7电力系统三相短路的分析计算.ppt

停电前后卫星拍到的美国上空照片 小结 短路电流表达式 1≤kim≤2 短路发生在发电机母线时：kim=1.9（最严重） 短路发生在发电厂高压母线侧时：kim=1.85 短路发生在其它地方时：kim=1.8 7.3 同步电机三相短路的暂态过程(了解) 与无限大功率电源的区别： 同步发电机的电势在短路后的暂态过程中是随时间而变化的，并不能保持其端电压不变，且发电机的内阻抗也不为零。 短路前后，由于惯性作用，转子的转速近似不变，可以认为频率仍维持恒定。 这样，在分析突然短路的暂态过程中，只需考虑同步发电机内部的电磁暂态过程即可。 7.3.1 突然短路暂态过程的特点(了解) 隐极式 凸极式 内容回顾 励磁电压 端电压 7.3.2 无阻尼绕组同步电机突然短路的物理分析(了解) 空载磁链ψfd d轴电枢磁链ψad q轴电枢磁链ψaq 漏磁链ψfσ 漏磁链ψσ 漏磁链ψσ 当同步发电机端突然三相短路时，由于外接阻抗减小，定子绕组电流将增大… 但在突变瞬间，为遵守磁链守恒定律，各绕组都将出现若干新的磁链和电流分量。 *电力系统三相短路的分析计算 2015年10月 校训：明德任责 校风：好学力行 电力系统三相短路的分析计算 第七章 内容回顾 同步发电机的基本方程 电势方程 磁链方程 定子侧 内容回顾 对于隐极机，由于Xd=Xq，有 等值电路 相量图 空载电势 内容回顾 对于凸极机，由于Xd≠Xq，有 相量图 等值电路 虚拟电势 7.1 短路的一般概念 7.2 恒定电势源电路的三相短路（概念） 7.3 同步发电机三相短路暂态过程 7.4 同步发电机三相短路电流计算 7.5 电力系统三相短路的实用计算（重点） 目录 电力系统在运行中常常会发生故障 简单故障、复杂故障 短路故障、断线故障 问题的提出 ? Z Z Z Z Z Z 发电机 用电设备 7.1.1 短路的类型 83% f(1) 单相接地短路 8% f(1,1) 两相接地短路 5% f(2) 两相短路 4% f(3) 三相短路 发生概率 代表符号 示意图 短路种类 三相短路故障发生的概率小，但后果最为严重，对系统的安全稳定运行影响最大。 7.1.1 短路的类型 各种元件发生短路的概率 600kW 以上发电机7.5％ 110kV 母线8.0％ 110kV 变压器6.5％ 110kV 架空线路78.0％ 110kV架空输电线路是电力系统中比较薄弱的环节，发生短路的概率最高。 7.1.2 短路的主要原因 主观+客观原因 电气设备载流部分的绝缘损坏（最主要的原因） 自然原因：风、覆冰、雪、雷电、雾、鸟害 人为原因：运行人员误操作（未拆地线合闸、带负荷拉隔离刀闸等 7.1.3 短路的危害 产生大电流 造成低电压 干扰以至于破坏系统的稳定运行 对通信线路的干扰 o U t 2 3 ?1 ?2 1 2003年8月14日—美加大停电 美国东部时间2003年8月14日16:11开始（北京时间8月15日晨4:11），美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大面积停电事故 纽约: 交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯里 停电影响 美国：俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特等8个州 加拿大：安大略省、魁北克省（2个省） 2003年8月14日—美加大停电 损失负荷：6180万千瓦，5000万居民无法供电 恢复需几天时间 - 8月14日19:30 恢复134万千瓦 - 8月14日23:00 恢复2130万千瓦 - 8月15日11:00 恢复4860万千瓦 美国切机20多台（含9台核电机组），美加共计切机百余台 美经济学家估计：美损失：300亿美元/天 限制短路电流的措施 线路上装设电抗器 采用继电保护装置，迅速作用于切除故障设备，保证无故障部分的安全运行。 架空线路普遍采用自动重合闸装置。 7.1.4 计算短路电流的目的 在发电厂、变电所及整个电力熊的设计、运行中均以短路计算结果作为依据。 选择电气设备（断路器、互感器、母线、电缆等）的依据 继电保护的配置和整定的基础。 比较和选择发电厂和电力系统电气主接线方案的依据。 7.2 恒定电势源电路的三相短路分析 7.2.1 三相短路的暂态过程 7.2.2 短路冲击电流 7.2.3 短路电流的有效值 7.2.4 短路容量 7.2.1 三相短路的暂态过程 恒定电势源（无限大功率电源）的特点： 电源的频率和电压保持恒定 电源的内阻抗为零 恒定电势源 7.2.1 三相短路的暂态过程 短路前电路处于稳态 简单三相电路短路 滞后相角 初始相角 7.2.1 三相短路的暂态过程 假设在t=0时刻，f点发生三相短路 短路后左侧电路仍