第六章舰船电网短路计算解说.ppt

(2) 发电机与各配电板和各配电开关距离比较近，线路阻抗小，对短路电流抑制能力较差。 (3) 电网功率不大，相对发电机容量而言，某些电动机的容量比较大，甚至接近于单台发电机的容量，为了追求良好的动态性能，在船用发电机的设计中，必须进一步强化阻尼绕组的作用，但这样做将使发电机馈送短路电流的能力进一步增强。 (3) 多电站分区供电: 舰船采用多电站分区供电的方法，将电力网分为相互独立的几个部分，每个部分由相应的发电机供电。虽然这种方法是切实有效的，但是同时大大降低了电力网的可靠性，而且日常使用也相当不方便，必须增加一些冗余线路和联锁设备。对于追求经济性和可靠性的舰船来说，这种方法也不可取。 (4) 使用高阻抗发电机: 高阻抗发电机就是指发电机的直轴电抗、直轴瞬变电抗和直轴超瞬变电抗比较大，也就是发电机阻尼绕组的作用比较弱。这样的发电机短路电流将显著降低，但同时也导致发电机的动态稳定性降低。可以通过适当减弱阻尼绕组的作用来牺牲一些单台发电机的动态稳定性能，从而降低整个电网的短路电流。 舰船电站可以看作是一个流动的电站，一般都以发电机作为主电源。电网内负载的种类很多，但其主要负载是感应电动机，且在舰船电力系统中，电动机的容量与发电机容量可相比拟，这与陆上电站大不相同。 当舰船电力系统短路时，虽然电源不再供电给感应电动机，但旋转机械没有立即停止，由于惯性的作用，感应电动机继续旋转，此时与转子导体交链的磁通不能立即消失，这就出现感应电动机产生感应电势向短路系统供电的情况。所以在计算短路电流时，不能忽视感应电动机的影响，也可以说感应电动机也是短路电流的供给源。 舰船电力系统的另一特点是：与陆上高压系统相比，其电压低得很多，故外电路的阻抗对短路电流影响很大。因此，在计算短路电流时，对外电路的阻抗应予以适当的重视。精确地推算电网中各点的短路电流值大小，可以合理地选择配电方式和保护装置，以保证电力系统发生短路时，能快速有效地切断短路故障，使系统与短路故障点断开，把短路破坏限制在最小的限度。 对舰船电力系统设计而言，计算短路电流主要有两方面目的：一个是在舰船电力系统设计初期，估算出短路电流，提供数据作为电气设备选型的重要依据，也给电网设计提供重要数据；另一方面是电力系统确定之后，计算短路电流可以校验所选电力设备的热稳定性和电动力稳定性以及开关的通断能力。 远离汇流排处短路电流计算 短路点的短路电流等于以上分别求得的发电机和电动机馈送的短路电流的算术和。 远离汇流排处短路电流计算 当短路点至汇流排间的线路阻抗足够大时，比如以下两种情况： a. 短路电路中不包括变压器时， ； 电动机馈送的短路电流，并可忽略发电机馈送的短路电流非周期分量。这是因为在远离电动机处短路时，电压下降不大，网络电压仍大于电动机电压，电动机仍处于电动运行状态，不可能提供短路电流。 b. 短路电路中包含变压器时， ， 可不计及 改进算法流程图 算例 结合电力系统网络图所示舰船电力系统进行算例验证，主发电机选用三台相同型号的发电机，分别用GJB-173和改进算法计算选定短路点短路电流，比较分析计算结果。最严重的短路发生在3台发电机组并联馈送短路电流时。发电机参数如下表： 1168 3.38 0.173 0.101 1.45 额定容量 S/kW 直轴同步电抗/Ω 直轴暂态电抗 /Ω 直轴次暂态电抗/Ω 电枢电阻 ／mΩ 27 5 50 2100 400 非周期分量衰减时间常数/ms 超瞬态时间常数/ms 额定频率 f/Hz 额定电流 I/A 额定电压 U/V 电力系统网络图 算例 电动机的数量为144台，总功率为1860kW，共分4个型号，型号A有50台，型号B有40台，型号C有50台，型号D有4台，其参数如下表： 150 16 9 2 型号D功率 P/kW 型号C功率 P/kW 型号B功率 P/kW 型号A功率 P/kW 通过换算，平均等效电动机参数见下表： 14.1963 13.5803 654.28 145.83 68.48 27.16 非周期分量衰减 时间常数/ms 周期分量时间常数/ms 瞬态电抗 / mΩ 定子电阻 / mΩ 平均台数 平均功率 P/kW 图中 为短路点，导线规格见下表： 算例 、 7.490+j2.830 1 35 3×35 汇流排到短路点 0.803+j0.303 4 15 3×95 发电机到汇流排 阻抗 Z/ 并联根数 长度 l/m 规格S/mm2 短路点 电缆名称 现利用计算程序，用两种算法分别计算 两点的短路电流，计算结果见下表： 、 27.543 40.440 28.909 43.012 42.178 85.479 50.483 99.206 改进 /kA 改进 /kA GJB-173 /k