chap電力系統(tǒng)短路計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地（ 中 性 點(diǎn) 直 接 接 地 系 統(tǒng) ） 之 間 發(fā) 生 通 路(tngl)情況。1 1“短路短路(dunl)”(dunl)”定義定義2 2原因與后果原因與后果 各種因素造成的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣損傷。電力系統(tǒng)故障。第1頁(yè)/共42頁(yè)第一頁(yè)，共43頁(yè)。 短路電流巨大，使導(dǎo)體嚴(yán)重發(fā)熱、熔化、絕緣短路電流巨大，使導(dǎo)體嚴(yán)重發(fā)熱、熔化、絕緣損壞損壞 。 且產(chǎn)生巨大電動(dòng)力，損壞導(dǎo)體與電器。且產(chǎn)生巨大電動(dòng)力，損壞導(dǎo)體與電器。產(chǎn)生電弧，損壞元件，燒毀設(shè)備。產(chǎn)生電弧，損壞元件，燒毀設(shè)備。 感性電流產(chǎn)生較強(qiáng)去磁性電樞反應(yīng)，降低發(fā)電感性電流產(chǎn)生較強(qiáng)去磁性電樞反應(yīng)，降低發(fā)

2、電機(jī)端電壓。且大電流增大機(jī)端電壓。且大電流增大(zn d)(zn d)線(xiàn)路電壓損耗，線(xiàn)路電壓損耗，網(wǎng)絡(luò)電壓下降。網(wǎng)絡(luò)電壓下降。 破壞并列運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)組間穩(wěn)定性，發(fā)生功破壞并列運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)組間穩(wěn)定性，發(fā)生功率振蕩，使繼保誤動(dòng)作導(dǎo)致大面積停電。率振蕩，使繼保誤動(dòng)作導(dǎo)致大面積停電。 不對(duì)稱(chēng)接地短路產(chǎn)生零序電流，對(duì)通信線(xiàn)路和不對(duì)稱(chēng)接地短路產(chǎn)生零序電流，對(duì)通信線(xiàn)路和信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾。信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾。 某些不對(duì)稱(chēng)短路會(huì)使非故障相產(chǎn)生過(guò)電壓。某些不對(duì)稱(chēng)短路會(huì)使非故障相產(chǎn)生過(guò)電壓。第2頁(yè)/共42頁(yè)第二頁(yè)，共43頁(yè)。3 3短路短路(dunl)(dunl)類(lèi)型類(lèi)型對(duì)稱(chēng)短路對(duì)稱(chēng)短路(dunl)(dun

3、l)：三相短路：三相短路(dunl)(dunl)不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)(duchn)(duchn)短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路短路：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路中性點(diǎn)直接接地的高壓和超高壓電力系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地的高壓和超高壓電力系統(tǒng)：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收险紗蜗嘟拥囟搪饭收险?0%，其余是各種相間短路。其余是各種相間短路。電壓較低輸配電網(wǎng)絡(luò)中：電壓較低輸配電網(wǎng)絡(luò)中：?jiǎn)蜗鄦蜗?5%；兩相接地；兩相接地20%；兩相短路；兩相短路10%；三相三相5%（幾率最小，后果最幾率最小，后果最 嚴(yán)重嚴(yán)重）。）。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：相間故障（包括相間接地）。相間故障（包括相間接地）。第3

4、頁(yè)/共42頁(yè)第三頁(yè)，共43頁(yè)。4 4短路短路(dunl)(dunl)計(jì)算的目的和簡(jiǎn)計(jì)算的目的和簡(jiǎn)化假設(shè)化假設(shè) 為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備機(jī)械穩(wěn)定性為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)。和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)。 為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線(xiàn)提供必要接線(xiàn)提供必要(byo)(byo)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 合理配置電力系統(tǒng)中各種繼保和自動(dòng)裝合理配置電力系統(tǒng)中各種繼保和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)。置并正確整定其參數(shù)。第4頁(yè)/共42頁(yè)第四頁(yè)，共43頁(yè)。 負(fù)荷用恒定電抗表示或忽略不計(jì)。負(fù)荷用恒定電抗表示或忽略不計(jì)。 系統(tǒng)元件參數(shù)恒定，高壓電網(wǎng)不計(jì)元件電阻和系統(tǒng)元件

