電力系統(tǒng)分析林力

1、貴州電力職業(yè)技術學院科目：電力系統(tǒng)分析班級：電自3111班姓名：林力學號：19號指導教師：尹虹 序言電力系統(tǒng)在運行過程中常常會受到各種干擾動，其中對電力系統(tǒng)運行影響較大的是系統(tǒng)中發(fā)生的各種故障。常見的故障有短路、斷線各種復雜故障。因此，故障分析重點是對短路的分析。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)生短接。而短路計算正是分析短路的重要一個步驟，它可以起到保護電力系統(tǒng)安全運行的作用。在電力系統(tǒng)和電氣設備的設計和運行中，短路計算解決一系列技術問題不可缺少的基本計算，這些問題主要是：（1） 選擇有足夠的機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設備，例如：

2、斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計算作為依據(jù)。這里包括計算沖擊電流以校驗設備的點動力穩(wěn)定度；計算若干時刻的短路電流周期分量以校驗設備的熱穩(wěn)定度。（2） 為了合理地配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析。在這些計算中不但要知道故障支路的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡中的分布情況。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值。（3） 在設計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進行必要的短路電流計算。（4） 進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，研究短路時用戶工作的影響等，也包含有一部分短路

3、計算的內容。 此外，確定輸電或路對通訊的干擾，對已發(fā)生故障進行分析，必須進行短路計算。 目錄序言1第1章 ：原始資料分析21.1原始資料21.1.1設計任務21.1.2計算各序電抗標幺2第2章 ：短路計算分析52.1 短路電流計算的一般概述52.2根據(jù)原始資料網(wǎng)絡進行短路有關計算8第三章：結論11結束語12參考文獻13第一章：原始資料分析1.1原始資料：某系統(tǒng)接線如圖所示，忽略變壓器勵磁支路和線路導納: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設計任務 1.畫出K點發(fā)生BC相接地短路時故障序網(wǎng)圖；2.當K點發(fā)生BC相接地短路時，求短路各相電流和電壓的有效值。3.當K點發(fā)生BC相接地短路時，求發(fā)電機G1（T1低壓側母線）端點各相電流和電壓的有效值。1.1.2計算各序電抗標幺值設S=100MVA , U=Uav,則各元件各序電抗標幺值如下：發(fā)電機：G: X=X×= X=X×=G: X=X×= X=X×=變壓器：T: X=X=X=T: X=X=X=線路：L: XL11*=X12*=X1L*SB/UB2=0.4+50*100/1152=0.151XL10*

5、=2*0.151=0.302第二章：短路計算分析2.1 短路電流計算的一般概述電氣設備或導體發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設計和運行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當發(fā)生短路時，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。（1）短路的原因主要原因是電氣設備載流部分絕緣所

6、致。其他如操作人員帶負荷拉閘或者檢修后未拆除地線就送電等誤操作；鳥獸在裸露的載流部分上跨越以及風雪等現(xiàn)象也能引起短路。（2）短路的種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機還可能發(fā)生一相繞組匝間或層間短路等。根據(jù)運行經(jīng)驗統(tǒng)計，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的60%，兩相短路約占15%，兩相接地短路約占20%，三相短路約占5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因為它畢竟有發(fā)生的可能，并且對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著十分不利的影響。單相短路雖然機會多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值

7、不超過三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇，況且三相短路又是不對稱短路的計算基礎，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應該掌握交流三相短路電流的計算。（3）短路的危害發(fā)生短路時，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因此短路電流可能達到很大的數(shù)值。強大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應會使電氣設備受到破壞；短路點的電弧可能燒壞電氣設備；短路點的電壓顯著降低，使供電受到嚴重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運行破裂，引起嚴重后果。不對稱短路所造成的零序電流，會在鄰近的通訊線路內產(chǎn)生感應電勢，干擾通訊，亦可能危及人身和設備安全。（4）短

8、路電流計算的目的在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路電流計算。在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。在設計戶外高壓配電裝置時，需按短路條件效驗軟導線的相間和相對地的安全距離。在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。接地裝置需根據(jù)短路電流進行設計。(5)、接地裝置的設計，也需要短路電流。計算步驟：1. 選擇計算短路點。2. 畫等值電路圖。3. 化簡等值網(wǎng)絡：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以短

9、路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗。4. 求計算電抗。5. 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值。6. 計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量。7. 計算短路電流周期分量有名值和短路容量。8. 計算短路電流沖擊值。9. 計算異步電機供給的短路電流。10. 繪制短路電流計算結果表.2.1.2 短路回路參數(shù)的計算在進行短路電流計算時，首先需要計算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計算通常采用有名值和標么值兩種計算方法。前一種計算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。對較復雜的高壓供電系統(tǒng)，

