电力系统短路计算设计.docx

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电力系统短路计算设计

电力系统设计

设计人

专业

学号

指导老师

日期

成绩

、设计题目2:

电力系统短路计算

、电力系统原理接线图

四、设计任务

4、1计算系统各元件得电抗以为基准

4、2短路类型得短路电流计算

4、2、1当发电机电势取时计算4M母线发生三相短路,两相短路,单相短路流到短路点得短路电流

4、3不同点短路时得短路电流计算

4、3、1计算2M母线上发生三相短路流到短路点得短路电流。

4、3、2计算5M母线上发生三相短路流到短路点得短路电流。

4、4输电线上得短路电流

计算5M母线上发生三相短路,流到1L~8L上得短路电流。

4、5任意时刻短路电流得计算

计算4M母线上发生三相短路,分别计算t=0s,t=0、2s,t=4s,故障点流过得短路电流周期分量及各电源得短路电流。

五、设计说明书撰写要求

1、设计内容全面,说明部分条理清晰,计算工程详略得当

2、数据列表分析明晰,需要列表得有:

不同短路类型得短路电流计算结果不同点短路时得短路电流计算结果任意时刻短路电流得计算结果

课程设计说明书装订顺序:

封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献

1、绪论

算、、

2电

述、、、、

2、短路电流分析

法、、、

、、、6

正文

、1不同短

路类型得短路

电流计

1电力系统三大计算

短路

时得短路

刻短路

电流计

电流得计算结

参

考文

1、绪论

1、潮流计算

研究电力系统稳态运行情况得一种基本电气计算

常规潮流计算得任务就是根

络、

、、

3、

算、

果、

献、

、、、

1、

据给定得运行条件与网路结构确定整个系统得运行状态,如各母线上得电压（幅值及相角）、网络中得功率分布以及功率损耗等。

潮流计算得结果就是电力系统稳定计算与故障分析得基础。

2、短路故障计算

主要研究电力系统中发生故障（包括短路、断线与非正常操作）时,故障电流、电压及其在电力网中得分布。

短路电流计算就是故障分析得得主要内容。

短路电流计算得目得,就是确定短路故障得严重程度,选择电气设备参数。

整定继电保护,分析系统中负序及零序电流得分布,从而确定其对电气设备与系统得影响。

3、稳定性计算

给定运行条件下得电力系统,在受到扰动后,重新回复到运行平衡状态得能力。

系统中得多数变量可维持在一定得范围,使整个系统能稳定运行。

根据性质得不同,电力系统稳定性可分为功角稳定、电压稳定与频率稳定三类。

1、2电力系统短路故障概述

电力系统得短路故障就是严重得,而又就是发生几率最多得故障。

一般说来,最严重得短路就是三相短路。

当发生短路时,其短路电流可达数万安以至十几万安,它们所产生得热效应与电动力效应将使电气设备遭受严重破环。

为此,当发生短

路时,继电保护装置必须迅速切除故障线路,以避免故障部分继续遭受危害,并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来,这要求电气设备必须有足够得机械强度与热稳定度,开关电气设备必须具备足够得开断能力,即必须经得起“可能最大短路得侵扰”而不致损坏。

因此,电力系统短路电流计算就是电力系统运行分析,设计计算得重要环节,许

多电业设计单位与个人倾注极大精力从事这一工作得研究。

由于电力系统结构复杂,随着生产发展,技术进步系统日趋扩大与复杂化,短路电流计算工作量也随之增大,采用计算机辅助计算势在必行。

1、短路故障（横向故障）:

电力系统正常运行情况以外得相与相之间或相与地（或中性线）之间得连接。

短路类型:

4种。

1）单相接地短路（发生概率最大得短路类型）

2）两相短路

3）两相短路接地

4）三相短路（对称短路、最严重得短路类型）

2、短路原因及危害

原因:

客观（绝缘破坏:

架空线绝缘子表面放电,大风、冰雹、台风）、主观（误操作）。

危害:

短路电流大（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。

3.解决措施:

