第8章 电力系统三相短路的分析与计算

第8章 电力系统三相 短路的分析与计算

§8-1 短路的基本概念

故障:一般指短路和断线,分为简单故障和复杂故障 故障:一般指短路和断线, 简单故障:电力系统中的单一故障 简单故障: 复杂故障:同时发生两个或两个以上故障 复杂故障: 短路:指一切正常运行之外的相与相之间或相与地 短路: 之间的连接。 之间的连接。

泸州职业技术学院

电力系统

短路的主要原因 8.1.1 短路的主要原因1.设备或装置存在隐患:绝缘材料的自然老化，设计、 1.设备或装置存在隐患:绝缘材料的自然老化，设计、 设备或装置存在隐患 自然老化 安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。 设备缺陷发展成短路 安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。 2.恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作， 2.恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空 恶劣天气 闪络放电或避雷器动作 线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 3.人为误操作 如运行人员带负荷拉刀闸， 人为误操作， 3.人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备 检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 4.挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 4.挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 挖沟损伤电缆

(不可避免性) 不可避免性)泸州职业技术学院 电力系统 3

短路的类型 8.1.2 短路的类型表1-1 各种短路的示意图和代表符号短路类型 符号 示意图 特点 事故几率

三相短路

f (3)

对称故障

5%(最严 重) 10~15%

两相短路

f (2)

非对称故障

单相接地短路

f (1)

非对称故障

65~70%

两相接地短路

f (1,1)

非对称故障

10~20%

泸州职业技术学院

电力系统

短路的危害 8.1.3 短路的危害(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长， (1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可 电流剧增 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 电动力效应 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 导体间还将产生很大的机械应力， 导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至 损坏。 损坏。 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 电压大幅度下降 (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时， (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并 当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时 发电机可能失去同步， 列运行的发电机可能失去同步 列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行

的稳定 造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 发生不对称短路时 线路感应出电动势,影响通讯. 线路感应出电动势,影响通讯.5

泸州职业技术学院

电力系统

短路的后果举例2003年8月14日-美国大停电 年 月 日 美国东部 美国东部(EDT)时间 时间2003年8月14日16:11开始(北京时间 开始( 时间 年 月 日 开始 北京时间8 日晨4:11),美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大 ),美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大 月15日晨 日晨 ), 面积停电事故 纽约 纽约: 交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯和地隧道里、 交通瘫痪、公路堵塞、人困在电梯和地隧道里、冒酷热步行 回家 停电影响 美国： 俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、 美国： 俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、康涅狄 克州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特州( 个州 个州) 克州、新泽西州、宾夕法尼亚州、佛蒙特州(8个州) 加拿大：安大略省、魁北克省( 个省 个省) 加拿大：安大略省、魁北克省(2个省)泸州职业技术学院 电力系统 6

2003年8月14日-美国大停电 年 月 日 损失负荷：6180万千瓦 损失负荷：6180万千瓦 5000万居民失去电力供应 5000万居民失去电力供应 恢复需几天时间 恢复134 134万千瓦 -8月14日19:30 恢复134万千瓦 14日19: -8月14日23:00 恢复2130万千瓦 恢复2130 2130万千瓦 14日23: 恢复4860 4860万千瓦 -8月15日11:00 恢复4860万千瓦 15日11: 美国切机20多台(含9台核电机组) 美国切机20多台( 20多台 台核电机组) 美加共计切机百余台 美经济学家估计：美损失：300亿美元/天 美经济学家估计：美损失：300亿美元/ 亿美元 安大略省损失：50亿美元 安大略省损失：50亿美元泸州职业技术学院 电力系统 7

停电前后卫星拍到的美国上空照片

泸州职业技术学院

电力系统

短路的防范措施 8.1.4 短路的防范措施

1.设法消除可能引起短路的一切原因； 1.设法消除可能引起短路的一切原因； 设法消除可能引起短路的一切原因 2.发生短路后尽快切除故障部分， 2.发生短路后尽快切除故障部分，快速恢复电 发生短路后尽快切除故障部分 网电压； 网电压； 3.增大短路回路阻抗以限制短路电流数值(常 3.增大短路回路阻抗以限制短路电流数值( 增大短路回路阻抗以限制短路电流数值 用电抗器)。 用电抗器)。

泸州职业技术学院

电力系统

计算短路电流的目的 8.1.5 计算短路电流的

目的短路电流计算结果是选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、电 选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、 缆等)的依据； 缆等)的依据； 是电力系统继电保护设计和整定的基础； 是电力系统继电保护设计和整定的基础； 继电保护设计和整定的基础 是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 电气主接线图的依据 根据它可以确定限制短路电流的措施。 根据它可以确定限制短路电流的措施。 是网络结构规划、设计的依据(广东电网、上海电网 网络结构规划、设计的依据(广东电网、 环网运行，短路电流太大，不安全，难以选择断路器) 环网运行，短路电流太大，不安全，难以选择断路器) 是电力系统稳定控制措施制定的依据 是电力系统稳定控制措施制定的依据

泸州职业技术学院

电力系统

计算短路电流的基本假设 8.1.6 计算短路电流的基本假设

1.电力系统在正常工作时三相是对称的。 1.电力系统在正常工作时三相是对称的。 电力系统在正常工作时三相是对称的 2.所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保 2.所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保 所有发电机的转速 不变。 持不变。 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计， 3.电力系统各元件的电容和电阻略去不计，只计 电力系统各元件的电容和电阻略去不计 电抗。 电抗。 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变 4.各元件的电抗在短路过程中保持不变。 各元件的电抗在短路过程中保持不变。

用标幺值计算

=1) 当U=Uav(即U*=1)时

则S*=I*=1/X*

泸州职业技术学院

电力系统

8.1.7 电力系统的标幺制1.标幺制的概念 标幺值是某电气量的实际有名值与所选定的同单位规 定值之比。

实际有名值(任意单位) 标幺值= 基准值(与有名值同单位)注意： (1)标幺值没有量纲。 (2)所选基准值不同，标幺值不同。 有名制： 有名制：文字符号 基准制： 基准制：B 标幺制： 标幺制：※ KV) MVA) I(KA) U(KV) S(MVA)X(Ω) KA) IB I※ UB U※ SB S※ XB X※

…… 此处隐藏：3128字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……