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电力系统故障分析(ppt 80页)
第二章 电力系统故障分析;第一节 标幺制 ; 只需选择两个基准值:SB (MVA)、UB (kV)
则:
三、基准值改变时标幺值的换算
电力系统各电气设备的阻抗参数是以其本身额定值为基准值的标幺值(或百分值)。
电力系统计算时,必须取统一的基准值。
对电抗X: 则: ;四、变压器联系的不同电压等级网络中各元件参数标幺值的计算
1.准确计算法
选定电网功率基准值SB和基本电压级的电压基准值UB。
方法1:各元件参数的有名值归算至基本电压级,以SB和UB求各元件标幺值。
方法2:由基本电压级的电压基准值UB,按连接不同电压等级的变压器的实际变比,计算出其它各电压等级的电压基准值,各元件参数无需归算至基本电压级,直接以SB和其所在电压等级的电压基准值,换算到标幺值。
推荐使用方法2
2.近似计算法
忽略变压器的实际变比,假定变压器的变比为各电压等级的平均额定电压之比。
各电压等级的平均额定电压:
(约为电网额定电压的1.05倍);电网额定电压(kV);系统主要元件的电抗标么值计算方法(≈后为近似计算法)
1.发电机:铭牌给出额定电压UN、额定容量SN、以额定值为基准值的电抗标幺值。
2.变压器:铭牌给出额定电压UN、额定容量SN、短路电压百分数Us%(Uk%、Ud%)。
3.电抗器:铭牌给出额定电压UN、额定电流IN、电抗电压百分数XR%。
4.线路:一般已知单位长度的电抗x,线路长度l。
;例:用近似计算法求如图电力系统的等值电路的参数标幺值。;变压器T-2: ;无限大系统三相短路;;冲击电流和最大有效值电流:
短路前后,交流电流瞬时值一般不同,而电感元件电流不能突变。则短路后电路应感应出短路电流非周期分量,该分量按指数衰减。非周期分量起始值越大,短路电流总电流瞬时值越大。非周期分量起始值最大情况下的最大瞬时值电流,我们称为短路冲击电流;其全电流在以冲击电流为中心的一个周期内的有效值,我们称之为最大有效值电流。
在工程计算中:
冲击电流:
(KM:冲击系数,一般取KM=1.8~1.9)
当短路发生??大容量发电机(12MW以上)供电的母线上,KM=1.9;当短路发生在其它地点,则KM=1.8
最大有效值电流: ;第二节 三相短路 ; 对于负荷,我们根据情况有多种处理方式:
①电动机负荷作为短路电流提供者
当系统的负荷为异步电动机时,异步电动机可能向短路点提供短路电流,其机理类似于发电机或调相机。由于正常运行时,负荷电流总是流向电动机,故:
(x”为电动机次暂态电抗)
则只有短路后机端电压小于E”时电动机才送出短路电流。
一般工程中只考虑,当三相短路发生在大容量电动机机端时,该电动机提供短路电流。 ;②负荷不作为短路电流提供者
一般当三相短路不发生在大容量电动机机端时,均不将负荷作为短路电流提供者。
对故障前的负荷:
考虑:由欧姆定律计算各电源E|0|”,即是考虑了正常情况下负荷的影响。
不考虑:因正常负荷电流远远小于短路电流,则认为故障前空载。
空载时,全网各处电压、电势相等,则各电源的次暂态电势等于故障点未故障时的电压。即:
更进一步假设:正常运行时,各点电压、电势均运行于平均额定电压附近。
有: ; 对故障后的负荷:
考虑:将其作为恒定阻抗,并计入系统总阻抗。
如故障前,某负荷为P+jQ,运行电压为UD|0|。
其阻抗:
不考虑:认为负荷阻抗为无穷大。(负荷阻抗一般远大于线路、变压器等元件的电抗) ;以下图所示系统在f点三相短路为例:
当故障前后均不考虑负荷时,对电网进行化简:
则: 当采用假设: ,有:
即系统中任何一点发生三相短路,短路电流的标幺值为从该点看进去全网总阻抗的倒数。
上述结论具有普遍意义。 ;2.短路容量
电力系统短路电流水平,通常用短路容量(短路功率)表示。
短路容量定义为:某点发生三相短路时的次暂态电流乘以该点的额定电压。
其有名值公式:
用平均额定电压代替UN:
即采用标幺值时:;3.冲击电流和最大有效值电流:
短路前后,交流电流瞬时值一般不同,而电感元件电流不能突变。则短路后电路应感应出短路电流非周期分量,该分量按指数衰减。非周期分量起始值越大,短路电流总电流瞬时值越大。非周期分量起始值最大情况下的最大瞬时值电流,我们称为短路冲击电流;其全电流在以冲击电流为中心的一个周期内的有效值,我们称之为最大有效值电流。
在工程计算中:
冲击电流:
(KM:冲击系数,一般取KM=1.8~1.9)
当短路发生在大容量发电机(12MW以上)供电的母线上,KM=1.9
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