【正文】 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。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。 ④挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。 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。第一部分 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)主要內(nèi)容 ? 第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 ? 第二章 電力網(wǎng)元件參數(shù)及等值電路 ? 第三章 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 ? 第四章 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 ? 第五章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 第五章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 無(wú)窮大容量系統(tǒng)三相短路計(jì)算 ? 第三節(jié) 有限大容量系統(tǒng)三相短路計(jì)算 ? 第四節(jié) 不對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算方法 第一節(jié) 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。 一、短路的類(lèi)型 短 路 種 類(lèi) 三相短路 對(duì)稱(chēng)短路 兩相短路 單相短路接地 兩相短路接地 不對(duì)稱(chēng)短路 示 意 圖 代表符號(hào) 發(fā)生的機(jī)率約 (%) )3(f 2(f)(１f )1,(１f5 10 65 20 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。 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。 二、短路的主要原因 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 。 電壓 大幅度下降，對(duì)用戶(hù)影響很大。 發(fā)生不對(duì)稱(chēng)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 (1)限制短路電流（加電抗器） 。 (3)結(jié)線方式 。 ?是以下分析和計(jì)算的依據(jù)： ?中性點(diǎn)接地方式的選擇、變壓器接地點(diǎn)的位置和臺(tái)數(shù) ?對(duì)鄰近的通訊系統(tǒng)是否會(huì)產(chǎn)生較大的干擾 ?接地裝置的跨步電壓、接觸電壓的計(jì)算 ?電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的計(jì)算等。 用次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電勢(shì)來(lái)代表發(fā)電機(jī)的等值電路 若將短路前發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)看作空載，那么次暫態(tài)電勢(shì)標(biāo)么值也就取為 1； 略去變壓器勵(lì)磁支路，其變比取為 平均額定電壓 之比。 七、短路時(shí)各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 基準(zhǔn)值實(shí)際值標(biāo)么值＝?基準(zhǔn)值的選擇與計(jì)算 ?通常選定基準(zhǔn)值中的任意兩個(gè)，另外兩個(gè)總可以求取，通常優(yōu)先選取容量基準(zhǔn)和電壓基準(zhǔn)，即 100 1000 (dd avSUU??M V A ) ( KV) 或23()3 ( KA) ddddddddSIUUUZSI?? ? ?平均額定電壓 Uav：（ kV）： 、 、 、 3 11 2 34 525 ?標(biāo)幺值間的關(guān)系 ?通常選定基準(zhǔn)值中的任意兩個(gè)，另外兩個(gè)總可以求取，通常優(yōu)先選取容量基準(zhǔn)和電壓基準(zhǔn)，即 ?特別地，當(dāng)電壓標(biāo)幺值等于 1時(shí)，有 * * ** * *S U IU I X??***1SIX?? ? 短路計(jì)算時(shí)電力系統(tǒng)各主要元件的等值電路 設(shè) 備 名 稱(chēng)發(fā) 電 機(jī).變 壓 器雙 卷三 卷 或 自 耦普 通 電 抗 器電 抗 器分 裂 電 抗 器線 路忽 略 分 布 電 容. .代 表 符 號(hào).....211 122.333.....x等 值 電 路..12..........xL xMxMxs+xMxs+xTxIxI IxI I IxrE ?各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 ?(1)發(fā)電機(jī) G電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 ?可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值的計(jì)算與基本級(jí)的選擇無(wú)關(guān)。39。39。 11221 2 3 4 122222344100 100??? ? ?????*%%d k av av av d k ddT N av av T Nav avS U U U U S U SxxS U U SUUT1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級(jí) 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(3)輸電線 II電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 ?