电力系统短路分析无穷大系统PPT文档格式.ppt

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q（33）电气气设备因因设计、安装及、安装及维护不良所不良所导致的致的设备缺陷缺陷引引发的短路；

的短路；

q（44）鸟兽跨接在裸露的跨接在裸露的载流部分以及流部分以及风、雪、雹等自然灾、雪、雹等自然灾害也会造成短路。

害也会造成短路。

2022/10/276短路短路对电力系力系统正常运行和正常运行和电气气设备有很大的危有很大的危害。

害。

在在发生短路生短路时，由于供，由于供电回路的阻抗减小以回路的阻抗减小以及突然短路及突然短路时的的暂态过程，使程，使短路点及其附近短路点及其附近设备流流过的短路的短路电流流值大大增加，可能超大大增加，可能超过该回路回路额定定电流流许多倍。

多倍。

短路点距短路点距发电机的机的电气距离愈气距离愈近（即阻抗愈小），短路近（即阻抗愈小），短路电流愈大。

流愈大。

2022/10/277n22短路短路电流造成的后果流造成的后果q（11）短路短路电流流的的热效效应会使会使设备发热急急剧增加增加，可能可能导致致设备过热而而损坏甚至坏甚至烧毁；

q（22）短路）短路电流将在流将在电气气设备的的导体体间产生很大的生很大的电动力力，可引起，可引起设备机械机械变形、扭曲甚至形、扭曲甚至损坏；

q（33）短路）短路电流基本上是流基本上是电感性感性电流，它将流，它将产生生较强的去磁性的去磁性电枢反枢反应，从而使，从而使发电机的端机的端电压下下降，同降，同时短路短路电流流流流过线路使其路使其电压损失增加。

失增加。

因而因而短路短路时会造成系会造成系统电压大幅度下降大幅度下降，短，短路点附近路点附近电压下降得最多，下降得最多，严重影响重影响电气气设备的的正常工作；

正常工作；

2022/10/278q（44）严重的短路可重的短路可导致并列运行的致并列运行的发电厂厂失去失去同步而解列同步而解列，破坏系，破坏系统的的稳定性，造成大面定性，造成大面积的停的停电。

这是是短路所短路所导致的最致的最严重的后果重的后果；

q（55）不不对称短路将称短路将产生生负序序电流和流和负序序电压而而危机机危机机组的安全运行，的安全运行，如汽如汽轮发电机机长期允期允许的的负序序电压一般不超一般不超过额定定电压的的8%-10%8%-10%，异，异步步电动机机长期允期允许的的负序序电压一般不超一般不超过额定定电压的的2%-5%2%-5%；

q（66）不）不对称短路称短路产生的生的不平衡磁不平衡磁场，会，会对附近附近的通的通讯系系统及弱及弱电设备产生生电磁干磁干扰，影响其，影响其正常工作，甚至危及正常工作，甚至危及设备和人身安全。

和人身安全。

2022/10/279二、短路的类型二、短路的类型n在三相系在三相系统中，可能中，可能发生的生的短路有：

三相短路、两相短路有：

三相短路、两相短路、两相接地短路及短路、两相接地短路及单相接地短路。

相接地短路。

三相短路三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此，由于被短路的三相阻抗相等，因此，三相三相电流和流和电压仍是仍是对称的，又称称的，又称为对称短路称短路。

其余几种其余几种类型的短路，因系型的短路，因系统的三相的三相对称称结构遭构遭到破坏，网到破坏，网络中的三相中的三相电压、电流不再流不再对称，故称称，故称为不不对称短路称短路。

2022/10/2710n表表5-15-1列出了各种短路的示意列出了各种短路的示意图和代表符号。

和代表符号。

各种各种类型短路事故所占的比例，型短路事故所占的比例，则与与电压等等级、中性、中性点接地方式等有关。

点接地方式等有关。

在中性点接地的高在中性点接地的高压和超高和超高压电力系力系统中，以中，以单相接相接地（短路）地（短路）所占的比例最高，所占的比例最高，约占全部断路故障的占全部断路故障的90%90%。

表表55-1-1各种短路的示意图和代表符号各种短路的示意图和代表符号短路种类短路种类示意图示意图表示符号表示符号三相短路三相短路KK（3）（3）两相短路两相短路KK

（2）

（2）两相接地短路两相接地短路KK（1,1）（1,1）单相接地短路单相接地短路KK

（1）

（1）2022/10/2711n表表5-25-2为我国某我国某220kV220kV电力系力系统自自19611961年至年至19551955年年间短短路故障的路故障的统计数据。

数据。

另据另据统计，在在电压较低的低的输配配电网网络中，中，单相短相短路路约占占65%65%，两相接地短路，两相接地短路约占占20%20%，两相短路，两相短路约占占10%10%，三相短路，三相短路仅占占5%5%左右。

左右。

表表55-2-2某某220kV220kV中性点直接接地电力系统短路故障数据中性点直接接地电力系统短路故障数据短路短路种类种类三相短路三相短路两相短路两相短路两相接两相接地短路地短路单相接单相接地短路地短路其他其他故障故障率率2.0%2.0%1.6%1.6%6.1%6.1%85.0%85.0%3.3%3.3%备注备注包括断包括断线等线等2022/10/2712三、短路计算的目的和简化假设三、短路计算的目的和简化假设n为减少短路故障减少短路故障对电力系力系统的危害的危害:

