第一章电力系统故障分析基本知识.pptVIP

[例1-3】 若从已知的短路电流波形图中分解得的直流电流波形如图1-9(a)所示，试求取它的衰减时间常数。 (1)由 曲线求解 此时 (1)由 曲线求解 [例1-4】在图1-10所示电网中，f点三相适中时，6.3kV母线电压保持不变。如设计要求短路冲击电流不得超过20kA，试确定可平行敷设的电缆线路数。电抗器和电缆线路的参数如下： 电抗器：6kV，200A，x=4(%)，额定有功功率损耗为每相1.68kW 电缆线路：长1250m，x=0.083Ω/km，r=0.37 Ω/km [解】仅有一个电压等级，用有名值计算： 电抗器的电抗和电阻分别为： 电缆的电抗和电阻分别为： 一条线路（包括电抗器）的电抗、电阻和阻抗分别为： 短路电流直流分量的衰减时间常数为： 短路电流冲击系数为： 因 ，由允许的 值可求得短路电流交流分量有效值的允许值为： 自6.3kV母线到短路点f的允许总阻抗为： 即允许平行敷设的电缆线路数不得超过 =3.23条，即可以平行敷设三条电缆线路。 单向短路接地87%，两相接地短路6.1%，两相短路1.6%，三相短路2.0%，其它3.3%。 * 起因：俄亥俄州的一家电力公司没有及时修剪树木，导致在用电高峰期，高压电缆下垂，触到树枝而短路。随后，俄亥俄的一家电厂因此下线，连锁效应因而产生。 * （一）准确计算法 （3）第II段的输电线路： （4）变压器T2： 且有 （一）准确计算法 （5）电抗器： （6）第Ⅲ段的电缆线路： （二）近似计算法 假定变压器的变比为各电压等级的额定电压的平均值之比。 （二）近似计算法 解：（1）准确计算法。选第Ⅱ段为基本段，并取UB2=121kV、SB=100MVA，其他两段的电压基准值分别为： 各段的电流基准值分别为： 各元件的电抗标幺值分别求得如下： 发电机 变压器T1 输电线路 变压器T2 电抗器 电缆线路 电源电动势标幺值为 （2）近似计算法。仍取SB=100MVA，各段的电压和电流基准值分别为： 各元件的电抗标幺值求得如下： 发电机 变压器T1 输电线路 变压器T2 电抗器 电缆线路 电源电动势标幺值不变。 五、频率、角速度和时间的基准值 在电力系统暂态计算中还要牵涉到时间、转速、转矩和转动惯量能物理量。 一般选择额定频率50Hz为频率基准值，且有 当实际频率为额定值时， 第三节 无限大功率电源供电的三相短路电流分析 无限大功率电源：电源电压幅值和频率均为恒定 1）电源功率无限大时，外电路发生短路引起的功率改变对电源可认为无影响，因此电源的电压和频率（同步电机的转速）保持恒定。 2）无限大功率电源可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。 实际应用中 如果供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，则可认为供电电源为无限大功率电源。因为此时外电路发生短路对电源影响很小，可近似认为电源电压幅值和频率保持恒定。 一、暂态过程分析 一、暂态过程分析 右边的电路变成没有电源的回路，电流将从短路瞬间的值不断衰减，直至所有磁场能量变为电阻中消耗的热能，即电流变为零。 一、暂态过程分析 左边电路中，每相阻抗减小，其稳态电流值必将增大，短路暂态过程的分析和计算就是针对这一回路的。 短路前后的a相电流分析 短路前电路处于稳态时，a相电流为： 发生短路时，左边回路的阻抗由 减小为 ，因此，其稳态电流值必将增大 发生三相短路后，a相电流的瞬时值： 一阶常系数、线性非齐次的常微分方程 根据该微分方程如何求取短路的全电流？ 发生三相短路后，a相电流的瞬时值： 一阶常系数、线性非齐次的常微分方程 常微分方程的特解：稳态短路电流，又称交流分量或周期分量。 发生三相短路后，a相电流的瞬时值： 一阶常系数、线性非齐次的常微分方程 短路电流的自由分量电流，又称直流分量或非周期分量。 一阶常系数、线性齐次的常微分方程 积分常数C由初始条件决定，根据楞次定律，通过电感的电流是不能突变的，即短路前后瞬间的电流值必须相等，即： 对于短路电流的自由分量： ，未知量C和Ta？ 积分常数C由初始条件决定，根据楞次定律，通过电感的电流是不能突变的，即短路前后瞬间的电流值必须相等，即： 对于短路电流的自由分量： ，未知量C和Ta？ 如何根据a相电流获知b相和c相电流？ 因为三相电路对称，因此b相和c相电流分别比a相电流滞后120度和240度，即： 理论总结+图形总结 ㈠、理论总结 短路至