电力工程基础——系统篇.pptVIP

* * * 稳态 3．同步电抗 当励磁绕组中感应电流衰减为零时，过渡过程结束，进入稳态短路 穿过阻尼绕组和励磁绕组 此时， 直轴同步电抗 稳态短路电流 对应 较大 遇到的磁阻较小， 4.2 同步发电机三相短路分析 次暂态电抗 暂态电抗 同步电抗 突然短路过渡过程期间: 定子短路电流变化使电枢反应磁通幅值变化，在转子绕组中感应电动势及感应电流，这一电磁过程与变压器类似：电枢绕组相当于变压器的一次绕组，励磁和阻尼绕组相当于二次（短路）绕组，仿变压器等效电路，可得到发电机突然短路时的次暂态和暂态电抗的等效电路 4.2 同步发电机三相短路分析 若定子绕组交链最大励磁磁通时刻发生突然短路，则短路后半个周波时刻，短路电流出现最大冲击电流： 通常，最大冲击电流不应大于 短路冲击电流使电机绕组、转轴受到巨大电磁力作用，使绕组变形，发热加剧 国家标准规定，同步发电机必须能承受 空载电压为1.05倍的额定电压下的三相 短路，这时的冲击电流估算为 4.2 同步发电机三相短路分析 4.2 同步发电机三相短路分析 n N0 S0 A X n N0 S0 A X 凸极同步发电机磁极及其阻尼条 同步发电机阻尼笼 复习与预习 理解无限大容量电源供电三相短路的暂态过程，掌握短路冲击电流、最大有效值、短路功率的概念与求取，理解同步发电机短路后的电磁暂态过程，掌握发电机次暂态、暂态电抗的物理意义 预习4.3 电力系统不对称故障的分析与计算 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 电气工程基础—系统篇2012-2013-2 任课教师：褚晓东 Email：chuxd@ Tel.:(office)用于潮流计算的MATLAB工具箱 MATPOWER /matpower/ PSAT http://www3.uclm.es/profesorado/ano/psat.htm 第4章 电力系统短路及非全相运行分析 由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 同步发电机三相短路分析 电力系统不对称故障的分析与计算 电力系统短路故障 短路故障：电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接 短路类型 对称短路：三相短路 f(3) 不对称短路：单相接地短路 f(1) 两相短路 f(2) 两相接地短路f(1,1) 电力系统短路故障 发生短路故障的主要原因 雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏 不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导线履冰引起杆塔倒塌等，或鸟兽跨接在裸露的载流部分等 自然的污秽加重降低绝缘能力 运行人员误操作，例如线路或设备检修后未拆除接地线就加电压等 电力系统短路故障 短路故障的危害 产生从电源到故障点巨大的短路电流，可达正常负荷电流的几倍到几十倍；短路电流通过电气设备，将导致设备因发热而损坏，短路电流在电气设备的导体间产生很大的电动力，将导致导体变形、扭曲或损坏 引起系统电压的突然大幅度下降，系统中异步电动机将因转矩下降而减速或停转 引起系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性 不对称短路电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰 电力系统短路故障 短路分析与计算的主要目的 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：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 电力系统短路故障 短路电流的动力效应 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 短路电流的热效应 短路电流通过导体产生热量而使其温度急剧上升，短路时间通常很短，可以认为导体是在绝热状态下发热升温的。短路电流幅值变化并且含有非周期分量，按此电流来计算产生的热量是困难的，因此通常采用稳态短路电流在“热效时间”产生的热量来等效计算实际短路电流在短路时间所产生的热量 电力系统短路故障 研究交流电力系统发生短路故障后的电磁暂态过程 重点分析发生故障后系统中电压、电流的变化 不计发电机组间角位移的变化，即各发电机组转速不变 4.1.1 无限大容量电源供电的三相短路暂态过程分析 无限大容量（功率）电源：电源电压幅值和频率恒定 外电路发生短路引起的功率变化对电源来说微不足道 可