電力系統(tǒng)短路(已修改)
2025-01-08 05:47 本頁(yè)面
【正文】 電力系統(tǒng)短路 寧波大學(xué)信息學(xué)院 250 內(nèi)容 ?41 故障概述 ?42 無(wú)限大容量電源（ 恒定電勢(shì)源 ）電路的短路過(guò)程分析 ?43 無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算方法 ?44 短路電流的效應(yīng) 41 故障概述 ? 故障 :一般指短路和斷線 ,分為簡(jiǎn)單故障和復(fù)雜故障 ? 簡(jiǎn)單故障 :電力系統(tǒng)中的單一故障 ? 復(fù)雜故障 :同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上故障 ? 短路 :指一切 不正常 的相與相之間或相與地之間（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 表 11 各種短路的示意圖和代表符號(hào) 短路種類 示意圖 代表符號(hào) 三 相 短 路 f(3) 兩 相 短 路 接 地 f(1,1) 兩 相 短 路 f(2) 單 相 短 路 f(1) 一、短路的類型 550 對(duì)稱短路： 不對(duì)稱短路： 單相接地短路 (65%) 兩相短路 (10%) 兩相接地短路 (20%) 三相短路 (5%) 短路的種類 ①絕緣材料的 自然老化 ，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來(lái)的 設(shè)備缺陷 發(fā)展成短路。 ②惡劣天氣：雷擊造成的 閃絡(luò)放電或避雷器 動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。 ③人為誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。 ④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 二、短路的主要原因 (1)電流 劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能使設(shè)備過(guò)熱甚至損壞 。由于短路電流的 電動(dòng)力 效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。 (2)電壓 大幅度下降，對(duì)用戶影響很大。 (3)當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長(zhǎng)時(shí)，并列運(yùn)行的 發(fā)電機(jī)可能失去同步 ，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。 (4)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí) ,三相不平衡電流 會(huì)在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) ,影響通訊 . 三、短路的危害 最嚴(yán)重的后果 850 950 四、計(jì)算短路電流的目的 短路電流計(jì)算結(jié)果 ?是選擇電氣設(shè)備 （ 斷路器 、 互感器 、 瓷瓶 、 母線 、電纜等 ） 的依據(jù)； ?是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)； ?是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù) ， 根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施 。 ? 無(wú)限大功率電源 （又稱 恒定電勢(shì)源 ），是指端電壓幅值和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為零。 42 無(wú)限大容量電源（ 恒定電勢(shì)源 ）電路 的三相短路過(guò)程分析 ~ 電源的容量為無(wú)限大，內(nèi)阻抗為 0 S=∞ 恒定電壓源可看成是由 無(wú)限多個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成 。 實(shí)際電力系統(tǒng)中恒定電壓源是不存在的 ， 而只能是一個(gè)相對(duì)的概念 ， 往往是根據(jù)供電電源的內(nèi)阻與短路回路總阻抗的相對(duì)大小來(lái)判別是否能看作是恒定電壓源 。 若供電電源的 內(nèi)阻抗小于短路回路阻抗的 10%時(shí) ， 則可認(rèn)為供電電源為恒定電壓源 ?短路前 電路處于 穩(wěn)態(tài)，以 a相為例 ： ?????????)sin()sin(?????tIitEemm222 )()( LLRREI mm ?????? ?RRLLtg?????? ? )(1 ??一、三相短路的暫態(tài)過(guò)程 ?短路前 的穩(wěn)態(tài)電流和阻抗角 ： )sin( ?? ??? tEdtdiLRi ma相的微分方程式如下： 其解就是短路的全電流 i，它由兩部分組成： 周期分量 ip 和 非周期分量 iap 。 假定 t＝ 0時(shí)刻發(fā)生三相短路 與電源相連接的有源電路 （需要計(jì)算短路電流） 無(wú)源電路 :i 衰減 R’ 0 方程的特解 對(duì)應(yīng)的齊次方程的通解 13 南京理工大學(xué) 22 )( LREI mPm ???RLtg ?? 1?? )sin( ??? ??? tIiPmP短路電流的強(qiáng)制分量或穩(wěn)態(tài)分量（特解） , 并記為 周期分量： Pi非周期電流 ： 短路電流的自由分量 或直流分量 ,記為 aTtptaP CeCei???0?? pLR — 特征方程 p的根。 LRp ??aT— 非周期分量電流衰減的時(shí)間常數(shù)，則 RLpT a ???1（ C為由初始條件決
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