继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器等。

2、2对称分量法以及序网络

2、2、1对称分量法

电力系统正常运行时可认为就是对称得,即各元件三相阻抗相同,各自三相电压、电流大小相等,具有正常相序。

电力系统正常运行方式得破坏主要与不对称故障或者断路器得不对称操作有关。

由于整个电力系统中只有个别点就是三相阻抗不相等,所以一般不使用直接求解复杂得三相不对称电路得方法,而采用更简单

得对称分量法进行分析。

对称分量法就就是将一组不对称得三相相量分解为三组对称得三相相量,或者

将三组对称得三相相量合成一组不对称得三相相量得方法。

2、2、2序网络序网络分为正序,负序,零序。

利用对称分量法分析电力系统得各种不对称故障,首先应该绘出与系统各序阻抗相对应得序网络,利用序网络一次求得待求电量得各序分量之后,在进行合成,求得最终结果。

正序网络:

用以计算对称三相短路时得网络,流过正序电流得全部元件得阻抗均用正序阻抗表示。

正序网络首先在短路点加入短路点电压得正序分量,正序分量

电流流经得原件,用相应得正序阻抗表示,电源中性点与负荷中性点等电位,直接用导线相连,设为等电位。

负序网络:

与正序网络相似,在短路点加上短路点电压得负序分量,发电机没有负序电动势,中性点阻抗不计入负序网络。

因为发电机得负序电势为零,所以负序

网络中电源支路负序阻抗得终点不接电势,而与零电位相连,并作为负序网络得起点,短路点就就是该网络得终点。

零序网络:

在零序网络中,不包含电源电势。

只在短路点存在有由故障条件所决定得不对称电势源中得零序分量。

各元件得阻抗均应以零序参数表示。

零序电流实际上就是一个流经三相电路得单相电流,经过地或与地连接得其

它导体（例如地线、电缆包皮等）,再返回三相电路中。

只有当与短路点直接相连得网络中至少具有一个接地中性点时,才可以形成一个零序回路。

如果与短路点直接相连得网络中有好几个接地得中性点,那么有几个零序电流得并联支路。

在绘制等值网络时,只能把有零序电流通过得元件包括进去,而不通过零序电流得元件应舍去。

作出系统得三线图,在短路处将三相连在一起,接上一个零序电势源,并从这一点开始逐一得查明零序电流可能通行得回路。

画完各序网络并简化,并求出各序网络得点小电源电动势与各序等值电抗。

正文

解:

首先计算各元件基准电抗标幺值,取基准容量。

绘制等效电路并化简,如下图所示。

发电机G1、G2、G3、G4:

发电机G5、G6:

变压器T1、T2、T3、T4:

T5、T6:

T7、T8:

线路WL1:

WL2:

WL3:

（1）、当发电机电势取时

计算4M母线发生三相短路,两相短路,单相短路流到短路点得短路电流

零序网络由于线路阻抗不同如下图所示

发电机电势E=1、08,假设就是A相发生单相接地电路,此时得负荷序网为三个网络串联,因此

I正I负I零

正负零X正X负X零故A相的短路电流为

I总

33.553

100

3220

2.797KA

两相短路:

当选择b、c相短路时,此时复序网为正序与负序得并联

故障相电流为:

其有名值为:

三相短路:

等值网络（b）可化简为等值网络（c）

短路类型

单相短路

两相短路

三相短路

短路电流

2、797KA

2、53KA

2、922KA

（2）、计算2M母线上发生三相短路流到短路点得短路电流等值电路可化简为下图

计算5M母线上发生三相短路流到短路点得短路电流。

等值网络如下图

短路点

短路电流

12、273KA

6、171KA

（3）、计算5M母线上发生三相短路,流到1L~8L上得短路电流。

当5M母线上发生短路时,、

线路7L、8L:

所以

I3LI4L1（I5L6L2I1L）1（11.8364.5142）1.404KA

短路线路

1L2L

3L4L

5L6L

7L8L

短路电流

4、514KA

1、404KA

5、918KA

2、832KA

（4）、计算4M母线上发生三相短路,分别计算t=0s,t=0、2s,t=4s,故障点流过得短路电流周期分量及各电源得短路电流。

等值网络如下图所示

发电机G1、G2、G3、G4转移电抗为

计算电抗为

查运算曲线得

短路电流有名值为

发电机G5、G6转移电抗为

计算电抗为查运算曲线得短路电流有名值为A

所以4M母线上总得短路电流为

I短（T0.2）I1*（T0.2）I2*（T0.2）（1.7060.608）KA2.314KA

短路时刻

0、2s

短路电流

2、85KA

2、314KA

2、159KA

参考文献

1.李光琦编电力系统暂态分析（第三版）中国电力出版社、2007

2013

2.刘学军辛涛主编电力系统分析机械工业出版社、

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