電分電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)資料

1、短路原因1.元件損壞，例如設(shè)備絕緣材料老化，設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)不良等造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成為短路。2.氣象條件影響，例如雷擊過后造成的閃爍放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線斷線和導(dǎo)線覆冰引起電線桿倒塌等。 3.人為過失，例如工作人員帶負(fù)荷拉閘，檢修線路或設(shè)備時(shí)未排除接地線合閘供電，運(yùn)行人員的誤操作等。人為破壞，如偷電線和美國的科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)使用的碳纖維彈。 4.其他原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸風(fēng)箏跨接在載流裸導(dǎo)體上等。 短路的后果1.產(chǎn)生大電流：有時(shí)會(huì)產(chǎn)生上萬甚至十幾萬安的大電流。因此會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，損毀設(shè)備，電弧會(huì)將許多元件短時(shí)間融化。同時(shí)，產(chǎn)生的電流還會(huì)帶來一定的電磁力，它同樣會(huì)損壞設(shè)

2、備。同樣可能造成重大火災(zāi)及傷害時(shí)間。 2.造成低電壓：它會(huì)使電氣設(shè)備無法正常工作。這種危害在醫(yī)院礦山時(shí)會(huì)引起危險(xiǎn)。 3.干擾抑制與破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 4.線損，熱損，無功功率等增大。 5.影響通信，通訊等。簡(jiǎn)介 接地短路電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)而流過非常大的電流。其電流值遠(yuǎn)大于額定電流 ，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的1015倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。 類型三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類型：三相短路

3、，兩相短路，單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。其中，除三相短路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱，因而又稱對(duì)稱短路外，其余三類均屬不對(duì)稱短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的90。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。 發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需35秒。在這一暫態(tài)過程中，短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量，其計(jì)算需采用電子計(jì)算機(jī)。在短路后約半個(gè)周波（0.01秒）時(shí)將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值，稱為沖擊電流。它會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，其大小可用來校驗(yàn)電工設(shè)備在發(fā)生短路時(shí)機(jī)械應(yīng)力的動(dòng)穩(wěn)定性。短路電流的分析、計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的重要

4、內(nèi)容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行中選擇電工設(shè)備、整定繼電保護(hù)、分析事故提供了有效手段。 電線短路電氣線路上，由于種種原因相接或相碰，產(chǎn)生電流忽然增大的現(xiàn)象稱短路。相線之間相碰叫相同短路；相線與地線、與接地導(dǎo)體或與大地直接相碰叫對(duì)地短路。在短路電流忽然增大時(shí)，其瞬間放熱量很大，大大超過線路正常工作時(shí)的發(fā)熱量，不僅能使絕緣燒毀，而且能使金屬熔化，引起可燃物燃燒發(fā)生火災(zāi)。 造成短路的主要原因有：1、線路老化，絕緣破壞而造成短路；2、電源過電壓，造成絕緣擊穿；3、小動(dòng)物（如蛇、野兔、貓等）跨接在裸線上；4、人為的多種亂拉亂接造成；5、室外架空線的線路松弛，大風(fēng)作用下碰撞；6、線路安裝過低與各種運(yùn)

5、輸物品或金屬物品相碰造成短路 . 短路容量短路就是電源未經(jīng)過負(fù)載而直接由導(dǎo)線接通成閉合回路。短路電流是指不接用電器時(shí)的電流，相當(dāng)于直接找個(gè)導(dǎo)線把電池的正負(fù)相連接時(shí)的電流。通常這是一種嚴(yán)重而應(yīng)該盡可能避免電路的故障，會(huì)導(dǎo)致電路因電流過大而燒毀并發(fā)生火災(zāi)。 空調(diào)短路在并聯(lián)電路中，用導(dǎo)線或開關(guān)直接將某電路元件或負(fù)載的兩端連接起來。這是因需要并不會(huì)導(dǎo)致因電流過大而發(fā)生燒毀現(xiàn)象的安全連接，是一種局部或部分的短路。如用幾十只小燈泡串聯(lián)而成的節(jié)日小彩燈，為了延長它的使用壽命，當(dāng)其中某只燈絲斷開而損壞后，其內(nèi)部的特別結(jié)構(gòu)會(huì)自動(dòng)將其兩端連接而使其他小燈泡正常工作。短路容量（short-circuit capac

6、ity）是反映電力系統(tǒng)某一供電點(diǎn)電氣性能的一個(gè)特征量。短路容量是對(duì)電力系統(tǒng)的某一供電點(diǎn)而言的，反映了該點(diǎn)的某些重要性能：該點(diǎn)帶負(fù)荷的能力和電壓穩(wěn)定性；該點(diǎn)與電力系統(tǒng)電源之間聯(lián)系的強(qiáng)弱；該點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流的水平。其次，短路容量也和整個(gè)系統(tǒng)的容量有關(guān)。隨著電力系統(tǒng)容量的擴(kuò)大，系統(tǒng)短路容量的水平也會(huì)增大?，F(xiàn)在高壓開關(guān)設(shè)備的額定容量中，已將短路容量改用短路電流值，如額定開斷電流。短路與短路電流計(jì)算（short circuit and short circuit calculation）短路是電力系統(tǒng)中的一種故障形態(tài)，是處在運(yùn)行中的線路或電氣設(shè)備相與相或相與地之間發(fā)生的直接或經(jīng)過外部故障阻抗的非正

