng)絡(luò)？ 答：通過計算對稱電路時所用的等值網(wǎng)絡(luò)。除中性點接地阻抗、空載線路（不計 導(dǎo)納）以及空載變壓器（不計勵磁電流）外，電力系統(tǒng)各元件均應(yīng)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。 3. 單相接地短路、兩相短路的邊界條件是什么？ 答：單相短路接地的邊界條件是： V . fa =0 . ； . I fb = 0 ； ； . I fc = 0 fb 兩相短路的邊界條件是： I fa =0 ； I fb + I fc = 0 V