电力系统故障讲述.ppt

短路电流计算的意义 是电气设备选择的依据 是网络结构规划、设计的依据（广东电网、上海电网环网运行，短路电流太大，不安全，难以选择断路器） 是电力系统保护配置的依据 是电力系统稳定控制措施制定的依据 三 .故障分析中的基本假设 1、 假定同步发电机的转速维持不变：由于电磁暂态过程的时间很短，系统中旋转电机的机械运动变化非常微小（有惯性）； 　2、各发电机内电势间的相位角―相对功率角变； 　3、异步电动机的转差率保持不变。 　　 　　　　　 不考虑机电的相互作用！ 无限大功率电源供电的三相短路电流分析 　一, 无限大功率电源 　　　电源功率为无限大时，外电路发生短路，电源的电压和频率（对应于同步机的转速）保持恒定，无限大电源可以看作是由多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定． 　　 二, 暂态过程分析 所以 下图画出了t=0时的a相的电源电压，短路前的电流和短路电流交流分量的相量图 无穷大电源短路电流 * 电力系统故障分析的基本知识 故障概述 标幺值 无限大功率电源供电的三相短路电流分析 四.短路故障的基本分析方法 短路后的瞬间： 电气量剧烈变化，采用微分方程分析，即：建立系统的微分方程模型（暂态模型），根据短路条件求解微分方程组。（以发电机机端三相短路为例进行分析） 短路后进入稳态： 各电气量幅值、相位、频率均不再变化，采用相量分析（类似于稳态计算），求解代数方程组。（对称分量法） 当在f点发生三相短路时，电路被分成两个独立的回路。左边回路仍与电源连接，右边回路则没有电源。 右边回路中，电流将从短路发生瞬间的值不断衰减，一直到磁场中储存的能量全部变为电阻中所消耗的热能，电流即衰减为零。 左边回路中，每相阻抗由原来的 (R+R’)+jω(L+L’)减小为R+j ωL ，其稳态电流必将增大。 上图所示的三相短路，短路发生前，电路处于稳态，其a相的电流表达式为 短路后回路满足以下方程 由于电感电流不能突变，因此有： C 值的确定 代入通解得到： 不衰减！ 衰减时间常数:τ = L /R 交流分量 衰减的直流分量 a相短路电流的直流分量最大值的条件： １.Ψ=90o ２.Ｉm|0｜=0 ３.α=0 即短路前为空载 由于三相电路对称，只要用(α+120o) 和(α-120o )代替式中的α就可分别得到b相和c相的电流表达式. 　　　 可见，短路至稳态时，三相中的稳态短路电流为三个幅值相等，相角相差120o的交流电流，其幅值大小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗。从短路发生到稳态的暂态过程中，每相电流中包含有逐渐衰减的直流电流，其出现的物理原因是电感电流不能突变。 交流分量 不衰减！ 四, 短路冲击电流和最大短路电流 　（一）短路冲击电流 　短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值，称为短路冲击电流 即，IM=KMIm　　　　 式中KM称为冲击系数，即冲击电流值对于交流电流幅值的倍数 ． 　 最大值在短路发生约半个周期后出现． *