电力系统分析(第四章).pptx

第四章 电力系统故障分析;对称短路 ——三相短路 ;发生短路故障的主要原因; 短路电流通过导体所产生的的电动力作用。电动力效应通常以短路冲击电流，即短路电流的最大瞬时值来衡量。;短路故障的后果; 为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据。为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据 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;;三相短路时微分方程;短路冲击电流和最大有效值电流;且有： 1≤Kch≤2 工程计算时： 在发电机电压母线短路，取Kch=1.9； 在发电厂高压侧母线或发电机出线电抗器后发生短路时，Kch=1.85； 在其它地点短路时，Kch=1.8; ;当Kch=1.9时，Ich=1.62Iz Kch=1.8时，Ich=1.51Iz ;短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的 额定电压（一般用平均额定电压），即;短路功率的含义：一方面开关要能切断这样大的短路电流；另一方面，在开关断流时，其触头应能经受住工作电压的作用。;第四章 电力系统故障分析;什么电势在短路瞬间不会发生突变?;同步发电机暂态模型 在无阻尼绕组的同步发电机中，转子上只有励磁绕组，与该绕组交链的总磁链在短路瞬间不能突变。因此可以给出一个与励磁绕组总磁链成正比的电势Eq′ ，称为 q 轴暂态电势，对应的同步发电机暂态电抗为 Xd′ 不计同步电机纵轴和横轴参数的不对称，无阻尼绕组的同步发电机数学模型可以用 暂态电势E′和暂态电抗Xd′表示为;同步发电机次暂态模型 在有阻尼绕组的同步发电机中，转子上有励磁绕组和阻尼绕组，与它们交链的总磁链在短路瞬间不能突变。因此可以给出一个与转子励磁绕组和纵轴阻尼绕组总磁链成正比的q 轴次暂态电势 Eq″，以及一个与转子横轴阻尼绕组总磁链成正比的d 轴次暂态电势Ed″，对应的发电机次暂态电抗分别为Xd″和 Xq″ 忽略纵轴和横轴参数的不对称时，有阻尼绕组的同步发电机数学模型可以用 次暂态电势E″和次暂态电抗 Xd″表示为;应用派克方程可以准确计算任意时刻短路电流，但计??相当复杂 同步发电机三相短路电流 实际电机绕组中都存在电阻，因此所有绕组的磁链都随时间变化，形成电磁暂态过程 工频周期分量，其幅值将从起始次暂态电流逐渐衰减至稳态值 非周期分量和倍频周期分量，它们将逐渐衰减至零;起始次暂态电流计算;起始次暂态电流的计算;例 试计算图示网络中k点发生三相短路时的冲击电流。;变压器T1： X6=0.105×100/31.5＝0.33 变压器T2： X7=0.105×100/20＝0.53 变压器T3： X8=0.105×100/7.5＝1.4 线路L1： X9=0.4×60×100/1152＝0.18 线路L2： X10=0.4×20×100/1152＝0.06 线路L3： X11=0.4×10×100/1152＝0.03;2. 网络化简：;3. 起始次暂态电流计算 由变压器T3方面提供的电流为 由负荷LD3提供的电流为 ;短路处电压级的基准电流为：;应用计算曲线计算短路电流; 计算曲线法的应用 计算曲线分为汽轮发电机和水轮发电机两种类型 计及了负荷的影响，故在使用时可舍去系统中所有负荷支路 在计算出以发电机额定容量为基准的计算电抗后，按计算电抗和所要求的短路发生后某瞬刻t，从计算曲线或相应的数字表格查得该时刻短路电流周期分量的标幺值 计算曲线只作到XC=3.45为止。当XC3.45时，表明发电机离短路点电气距离很远，近似认为短路电流的周期分量已不随时间而变。即; 应用计算曲线法的具体计算步骤：;网络简化与转移电抗的计算;令; 星网变换法; Y-△变换公式 ;利用电路的对称性化简 电位相等的节点，可直接相连； 等电位点之间的电抗，可短接后除去。;转移阻抗的概念 ;应用前提 线性网络的叠加原理 转移阻抗的应用;转移电抗的计算 网络化简法;;例 某系统等值电路如图所示，所有电抗和电势均为归算至统一基准值的标幺值。 （1）试求各电源对短路点的转移电抗。 （2）若在k点发生三相短路，试求短路点电流的标幺值。;; 合并电源的主要原则 距短路点电气距离（即相联系的电抗值）大致相等的同类型发电机可以合并； 远离短路点的不同类型发电机可以合并； 直接与短路点相连的发电机应单独考虑； 无限大功率系统因提供的短路电流周期分量不衰减而不必查计算曲线，应单独计算。;例 图示电力系统在k点发生三相短路，试求： ;解：1. 参数计算，作等值网络 取SB=