可見(jiàn)，輸電線路電抗標(biāo)幺值的計(jì)算與基本級(jí)的選擇無(wú)關(guān)。 2435 2 2 234 4 3100 10033??? ? ?????*%%d av d dR N R NdNN avav av avX U X UxXIIS U S SUU U UT1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級(jí) 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(5)系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 ?電力系統(tǒng)通?？傻刃橐粋€(gè)等值電源和一個(gè)電抗，其電抗標(biāo)幺值通?？捎孟到y(tǒng)短路容量（短路電流）或與系統(tǒng)連接的斷路器的遮斷容量來(lái)。39。 一、三相短路的暫態(tài)過(guò)程 簡(jiǎn)單三相電路短路 ?短路前 電路處于 穩(wěn)態(tài) ： 0si n( )si n( )mme E ti I t??? ? ??? ????? ? ???0 2 2 2( ) ( )mmEIR R L L????? ? ?RR LLtg ?? ???? ? )(1 ?? )sin( ?? ??? tEdtdiLRi ma相的微分方程式如下： 其解就是短路的全電流，它由兩部分組成： 周期分量 和 非周期分量 。 LRp ??aT— 非周期分量電流衰減的時(shí)間常數(shù) RLpT a ???1（ C為由初始條件決定的積分常數(shù)） 短路的全電流可表示為 ： /si n( ) atTdza dfa mi i i I t C e? ? ? ?? ? ? ? ? ?0 si n( ) si n( )mmI I C? ? ? ??? ? ? ?0 si n( ) si n( )mmC I I? ? ? ??? ? ? ? /0si n( ) [ si n( ) si n( ) ] atTmm mi I t I I e? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?0 si n( )mi I t? ? ? ?? ? ?短路電流不突變 短路前電流 積分常數(shù)的求解 ?指短路電流可能的最大瞬時(shí)值，用 表示。 一般電力系統(tǒng)中，短路回路的感抗比電阻大得多，即 ，故可近似認(rèn)為 。 此時(shí)短路電流為： imi ?90?? RL ???二、短路全電流最大有效值 0 0mI ?0? ?? c os atTdza dfa m mi i i I t I e??? ? ? ? ? ITIdzaidfaii t2I?? s?ic os atTdza dfa m mi i i I t I e??? ? ? ? ?aLXTRR???eim 2I?可見(jiàn)： 無(wú)窮大系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)，周期分量不衰減，非周期分量呈指數(shù)規(guī)律衰減。 短路電流的最大瞬時(shí)值（短路沖擊電流）在短路發(fā)生后約半個(gè)周期時(shí)（即 短路后 ）出現(xiàn) 0. 011 aTimke ???稱(chēng)為沖擊系數(shù) ?指短路全電流可能的最大有效值，用 表示。 imI三、短路全電流最大有效值 2 / 2 / 22 / 2 / 211 ( )????? ? ???t T t Tt t dz t dftt T t TI i dt i i dtTT?為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定： ?非周期電流 在以時(shí)間 t為中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在時(shí)間 t的有效值就等于它的瞬時(shí)值。 短路電流有效值的確定 根據(jù)上述假定條件： 22??t dz dftI I I 短路電流最大有效值出現(xiàn)在第一周期，其中心為： t=，故 短路電流的最大有效值 ： 0. 012 2 2( 2 ) 1 2( 1 )aTim imI I I e I k??? ?? ??? ? ? ? ?0. 011 aTimke??? 短路發(fā)生點(diǎn) Kim推薦值 發(fā)電機(jī)端 發(fā)電廠高壓側(cè)母線 運(yùn)離發(fā)電廠的地點(diǎn) ?????? 短路容量 也稱(chēng)為短路功率 ， 它等于短路電流周期分量 t=0s時(shí)刻的有效值同短路處的正常工作電壓（ 一般用平均額定電壓 ） 的乘積 ， 即 3k avS U I?? ???用標(biāo)幺值表示時(shí) 33k avkdd av dS U I ISISI UI???? ?? ???? ??? ? ? ?短路容量 主要用來(lái) 校驗(yàn)開(kāi)關(guān)的切斷能力。39。39。 六、無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路計(jì)算方法總結(jié) （一）基本概念 1. 哪那種故障短路電流最大 中性點(diǎn)接地：三相或單相 中性點(diǎn)不接地：三相 2. 短路電流計(jì)算值 I39。39。用 標(biāo)幺制法：取 Sｄ =100MVA,Uｄ =Uav 1 * 1 22 100 3115BBSXXU? ? ? ? ?2 * 3 * % 100 5100 100 20k BTNU SS? ? ? ? ?d(3) U*=1 等值電路 ?回路總阻抗標(biāo)幺值 *2*1* ?????? XXX d?周期分量有效值 11** ?????dd XI?沖擊電流 ? ?2 2 im di k I K A?? ? ? ? ??全電流最大有效值 ? ? 7MdI I K A?? ? ?