【正文】 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 南 昌 工 程 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 機(jī)械與電氣工程 學(xué)院 電氣工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 課程設(shè)計(jì)（論文）題目 電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 完成日期 2021 年 11 月 30 日 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 成績(jī)： 評(píng)語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) I 南 昌 工 程 學(xué) 院 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì) (論文 )題目： 電力系統(tǒng)短路計(jì)算 二、課 程設(shè)計(jì) (論文 )使用的原始資料 (數(shù)據(jù) )及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 系統(tǒng)圖及參數(shù)見附錄 分組分別計(jì)算 K K K3 點(diǎn)單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地及三相短路下的短路電流 :周期分量有效值的有名值、短路沖擊電流的有名 值、短路容量； 對(duì)上述情況下的短路電流進(jìn)行分析比較。 三、課程設(shè)計(jì) (論文 )工作內(nèi)容及完成時(shí)間： 共 2周 復(fù)習(xí)短路計(jì)算基本方法（ ～ ） 對(duì)各短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算（ ～ ） 整理設(shè)計(jì)說明書（ ～ ） 四、主要參考資料： 《電力系統(tǒng)分析》孟祥萍 高等教育出版社 《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》 陳光會(huì) 王敏 中國(guó)水利電力出版社 《電力系統(tǒng)分析》（上冊(cè)） 何仰贊等 華中理工大學(xué)出版社 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) II 機(jī)械與電氣工程 學(xué)院 10電氣 工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 班 學(xué)生： 日期：自 2021 年 11 月 18 日至 2021 年 11 月 30 日 指導(dǎo)教師： 助理指導(dǎo)教師 (并指出所負(fù)責(zé)的部分 )： 教研室： 電 氣 工 程 教研室主任： 附錄： 短路點(diǎn)的設(shè)置如下，計(jì)算時(shí)橋開關(guān)和母連開關(guān)都處于閉合狀態(tài)。 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) III 一、取基準(zhǔn)容 量： SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓： UB=Uav 二、計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值： (1)XL=／ km ， L1= L2= ， Xd1=Xd2=X39。d =， 系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 X39。d =，兩條 110kV 進(jìn)線為 LGJ150 型 線路長(zhǎng)度一條為 ,另一條為 .。 (2)主變銘牌參數(shù)如下： 1﹟主變：型 號(hào) SFSZ831500/110 接 線 YN/YN/d11 變 比 110177。 4 %∕ 177。 2 %∕ 短路電壓（ %） UK(12)= UK(31)=18 UK(23)= 短路損耗（ kw） PK(12)= PK(31)=181 PK(23)= 空載電流（ %） I0(%)= 空載損耗（ kW） P0= 2﹟主變 ：型 號(hào) SFSZ1040000/110 接 線 YN/YN/d11 變 比 110177。 8 %∕ 177。 2 %∕ 短路電壓（ %） UK(12)= UK(31)= UK(23)= 短 路損耗（ kW） PK(12)= PK(31)= PK(23)= 空載電流 (%) I0(%)= 空載損耗（ kW） P0= (3)轉(zhuǎn)移電勢(shì) E∑ =1 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) IV 目 錄 第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí) ?????????????????? 1 短路概述??????????????????????????????? 1 標(biāo)幺值???????????????????????????????? 3第二章 電力系統(tǒng)三相短路電流的計(jì)算 ??????????????????? 5 計(jì)算的條件和近似??????????????????????????? 5 簡(jiǎn)單系統(tǒng) 39。39。I 計(jì)算???????????????????????????? 5 計(jì)算短路電流時(shí)的簡(jiǎn)化條件??????????????????????? 6 第三章 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算 ?????????????????? 7 對(duì)稱分量法?????????????????????????????? 7 電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制定???????????????????????? 8 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的運(yùn)用????????????????? 8 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分 析與計(jì)算?????????????????????? 9 正序等效定則???????????????????????????? 12 第四章 算例 ??????????????????????????????? 14 各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算???????????????????????? 15 K1 點(diǎn)短路電流計(jì)算?????????????????????????? 16 K2 點(diǎn)短路電流計(jì)算?????????????????????????? 19 K3 點(diǎn)短路電流計(jì)算 ?????????????????????????? 