5、參數(shù)恒定，高壓電網(wǎng)不計(jì)元件電阻和導(dǎo)納，即用純電抗表示。各發(fā)電機(jī)電勢(shì)同相位。導(dǎo)納，即用純電抗表示。各發(fā)電機(jī)電勢(shì)同相位。 系統(tǒng)除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)系統(tǒng)除不對(duì)稱(chēng)故障處出現(xiàn)(chxin)(chxin)局部不對(duì)稱(chēng)局部不對(duì)稱(chēng)外，其余部分三相對(duì)稱(chēng)。外，其余部分三相對(duì)稱(chēng)。第5頁(yè)/共42頁(yè)第五頁(yè)，共43頁(yè)。1 1標(biāo)幺制與標(biāo)幺值標(biāo)幺制與標(biāo)幺值 把阻抗、導(dǎo)納、電流、電壓等物理量值分別用相應(yīng)單位把阻抗、導(dǎo)納、電流、電壓等物理量值分別用相應(yīng)單位如歐姆（如歐姆（）、西門(mén)（）、西門(mén)（S）、安（）、安（A）、伏（）、伏（V）、伏安（）、伏安（VA）來(lái)表示）來(lái)表示有名單位制；也可以有名單位制；也可以(ky)把這些物理量值把這些物

6、理量值用沒(méi)有單位的相對(duì)值來(lái)表示用沒(méi)有單位的相對(duì)值來(lái)表示標(biāo)幺制。標(biāo)幺制。標(biāo)幺制：把各個(gè)物理量用標(biāo)幺值來(lái)表示的一種標(biāo)幺制：把各個(gè)物理量用標(biāo)幺值來(lái)表示的一種 運(yùn)算運(yùn)算(yn sun)(yn sun)方法。方法。標(biāo)幺值（標(biāo)幺值（相對(duì)值相對(duì)值）=實(shí)際值（實(shí)際值（任意單位任意單位）基準(zhǔn)值（基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單位與實(shí)際值同單位）百分值：百分值：5%6% 30%標(biāo)幺值：標(biāo)幺值：0.050.06=0.003 第6頁(yè)/共42頁(yè)第六頁(yè)，共43頁(yè)。2 2基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值的選擇(xunz)(xunz)第7頁(yè)/共42頁(yè)第七頁(yè)，共43頁(yè)。第8頁(yè)/共42頁(yè)第八頁(yè)，共43頁(yè)。第9頁(yè)/共42頁(yè)第九頁(yè)，共43頁(yè)。第10頁(yè)/共42

7、頁(yè)第十頁(yè)，共43頁(yè)。3 3基準(zhǔn)值變化基準(zhǔn)值變化(binhu)(binhu)時(shí)標(biāo)幺值的時(shí)標(biāo)幺值的歸算歸算第11頁(yè)/共42頁(yè)第十一頁(yè)，共43頁(yè)。第12頁(yè)/共42頁(yè)第十二頁(yè)，共43頁(yè)。第13頁(yè)/共42頁(yè)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。第14頁(yè)/共42頁(yè)第十四頁(yè)，共43頁(yè)。2ddLdLL(d)USXZXX實(shí)際計(jì)算中基準(zhǔn)值選取標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際計(jì)算中基準(zhǔn)值選取標(biāo)準(zhǔn)： 只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器，可直接取其額定電壓、額定只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器，可直接取其額定電壓、額定功率為基準(zhǔn)值；功率為基準(zhǔn)值； 元件多，基準(zhǔn)功率常取整數(shù)，元件多，基準(zhǔn)功率常取整數(shù)，100或或1000MVA；或選；或選取某一最大容量設(shè)備的額定功率，而基準(zhǔn)電壓則可以

