电力系统短路电流计算及标幺值算法..doc

第七章 短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述 General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴ 元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵ 气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶ 违规操作 如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷ 其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴ 基本形式: —三相短路；—两相短路； —单相接地短路；—两相接地短路； ⑵ 对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。 4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。 电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。 发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。 故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备. 电压大幅下降，对用户影响很大. 如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。这是短路故障的最严重后果。 不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。 二、计算短路电流的目的及有关化简 The purpose and some simplification of short circuit Calculation 1、短路计算的目的 a、选择电气设备的依据； b、继电保护的设计和整定； c、电气主接线方案的确定； d、进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响； 2、短路计算的简化假设 a、不考虑发电机间的摇摆现象，认为所有发电机电势的相位都相同； b、不考虑磁路饱和，认为短路回路各元件的电抗为常数； c、不考虑发电机转子的不对称性，用来代表。认为 ,即认为短路前发电机是空载的； d、不考虑线路对地电容、变压器的励磁支路和高压电网中的电阻，认为等值电路中只有各元件的电抗。 §7-2 标么值计算方法与短路电流计算步骤 Per-unit system and the process of short-circuit current calculation 一、 标么制的概念 conception of per-unit system 1、标么制 per-unit system：将电压、电流、功率、阻抗等物理量不用其有名值表示，而用标么值表示。 2、标么值：per-unit value 例如:某发电机的端电压用有名值表示为,如果用标么值表示,就必须先选定基准值.若选基准值,则; 若取基准值,则; 若取基准值,则. 可见:标么值是一个没有量纲的数值,对于同一个有名值,基准值选得不同,其标么值也就不同. 因此:说明一个量的标么值时，必须同时说明它的基准值；否则，标么值的意义不明确！ 3、采用标么制的优点： the advantage of per-unit system 易于比较电力系统中各元件的特性和参数； 易于判断电气设备的特征和参数的优劣； 可以使计算量大大简化。 二、 基准值的选取 the selection of reference value 各量的基准值之间应服从： 功率方程： 欧姆定律： 通常选定 则： ， 三相对称系统中，不管是Y接线还是接线，任何一点的线电压（或线电流）的标么值与该点的相电压（或相电流）的标么值相等，且三相总功率的标么值与每相的功率标么值相等。故：采用标么制时，对称三相电路完全可以用单相电路计算。 说明：通常取（） 三、不同基准值的标么值之间的换算 conversion among per-unit values based on different reference values 原则：换算前后的物理量的有名值保持不变。 步骤：（1）将以原有基准值计算出的标么值还原成有名值 （2）计算新基准值下的标么值 发电机、变压器 已知：