7、常連接。短路電流計(jì)算就是計(jì)算電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)的電流、電壓的大小和系統(tǒng)中正序、負(fù)序、零序電流的分布。短路故障發(fā)生時(shí)，故障回路中將流過比正常運(yùn)行方式負(fù)荷電流大得多的短路電流，可能對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。短路電流計(jì)算的目的是確定短路故障的嚴(yán)重程度，研究限制短路電流的措施；選擇電氣設(shè)備參數(shù)，整定繼電保護(hù)；分析系統(tǒng)中負(fù)序及零序電流的分布，從而確定其對(duì)電氣設(shè)備和系統(tǒng)的影響。造成短路故障的主要原因是各種形式的過電壓以及絕緣材料的自然老化，致使載流導(dǎo)電體的絕緣被損壞；某些不可預(yù)計(jì)的自然災(zāi)害也是造成短路的原因，另外自然環(huán)境的污穢加重，使絕緣能力降低也是造成短路的原因。三相交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障的基本類型有：

8、三相短路、兩相短路、兩相對(duì)地短路各和單相對(duì)地短路等4 種（圖1）。413短路的危害發(fā)生短路時(shí)，短路回路的總阻抗很小，因此短路的總電流很大。危害程度很大。1、短路電流的熱效應(yīng)使設(shè)備發(fā)熱厲害2、產(chǎn)生的電動(dòng)力可能使設(shè)備變形或者損壞3、糸統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴(yán)重影響用戶的正常工作。414短路電流的計(jì)算目的1、選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備2、合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置3、作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù)造成短路的主要原因有：1.線路老化，絕緣破壞而造成短路；2.電源過高電壓，造成絕緣擊穿；3.小動(dòng)物（如蛇、野兔、貓等）跨接在裸線上；4.人為的多種亂拉亂接造成；5.室外架空線的線路松弛，大風(fēng)作用下碰撞；6.線路

9、安裝過低與各種運(yùn)輸物品或金屬物品相碰造成短路。 摘要 電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算主要是短路電流周期分量的計(jì)算，在給定電源電勢(shì)時(shí)，實(shí)際上就是穩(wěn)態(tài)交流電路的求解。 對(duì)于對(duì)稱短路電流的計(jì)算，工程實(shí)踐中，常利用計(jì)算曲線來確定短路后任意指定時(shí)刻短路電流的周期分量。短路電流周期分量的標(biāo)幺值可表示為計(jì)算電抗和時(shí)間的函數(shù)。對(duì)短路點(diǎn)的總電流和在短路點(diǎn)鄰近支路的電流分部計(jì)算，計(jì)算曲線具有足夠的準(zhǔn)確度。對(duì)于各種不對(duì)稱短路，都可以對(duì)短路點(diǎn)列寫各序網(wǎng)絡(luò)的電勢(shì)方程，根據(jù)不對(duì)稱短路的不同類型列寫邊界條件方程。聯(lián)立求解這些方程可以求得短路點(diǎn)電壓和電流的各序分量。簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的一種有效解法就是根據(jù)故障邊界條件組成復(fù)合序網(wǎng)。在復(fù)合序

10、網(wǎng)中短路點(diǎn)的許多變量被刪消去，只剩下正序電流一個(gè)待求量。根據(jù)正序電流的表達(dá)式，可以歸納出正序等效定則，即不對(duì)稱短路時(shí)，短路點(diǎn)正序電流與在短路點(diǎn)每相加入附加電抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。為了計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)的各相電壓和不同支路的各相電流，應(yīng)先確定電流和電壓的各序分量在網(wǎng)絡(luò)中的分布。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 短路電流計(jì)算 節(jié)點(diǎn) 計(jì)算機(jī) abstractPower system three-phase short-circuit calculation is mainly short-circuit current calculation of periodic components, given th

11、e power supply potential that is, in effect, when the solution of the steady-state ac circuits. For symmetry the calculation of short-circuit current, engineering practice, often use computation curve to determine any given time after a short circuit of short-circuit current periodic components. Sho

12、rt circuit current periodic components of what can be expressed as standard value calculation circuit reactance and function of time. The total current short-circuit point to short-circuit point in nearby branch and the current division and computing curve has enough accuracy. For all kinds of asymm

13、etric short circuit, can short-circuit point to write the sequence of the listed network, according to the asymmetry potential equation short circuit of different types of writing boundary condition equations listed. Simultaneous solving these equations can be obtained short-circuit point voltage an

14、d current each sequence components. Simple asymmetry of an effective solution to the fault is according to the fault of boundary conditions of composite sequence nets. In a composite sequence nets in many of the variable short-circuit point readily disappear, go, only is sequence current a stay for

15、quantity. According to the current positive sequence expressions, can induce sequence equivalent protocols, namely is asymmetric short circuit, short-circuit point is sequence current and in every phase short-circuit point to the circuit reactance additional three-phase short-circuit and happen the

16、current equal. In order to calculate the network nodes in the different phase voltage and different branch of each phase, should ensure current and voltage of the sequence components in the distribution network. Key words: electric power system short circuit current calculation node computer 1引言電力系統(tǒng)故障時(shí)線路中的短路電流常含有衰減直流分量和高頻諧波分量，非工頻分量的存在影響繼電保護(hù)的算法精度，特別是在斷路器智能操作的控制中，需要根據(jù)短路電流基波分量和衰減直流分量來判別故障電流的性質(zhì)，以便更合理地控制斷路器的剛分速度1，2，這就需要控制