8、取網(wǎng)取某一最大容量設(shè)備的額定功率，而基準(zhǔn)電壓則可以取網(wǎng)絡(luò)各級(jí)額定電壓或平均額定電壓。絡(luò)各級(jí)額定電壓或平均額定電壓。第15頁(yè)/共42頁(yè)第十五頁(yè)，共43頁(yè)。4 4變壓器聯(lián)系的多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)變壓器聯(lián)系的多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)(zhn bio)(zhn bio)幺值計(jì)算幺值計(jì)算第16頁(yè)/共42頁(yè)第十六頁(yè)，共43頁(yè)。變比系數(shù)用實(shí)際變比（準(zhǔn)確變比系數(shù)用實(shí)際變比（準(zhǔn)確(zhnqu)值）值）計(jì)算：計(jì)算：準(zhǔn)準(zhǔn) 確確 計(jì)計(jì) 算算 法法第17頁(yè)/共42頁(yè)第十七頁(yè)，共43頁(yè)。第18頁(yè)/共42頁(yè)第十八頁(yè)，共43頁(yè)。 含一個(gè)含一個(gè)(y )變壓器時(shí)：變壓器時(shí)：第19頁(yè)/共42頁(yè)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。 含二個(gè)變壓器時(shí)：含二個(gè)變壓器

9、時(shí)：第20頁(yè)/共42頁(yè)第二十頁(yè)，共43頁(yè)。第21頁(yè)/共42頁(yè)第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。近近 似似 計(jì)計(jì) 算算 法法網(wǎng)絡(luò)平均網(wǎng)絡(luò)平均(pngjn)額定電壓比相應(yīng)電壓級(jí)的額定電壓額定電壓比相應(yīng)電壓級(jí)的額定電壓高高5%：UavN電網(wǎng)額定電壓（所對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)額定電壓（所對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(wnglu)平均額定電平均額定電壓）壓）/kV：3（），（），6（），（），10（），（），15（），（），35（37），），110（115），），220（230），），330（345），），500（525）第22頁(yè)/共42頁(yè)第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。變壓器的變比用實(shí)際變壓器的變比用實(shí)際(shj)變比計(jì)算。變比計(jì)算。 第23頁(yè)/共42

10、頁(yè)第二十三頁(yè)，共43頁(yè)。變壓器變壓器T1的變比可以用它的變比可以用它所聯(lián)系兩側(cè)的平均額定所聯(lián)系兩側(cè)的平均額定( dng)電壓之比，即近似變電壓之比，即近似變比代替實(shí)際變比。比代替實(shí)際變比。 第24頁(yè)/共42頁(yè)第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。第25頁(yè)/共42頁(yè)第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。準(zhǔn)確計(jì)算法準(zhǔn)確計(jì)算法（變壓器用實(shí)際變比）（變壓器用實(shí)際變比）近似計(jì)算法近似計(jì)算法（變壓器用近似變比）（變壓器用近似變比）第26頁(yè)/共42頁(yè)第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。取第段電路(dinl)為基本段。P127 例例4-3 對(duì)如圖所示輸電系統(tǒng)對(duì)如圖所示輸電系統(tǒng)(xtng)，用準(zhǔn)確計(jì)，用準(zhǔn)確計(jì)算法和近似計(jì)算法分別計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件標(biāo)幺值。