10、計算短路電流時采用標么制進行計算比較簡便。標么制屬于相對電位制的一種，在用標么制計算時，各電氣元件的參數(shù)都用標么值表示。標么值一般又稱為相對值，是一個無單位的值，通常采用帶有*號的下標以示區(qū)別，標么值乘以100，即可得到用同一基準值表示的百分值。在標么值計算中。首先要選定基準值。雖然基準值可以任意選取，但實際計算中往往要考慮計算的方便和所得到的標么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準電壓。尚須指出，在電路的計算中，各量基準值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個物理量的基準值之間應滿足下列關系：=式中

11、、功率、電壓、電流、阻抗的基準值。表2-1電氣設備阻抗計算公式序號元件名稱標幺值有名值（）1發(fā)電機=2變壓器、RT=、XT=3電抗器4線路(1)2.2根據(jù)原始資料網(wǎng)絡進行短路有關計算（設計任務）2.2.1作故BC相間接地短路時的障序網(wǎng)圖: EG1* XG11* XT11* XL11* XT12* XG12* EG2* U1* 正序網(wǎng) XG12* XT12* XL12* XT22* XG22* U2* 負序網(wǎng) XT10* XL10* XT20* U0* 零序網(wǎng)化簡網(wǎng)絡，求X1、X2、X0;網(wǎng)絡化簡如下： EG1* X1* U1* X1= X1/X2=0.315X1=XG11*+XT11*+ XL

12、11* 正序網(wǎng) X2=XG21*+XT21* X2= X1/X2=0.357 X2* U2* X1=XG12*+XT12*+ XL12* X2=XG22*+XT22* 負序網(wǎng) X0* U0* X0= X1/X2=0.1961X1=XT10*+XL10* 零序網(wǎng) X2=XT20*代入?yún)?shù)計算X= X=X=制定復合序網(wǎng) 2.2.2當K點發(fā)生BC相接地短路時，短路各相電流和電壓的有效值計算如下:由于BC兩相接地短路 ，則 當K點發(fā)生BC相接地短路時，發(fā)電機G1（T1低壓側母線）端點各相電流和電壓的有效值計算如下: 短路點 名稱 電流有效值（KA）電壓有效值(KV)K點1.83757.2發(fā)電機G120

13、.135.226第三章 結論根據(jù)以上計算，可得出以下結論： 故障兩相的短路電流的幅值相等，它們通過大地和電源的中性電形成回路。流入大地的電流即是零序電流，它是兩相故障電流之和。非故障相的短路電流為零。 短路處的正序電流的大小與短路點原正序網(wǎng)絡上增加一個附加電抗XZ= X2/X0而發(fā)生三相短路時的電流相等。 短路處兩相故障的電壓為零。 如故障發(fā)生在雙電源回路中，其總電抗為故障點兩側電抗的并聯(lián)。 發(fā)電機處選擇的隔離開關、斷路器與變壓器側選擇的隔離開關、斷路器不一樣。結束語在老師的指導下,經(jīng)過近為期兩周的努力，電力系統(tǒng)分析課程設計終于完成了，在此我對老師給予我們的幫助表示衷心的感謝,并且感謝曾給予我

14、幫助的同學。在這兩周時間里我學會了很多有用的東西。開始時，在學電力系統(tǒng)分析這本書時，感覺內容并不是很難，也比想象中的好理解一些。但是，我們所學的這些東西始終是理論上的一些東西，理論上的東西如何綜合運用，這是我們這學期沒有學過，也不會的東西。這次電力系統(tǒng)分析課程設計，給我們提供了又一個試煉的機會，所學課本上的東西用的很多，但是，也需要課外一些書籍的內容，比如說電力系統(tǒng)分析、電力工程電氣設計手冊，電氣一次部分。過程中雖然遇到了很多困難，但是在自己的努力及同學老師的幫助下，如期完成了任務，也讓我自己感到了成就感。這次設計也給我上了一課：不管遇見什么難題時，都應該要平穩(wěn)自己的心態(tài)，不能著急，不懂得就慢慢的來。在這一次的電力系統(tǒng)作業(yè)，我們每一個人都受益匪淺。兩個星期有些短暫，但是我們組的每一個人都很認真的去對待。這次作業(yè)讓我們對電力系統(tǒng)這門課程有了更深的了解，在作業(yè)中我們對電力系統(tǒng)的基本知識，系統(tǒng)分析和