[物理]第7章 短路电流的计算与分析.ppt

第7章 短路电流的计算与分析 故障 无穷大功率电源供电系统三相短路过程分析 对称分量法 本章要点： 7.1 故障 1)短路类型 不正常的相与相、相与地(中性点接地系统)发生通路的情况。类型包括： 三相短路：只有正序。少、严重；基础 两相短路：正序、负序 单相接地短路：正序、负序、零序。最多。 两相接地短路：正序、负序、零序 复杂故障 7.1 故障 1)短路类型 三相短路 7.1 故障 1)短路类型 两相短路 两相短路接地 7.1 故障 1)短路类型 单相短路 单相接地 7.1 故障 2)短路的原因 元件：绝缘老化，设备缺陷(设计、安装、维护) 气象：雷击(放电、动作)，大风、覆冰(倒杆) 人为事故：带负荷拉闸，检修后带地线送电。 其他：挖沟损伤电缆，误碰架空线，鸟兽跨接。 7.1 故障 3)短路的危害 巨大的电流及电弧，损坏故障元件。 发热和电动力，使非故障元件损坏或缩短寿命。 部分地区电压大大降低，影响供电质量。 破坏电力系统运行的稳定性，振荡、瓦解。 不对称短路影响通信线路和铁路讯号。 7.1 故障 4)短路破坏的快速性 短路电流很大，会在很短时间内造成很大危害。 电力系统各设备之间是电和磁的联系，当某一设备发生故障时，会在极短的时间内影响到同一电力系统中的其它设备，扩大事故，甚至造成整个系统瓦解。 7.1 故障 5)短路计算的目的—设计与运行需要 设备选择：电动力稳定度(冲击电流)、热稳定度(某时刻的短路电流的周期分量)、断流能力(某时刻的短路电流的有效值)。 继电保护和自动装置整定：周期分量、负序、零序。 电气主接线设计：限流措施。 暂态稳定计算。 研究短路对用户工作的影响。 7.2无穷大功率电源供电系统三相短路过程分析 1) 短路的暂态过程 1) 短路的暂态过程 1) 短路的暂态过程－短路前 1) 短路的暂态过程－短路后 强制分量、稳态分量、周期分量 自由分量、暂态分量、非周期分量 合闸角 1) 短路的暂态过程 短路前周期分量 短路后周期分量 非周期分量 大小不变 1) 短路的暂态过程 非周期分量 大小不变 平行虚轴：最大 1) 短路的暂态过程 非周期分量 大小不变 垂直虚轴：0 2)短路时各分量的特点 周期分量：短路前后变化很大； 非周期分量作用：保持电感中的电流在短路前后瞬间不突变； 非周期分量大小：等于短路前后瞬间的瞬时值之差，与合闸角有关。存在最大值，也可能等于0。但三相相差120°，不可能同时最大或等于0 3)短路冲击电流—短路电流最大可能的瞬时值； 非周期分量有最大初值的条件： t 3)短路冲击电流 非周期分量有最大初值的条件： t 3)短路冲击电流 非周期分量有最大初值的条件： t 3)短路冲击电流 3)短路冲击电流 发电机电压母线侧短路 发电机高压母线侧短路 其他地点短路 用来检验设备和导体的电动力稳定度 4)短路电流有效值 周期分量幅值一个周期内恒定 非周期分量一个周期内不变 4)短路电流有效值 短路电流有效值第一个周期内最大 4)短路电流有效值 发电机电压母线侧短路 发电机高压母线侧短路 其他地点短路 5)短路功率(短路容量) 常用周期分量电流的有效值来计算 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—相量分解 在三相电路中，对于任意一组三相不对称的相量，可以分解为三组三相对称的相量。 运算子 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—三序→三相 以a相为基准相，三相相量和三序分量的关系： S—对称分量变换矩阵 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—三相→三序 以a相为基准相 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—三相→三序 以a相为基准相 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—三相→三序 以a相为基准相 8.3 对称分量法 1) 对称分量法—三相→三序 以a相为基准相 8.3 对称分量法 2)序阻抗的概念 设一静止的三相元件，其电压与电流关系 8.3 对称分量法 2)序阻抗的概念 当元件结构参数完全对称时 8.3 对称分量法 2)序阻抗的概念 静止元件的序电压与电流关系为 在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。不对称，则不独立。 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 阻抗 不对称 电压、电流 不对称 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 (d) 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 (f) 8.3 对称分量法 3)对称分量法的应用 序网方程 故障条件(边界条件) 各种短路都适用 思考题 7-1．短路的类型、原因和后