电力系统短路剖析.pptVIP

第7章 电力系统短路计算;第一节 电力系统短路故障;第一节 电力系统短路故障;一、短路的原因及其后果;短路对电力系统正常运行和电气设备有很大的危害。 在发生短路时，由于供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路点及其附近设备流过的短路电流值大大增加，可能超过该回路额定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大。;2．短路电流造成的后果 （1）短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁； （2）短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏； （3）短路电流基本上是电感性电流，它将产生较强的去磁性电枢反应，从而使发电机的端电压下降，同时短路电流流过线路使其电压损失增加。 因而短路时会造成系统电压大幅度下降，短路点附近电压下降得最多，严重影响电气设备的正常工作；;（4）严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，破坏系统的稳定性，造成大面积的停电。这是短路所导致的最严重的后果； （5）不对称短路将产生负序电流和负序电压而危机机组的安全运行，如汽轮发电机长期允许的负序电压一般不超过额定电压的8%-10%，异步电动机长期允许的负序电压一般不超过额定电压的2%-5%； （6）不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作，甚至危及设备和人身安全。;二、短路的类型;表7-1列出了各种短路的示意图和代表符号。 各种类型短路事故所占的比例，则与电压等级、中性点接地方式等有关。 在中性点接地的高压和超高压电力系统中，以单相接地（短路）所占的比例最高，约占全部断路故障的90%。;表7-2为我国某220kV电力系统自1961年至1977年间短路故障的统计数据。 另据统计，在电压较低的输配电网络中，单相短路约占65%，两相接地短路约占20%，两相短路约占10%，三相短路仅占5%左右。;三、短路计算的目的和简化假设; 1．短路电流的计算目的 （1）为选择和校验各种电气设备的动稳定性和热稳定性提供依据。 （2）为设计??选择发电厂和变电站的电气主接线提供必要的数据。 （3）为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。 最大运行方式是指投入运行的电源容量最大，系统的等值阻抗最小，发生故障时，短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式是指系统投入运行的电源容量最小，系统的等值阻抗最大，发生故障时，短路电流为最小的运行方式;如图7-1所示。;在实际短路计算中，为了简化计算，通常采用一些简化假设，其中主要包括： （1）负荷用恒定电抗表示或者忽略不计； （2）认为系统中各元件参数恒定，在高压网络中不计元件电阻和导纳，即各元件均用纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电势同相位，从而避免了复数运算； （3）系统除去不对称故障出现局部不对称外，其余部分是三相对称的。;第二节 标幺值;一、标幺制;在进行标幺值计算时，首先需选定基准值。 对于阻抗、电压、电流和功率等物理量，如选定Zd、Ud、Id、Sd为各物理量的基准值，则其标幺值分别为 （7-2） 式中：上标注“*”者为标幺值；下标注“d”者为基准值；无下标者为有名值。;二、基准值的选取;例如，在三相制的电力系统计算中，阻抗、电压、电流和功率的基准值Zd、Ud、Id、Sd之间应当满足下列关系 （7-3） 因此，只要事先选定其中两个量的基准值，其余两个基准值也就确定了。 在实际计算中，一般先选定视在功率和电压的基准值，于是电流和阻抗的基准值则为 （7-4）;它们的标幺值分别为 （7-5） 在标幺制中，三相电路计算公式与单相计算公式完全相同。因此，有名单位制中单相电路的基本公式，可直接应用于三相电路中标幺值的运算。 线电压和相电压的标幺值相等，三相功率和单相功率的标幺值相等。;标幺制的这一特点，使得计算中勿需顾及线电压和相电压、三相和单相标幺值的区别，而只需注意还原成有名值时各自采用相应的基准值即可，这给运算带来了方便。 应用标幺值计算，最后还需将所得结果换算成有名值。根据式（7-2），各个量的有名值等于它的标幺值乘以相应的基准值。;三、不同基准标幺值之间的换算;换算的方法是：先将各自以额定值作为基准的标幺值还原为有名值。 例如，对于电抗器，按式（7-5）得 （7-6） 在选定了功率和电压的基准值Sd和Ud后，则以此为基准的电抗标幺值为 （7-7） 发电机铭牌上一般给出额定电压UN，额定功率SN以及以UN、SN为基准值的电抗标幺值X*N，因此可用式（7-7）将此电抗归算到统一基准值的标幺值。 ;变压器通常给出UN、SN及短路电压Uk的百分比Uk%，则以UN、SN为基准的变