船舶电站 大连海事大学版LESSON66.pptVIP

第二章 船舶电力系统短路计算 1???? 短路种类： 三相短路d（3） 两相短路d （2） 单相短路d （1） 两相接地短路d （1，1） 陆地上110kV及以上系统都采用架空线路且都是中性点直接接地系统，发生单相接地短路的故障率最高65%）。船舶电力系统都采用电缆线路，并大多采用中性点绝缘系统，发生三相对称短路的故障率最高（80%）。 短路的原因： 1）绝缘损坏； 2）误操作； 3）气候等影响? 3 短路产生的后果: 短路电流的热效应: 通电导体产生的热量，由于短路电流很大，即使短路电流持续时间很短，也将使设备、导线急剧发热，甚至损坏设备，或引起火灾。 2) 短路电流的电动力效应: 平行导体通过大电流时，导体间产生的电动力冲击很大，可使导体变形，甚至损坏，使事故扩大。 3) 短路时系统电压大幅度下降: 母线电压大幅度下降。这样使用电设备不能正常工作。如异步电动机的力矩与电压的平方成正比，电压下降使电动机电磁力矩显著减小，转速随之下降，甚至停转，造成严重后果。 4) 由于短路，引起并联的发电机失去同步，破坏了同步发电机并联运行的稳定性，使系统产生振荡，甚至引起整个系统瓦解。 4 船舶电力系统短路计算目的 1)????? 校核所选用的配电电器： 自动空气断路器：短路接通能力 ? 短路T/2 时，短路电流可能达到的峰值（即最大非对称短路电流） 短路分断能力 ? 短路T/2 时，对称短路电流（有效值）。 ? 2）校验和确定自动空气断路器瞬时脱扣器动作电流整定值，为电力系统选择性保护的设计和整定提供依据。 ? 3）为校核汇流排、支持绝缘子、互感器等电器元件的热稳定和电动力稳定提供依据。 5 三相交流电网短路的过渡过程 1） 短路的过渡过程 假设 ： 电力系统的容量 Sx = ∞ ，电力系统的内部阻抗Zx = 0 ，（无限大容量的电力系统）则 U , f 恒定 短路前，电路处于稳态： u =U m· Sin (? t + ? ) i = Im ·Sin (? t + ? - ?′ ) 式中 Im = Um / √ ( R + R′ ) 2+ ?2 ( L+ L ′ ) 2 ? ′ = t g ˉ 1 ? ( L+L′ ) / (R+ R′ ) 设 ： t = 0 时发生短路，A 相的电压方程为： R· i + L· d i / d t = Um ·Sin (? t + ? ) (2) 方程 （2）的特解—— 短路电流的周期分量 i Z: i Z =I Zm Sin (? t + ? - ? ) (3) 式中 I Zm = Um / √ R2 + (? L )2 —— 短路电流周期分量 的幅值 ? = t g ˉ 1 ? L/ R —— 电路阻抗角 ? —— 电源电压的初始相角，即t = 0 时， A相电压的相位角，又称合闸角 。 方程 （2）对应的齐次方程的通解 ——非周期分量电流 if - Z : 由 R· i + L· di / dt = 0 得到 if - Z =C · e p t = C·e –t / T a ( 4) 式中 p = -R / L，是特征方程 R + P· L = 0 的根 T a = - 1 / p = L / R —— 时间常数 C — 积分常数，即非周期电流的起始值if - Z （0） 短路的全电流 i d = iz + i f-z = Izm· Sin (? t + ? - ? ) + C·e –t / T a (5) ∵ i (0-) = i (0+) ∴ Im ·Sin (? - ?′