22 短路計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表?????????????????????????? 25 計(jì)算結(jié)果總結(jié) ????????????????????????????? 25 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????? 27 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 1 第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí) 短路概述 短路的定義及類別 在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障。 短路故障是電力系統(tǒng)除正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地 之間的連接。在三相供電系統(tǒng)中，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障最為常見而且危害性最大的就是各種短路。對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)有相與相之間的短路，對(duì)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)有相與相之間的短路和相與地之間的短路。其短路的基本種類有：三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路、單相接地短路等，如圖 11 所示。 發(fā)生短路 故障 時(shí)，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需 3～ 5 秒。在這一 暫態(tài)過程 中，短路電流的變化很復(fù)雜。在短路后約半個(gè)周 波 （ 秒）時(shí)將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值，稱為 短路 沖擊電流。它會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，其大小可用 來校驗(yàn)電工設(shè)備在發(fā)生短路時(shí)機(jī)械應(yīng)力的動(dòng)穩(wěn)定性。 (a) (b) (c) (d) 產(chǎn)生短路的原因 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相地絕緣被破壞，產(chǎn)生短路的原因既有客觀的，也有主觀的，主要如下： （ 1）元件損壞，例 如設(shè)備絕緣材料老化，設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)不良等造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成為短路。 （ 2）氣象條件影響，例如雷擊過后造成的閃爍放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線斷線和導(dǎo)線覆冰引起電線桿倒塌等。 圖 11 短路的種類 （ a）三相短路；（ b）兩相短路；（ c）兩相短路接地；（ e）單相接地短路 南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2 （ 3）人為過失，例如工作人員帶負(fù)荷拉閘，檢修線路或設(shè)備時(shí)未拆除接地線合閘供電，運(yùn)行人員的誤操作等。 （ 4） 其他原因，例如挖溝損傷電纜，鳥獸風(fēng)箏跨接在載流裸導(dǎo)體上等。 短路的危害 短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備有很大的危害。 電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí)，系統(tǒng)功率分布的忽然變化和電壓的嚴(yán)重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián) 運(yùn)行的穩(wěn)定性，使整個(gè) 系統(tǒng)解列 ，這時(shí)某些發(fā)電機(jī)可能過負(fù)荷，因此，必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降的愈大，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性愈大。為保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，減輕短路造成的影響，除在運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常值。 短路的主要危害如下： （ 1）電流的熱效應(yīng)：由于短路電流比正常工作電流大幾十倍至幾百倍 ，這將使電氣設(shè)備過熱，絕緣損壞，甚至把電氣設(shè)備燒毀。 （ 2）電流的電動(dòng)力效應(yīng)：巨大的短路電流通過電氣設(shè)備將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能引起電氣設(shè)備的機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。 （ 3）電流的電磁效應(yīng)：交流電通過導(dǎo)線時(shí)，在線路的周圍空間產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，交變電磁場(chǎng)將在鄰近的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行或?qū)ΨQ短路時(shí)，三相電流是對(duì)稱的，在線路的周圍空間各點(diǎn)產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)彼此抵消，在鄰近的導(dǎo)體中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，短路電流產(chǎn)生不平衡的交變磁場(chǎng)，對(duì)線路附近的通訊線路信號(hào)產(chǎn)生干擾。 （ 4）電流產(chǎn)生 電壓降：巨大的短路電流通過線路時(shí)，在線路上產(chǎn)生很大的電壓降，使用戶的電壓降低，影響負(fù)荷的正常工作（電機(jī)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)，白熾燈變暗或熄滅）。 供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)將產(chǎn)生上述后果，故在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，應(yīng)設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。為了盡可能減輕短路所引起的后果和防止故障的擴(kuò)大，一方面，要計(jì)算短路電流以便正確選擇和校驗(yàn)各電氣設(shè)備，保證在發(fā)生短路時(shí)