11、算法和近似計(jì)算法分別計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件標(biāo)幺值。第27頁(yè)/共42頁(yè)第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。1. 準(zhǔn)確準(zhǔn)確(zhnqu)計(jì)算法計(jì)算法第28頁(yè)/共42頁(yè)第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。各元件電抗各元件電抗(dinkng)(dinkng)的標(biāo)幺值依次的標(biāo)幺值依次為：為：第29頁(yè)/共42頁(yè)第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。第30頁(yè)/共42頁(yè)第三十頁(yè)，共43頁(yè)。第31頁(yè)/共42頁(yè)第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。2. 近似計(jì)算法近似計(jì)算法第32頁(yè)/共42頁(yè)第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。各元件各元件(yunjin)(yunjin)電抗的標(biāo)幺值依次電抗的標(biāo)幺值依次為：為：第33頁(yè)/共42頁(yè)第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。1 1“無(wú)限大無(wú)限大”功率功率(gngl

12、)(gngl)電源概電源概念念“無(wú)限大無(wú)限大”電源：電源：S=S=，Z=0Z=0，UmUm一定。一定。外阻抗相對(duì)于電源內(nèi)阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠(yuǎn)小于電源外阻抗相對(duì)于電源內(nèi)阻抗大得多，由短路引起的電源送出功率的變化遠(yuǎn)小于電源所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會(huì)發(fā)生所具有的功率，電源電壓的幅值和頻率不會(huì)發(fā)生(fshng)(fshng)可察覺(jué)的變化?？刹煊X(jué)的變化。近似條件：等值電源內(nèi)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的近似條件：等值電源內(nèi)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的5%10%5%10%。 第34頁(yè)/共42頁(yè)第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。2 2三相短路三相短路(dunl)(dunl)的暫態(tài)過(guò)程的暫態(tài)

13、過(guò)程分析分析）（tUdtdiLRimaasinnppaiii全全 解：解：第35頁(yè)/共42頁(yè)第三十五頁(yè)，共43頁(yè)。aTtpmmpmaeIIIisinsintsin0）（）（）（i0：短路前電流在時(shí)間軸投影。：短路前電流在時(shí)間軸投影。ip0：短路后電流周期：短路后電流周期(zhuq)分量在時(shí)間軸投影。分量在時(shí)間軸投影。I p m ： 短 路： 短 路(dunl)電流周電流周期分量幅值。期分量幅值。I m ： 短 路： 短 路(dunl)前穩(wěn)態(tài)前穩(wěn)態(tài)電流幅值。電流幅值。000papiii流過(guò)電感的電流不能突變流過(guò)電感的電流不能突變第36頁(yè)/共42頁(yè)第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。3 3短路短路(dunl)(

14、dunl)沖擊電流沖擊電流最嚴(yán)重短路情況下的短路電流最大瞬時(shí)值，最嚴(yán)重短路情況下的短路電流最大瞬時(shí)值，ish，校驗(yàn)，校驗(yàn)(xio yn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性。電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定性。pmimshIKi Kim：沖擊(chngj)系數(shù)，常取要求非周期電流有最大初值。要求非周期電流有最大初值。第37頁(yè)/共42頁(yè)第三十七頁(yè)，共43頁(yè)。4 4短路短路(dunl)(dunl)全電流有效值全電流有效值第38頁(yè)/共42頁(yè)第三十八頁(yè)，共43頁(yè)。5 5短路功率短路功率(gngl)(gngl)（短路容量）（短路容量）校驗(yàn)校驗(yàn)(xio yn)(xio yn)斷路器的切斷斷路器的切斷能力。能力。第39頁(yè)/共42頁(yè)第三十九頁(yè)，共43頁(yè)。P135 例例4-4 某變壓器由無(wú)限大功率電源供電。當(dāng)某變壓器由無(wú)限大功率電源供電。當(dāng)在在K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，試計(jì)算短路電流周期分量、點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，試計(jì)算短路電流周期分量、沖擊沖擊(chngj)電流及短路功率。（取電流及短路功率。（取Ksh）第40頁(yè)/共42頁(yè)第四十頁(yè)，共43頁(yè)。第41頁(yè)/共42頁(yè)第四十一頁(yè)，共43頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第42頁(yè)/共42頁(yè)第四十二頁(yè)，共43頁(yè)。