1.1.必必须采用限制短路采用限制短路电流的措施，合理流的措施，合理设计电网，网，如在如在线路上装路上装设电抗器；

抗器；

2.2.迅速将迅速将发生短路的部分与系生短路的部分与系统其他部分隔离开其他部分隔离开来，使无故障部分恢复正常运行。

来，使无故障部分恢复正常运行。

2022/10/2713n11短路短路电流的流的计算目的算目的（11）为选择和校和校验各种各种电气气设备的的动稳定性和定性和热稳定性定性提提供依据。

供依据。

（22）为设计和和选择发电厂和厂和变电站的站的电气主接气主接线提供必要提供必要的数据。

的数据。

（33）为合理配置合理配置电力系力系统中各种中各种继电保保护和自和自动装置装置并正并正确整定其参数提供可靠的依据。

确整定其参数提供可靠的依据。

q最大运行方式最大运行方式是指投入运行的是指投入运行的电源容量最大，系源容量最大，系统的等的等值阻抗阻抗最小，最小，发生故障生故障时，短路，短路电流流为最大的运行方式。

最大的运行方式。

q最小运行方式最小运行方式是指系是指系统投入运行的投入运行的电源容量最小，系源容量最小，系统的等的等值阻抗最大，阻抗最大，发生故障生故障时，短路，短路电流流为最小的运行方式最小的运行方式2022/10/2714在在实际短路短路计算中，算中，为了了简化化计算，通常采用一些算，通常采用一些简化化假假设，其中主要包括：

，其中主要包括：

（11）负荷用恒定荷用恒定电抗表示或者忽略不抗表示或者忽略不计；

（22）认为系系统中各元件参数恒定，中各元件参数恒定，在高在高压网网络中不中不计元元件件电阻和阻和导纳，即各元件均用即各元件均用纯电抗表示，并抗表示，并认为系系统中各中各发电机的机的电势同相位，从而避免了复数运算；

同相位，从而避免了复数运算；

（33）系）系统除去不除去不对称故障出称故障出现局部不局部不对称外，其余部分称外，其余部分是三相是三相对称的。

称的。

2022/10/2715第二节第二节标幺值标幺值n一、一、标幺制幺制n二、基准二、基准值的的选取取n三、不同基准三、不同基准标幺幺值之之间的的换算算n四、不同四、不同电压等等级电网中元件参数网中元件参数标幺幺值的的计算算2022/10/2716一、标幺制一、标幺制n所所谓标幺制，就是把各个物理量用幺制，就是把各个物理量用标幺幺值来表示的一来表示的一种运算方法。

其种运算方法。

其中中标幺幺值定定义为物理量的物理量的实际值（有（有名名值）与所）与所选定的基准定的基准值之之间的比的比值，即，即（5-15-1）由于相比的两个由于相比的两个值具有相同的具有相同的单位，因而位，因而标幺幺值没有没有单位。

位。

2022/10/2717n在在进行行标幺幺值计算算时，首先需，首先需选定基准定基准值。

对于阻抗、于阻抗、电压、电流和功率等物理量，如流和功率等物理量，如选定定ZZdd、UUdd、IIdd、SSdd为各物理量的基准各物理量的基准值，则其其标幺幺值分分别为（5-25-2）式中：

上式中：

上标注注“*”者者为标幺幺值；

下；

下标注注“dd”者者为基基准准值；

无下；

无下标者者为有名有名值。

2022/10/2718二、基准值的选取二、基准值的选取n在采用在采用标幺幺值计算法算法时必必须首先首先选定基准定基准值。

n通常都通常都选该设备的的额定定值作作为基准基准值，或者整，或者整个系个系统选择一个便于一个便于计算的共同基准算的共同基准值。

n当某些量的基准当某些量的基准值一旦一旦选定以后，其他各量的定以后，其他各量的基准基准值就已就已经确定了。

确定了。

2022/10/2719n例如，在三相制的例如，在三相制的电力系力系统计算中，阻抗、算中，阻抗、电压、电流和功率的基准流和功率的基准值ZZdd、UUdd、IIdd、SSdd之之间应当当满足下列关足下列关系系（5-35-3）因此，只要事先因此，只要事先选定其中两个量的基准定其中两个量的基准值，其余，其余两个基准两个基准值也就确定了。

也就确定了。

n在在实际计算中，一般算中，一般先先选定定视在功率和在功率和电压的基准的基准值，于是于是电流和阻抗的基准流和阻抗的基准值则为（5-45-4）2022/10/2720n它它们的的标幺幺值分分别为（5-55-5）在在标幺制中，三相幺制中，三相电路路计算公式与算公式与单相相计算公式完全相算公式完全相同同。

因此，有名。

因此，有名单位制中位制中单相相电路的基本公式，可直接路的基本公式，可直接应用于三相用于三相电路中路中标幺幺值的运算。

的运算。

线电压和相和相电压的的标幺幺值相等，三相功率和相等，三相功率和单相功率的相功率的标幺幺值相等。

相等。

2022/10/2721n标幺制的幺制的这一特点，使得一特点，使得计算中勿需算中勿需顾及及线电压和相和相电压、三相和、三相和单相相标幺幺值的区的区别，而只需注意，而只需注意还原成原成有名有名值时各自采用相各自采用相应的基准的基准值即可，即可，这给运算运算带来来了方便。

了方便。

n应用用标幺幺值计算，最后算，最后还需将所得需将所得结果果换算成有名算成有名值。

根据式（根据式（5-25-2），各个量的有名），各个量的有名值等于它的等于它的标幺幺值乘以乘以相相应的基准的基准值。

2022/10/2722三、不同基准标幺值之间的换算三、