電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)課件

1、項(xiàng)目一 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)與了解任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)任務(wù)二短路電流的計(jì)算返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)過程分析電力系統(tǒng)運(yùn)行方式不同，其技術(shù)特性和工作條件也不同，還與故障分析、繼電保護(hù)配合、絕緣配合等均密切相關(guān)。相關(guān)知識(shí)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是涉及供電的可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)、通信干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定諸多方面的綜合性技術(shù)問題。這個(gè)問題在不同的國家和地區(qū)，不同的發(fā)展水平可以有不同的選擇，同時(shí)還與國家的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策有關(guān)。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地（是指電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)接地）是一種工作接地。下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)目前，我國電力系統(tǒng)中性

2、點(diǎn)接地方式可分為中性點(diǎn)非直接接地和中性點(diǎn)直接接地兩大類。（）中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)。它包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)；中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地系統(tǒng)。（）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。它包括中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地系統(tǒng)。一、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng).中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)系統(tǒng)中直接連接的全部發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)對(duì)大地為絕緣的系統(tǒng)。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)又稱為中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，如圖所示。.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相金屬性接地時(shí)，會(huì)有以下運(yùn)行特點(diǎn)：（）故障相對(duì)地電壓為零。（）非故障相對(duì)地電壓升高到 倍相電壓。（）接地點(diǎn)電容電流為系統(tǒng)正

3、常時(shí)單相對(duì)地電容電流的倍。（）接地點(diǎn)電容電流超前故障相電源電壓。（）系統(tǒng)的線電壓不變。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)線電壓仍然保持著對(duì)稱不變的關(guān)系，單相接地電流較負(fù)荷電流小得多，因而用戶的供電不受影響，這是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的最大長期工作電壓較高，存在著電弧接地過電壓的危險(xiǎn)，所以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的絕緣水平要求較高。因此對(duì)額定電壓等級(jí)較高的電力系統(tǒng)而言，采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)必然使系統(tǒng)絕緣費(fèi)用大為增加；隨著系統(tǒng)額定電壓等級(jí)的升高，接地電流也成比例的增加，故高電壓等級(jí)不采用中性點(diǎn)不接地方式。綜上所述，結(jié)合目前的技

4、術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策，我國采用中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行的電力系統(tǒng)為：額定電壓為，接地電流不大于的電力系統(tǒng)；額定電壓為，直接接有發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)，接地電流不大于的電力系統(tǒng)；額定電壓為，接地電流不大于的電力系統(tǒng)。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)為了限制接地點(diǎn)電流，使接地點(diǎn)電弧能自行熄滅，在電源中性點(diǎn)與大地之間接入消弧線圈的系統(tǒng)，稱為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。其原理接線圖如圖所示。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí)，接地點(diǎn)電容電流 在相位上比接地故障相電壓超前。在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，由于電源中性點(diǎn)與大地之間接入一個(gè)近于純感性消弧線圈，若發(fā)生單

5、相金屬性接地故障，電源故障相電壓將在消弧線圈所構(gòu)成的回路中產(chǎn)生電感電流 。 在相位上滯后于電源故障相電壓。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)因此，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生單相金屬性接地故障，通常接地點(diǎn)的電流由接地電容電流 與電感電流 兩部分組成。接地點(diǎn)的電容電流 與電感電流 在相位上互差，如圖所示。適當(dāng)?shù)剡x擇消弧線圈的電感量，使通過接地點(diǎn)的電流 足夠小，保證接地點(diǎn)電弧的自行熄滅。消弧線圈的外形與單相油浸變壓器相似。消弧線圈實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有帶空氣間隙鐵芯的電感線圈，消弧線圈采用帶空氣間隙鐵芯結(jié)構(gòu)的主要目的是，避免工作中鐵芯處于保護(hù)的工作狀態(tài)，保持電感值穩(wěn)定，使補(bǔ)償電

6、感電流穩(wěn)定。為了調(diào)節(jié)消弧線圈的電感量，一般都采用改變消弧線圈匝數(shù)的方法。分接開關(guān)選用變壓器用的分接開關(guān)。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)為了運(yùn)行中調(diào)整方便，在消弧線圈的銘牌上標(biāo)明每個(gè)分接頭補(bǔ)償電流值。每一個(gè)消弧線圈的最大補(bǔ)償電流與最新補(bǔ)償電流的比值一般為或，在該調(diào)節(jié)范圍內(nèi)通常有個(gè)分接頭。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)有三種不同的運(yùn)行方式：（）欠補(bǔ)償運(yùn)行方式。當(dāng)調(diào)節(jié)度小于（即接地點(diǎn)電感電流小于接地電容電流）為欠補(bǔ)償運(yùn)行方式。（）過補(bǔ)償運(yùn)行方式。當(dāng)調(diào)節(jié)度大于（即接地點(diǎn)電感電流大于接地電容電流）為過補(bǔ)償運(yùn)行方式。（）全補(bǔ)償運(yùn)行方式。當(dāng)調(diào)節(jié)度等于（即接地點(diǎn)電感電流等于接地電容電流）為全補(bǔ)償

7、運(yùn)行方式。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)實(shí)際運(yùn)行中，一定要避免全補(bǔ)償方式運(yùn)行。如果采取全補(bǔ)償方式運(yùn)行，一旦系統(tǒng)中發(fā)生金屬性接地故障，因消弧線圈的等值感抗與系統(tǒng)對(duì)地等值容抗相等而形成系統(tǒng)內(nèi)的串聯(lián)諧振，引起系統(tǒng)的諧振過電壓，從而威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行中，一般選用過補(bǔ)償方式運(yùn)行。當(dāng)選用過補(bǔ)償方式運(yùn)行時(shí)，選擇消弧線圈的工作電流，既能保證接地點(diǎn)電弧自行消失，又不會(huì)引起系統(tǒng)諧振過電壓。欠補(bǔ)償運(yùn)行方式一般只有在消弧線圈容量不足時(shí)，才考慮選用。當(dāng)選擇欠補(bǔ)償運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)保證系統(tǒng)發(fā)生某些線路故障跳閘之后又發(fā)生單相接地故障的情況下，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振；否則，不允許采用欠補(bǔ)償運(yùn)行方式。在

8、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，要恰當(dāng)選擇接入消弧線圈的位置。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)當(dāng)確定接入消弧線圈的變壓器時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)是否解列運(yùn)行、串聯(lián)消弧線圈變壓器的阻抗值和消弧線圈接入后是否會(huì)造成變壓器過負(fù)荷等多種因素。一般情況下，只選擇系統(tǒng)中某幾個(gè)發(fā)電廠或變電所的變壓器接入消弧線圈，以便于適應(yīng)系統(tǒng)較靈活運(yùn)行方式的需要；當(dāng)消弧線圈的臺(tái)數(shù)過多時(shí)，設(shè)備投資運(yùn)行費(fèi)用會(huì)增加，因此在滿足系統(tǒng)各種運(yùn)行方式對(duì)補(bǔ)償電流要求的條件下，應(yīng)盡量選擇消弧線圈臺(tái)數(shù)最少的方案。為了運(yùn)行中調(diào)整的方便，在消弧線圈銘牌上按照補(bǔ)償電流的大小，分別標(biāo)明每個(gè)分接頭的補(bǔ)償電流值。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)

9、行方式的認(rèn)識(shí)為保證中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地補(bǔ)償方式不因系統(tǒng)接線的變化而受影響，當(dāng)系統(tǒng)接線方式變化前應(yīng)首先調(diào)節(jié)消弧線圈的分接頭，以防止因系統(tǒng)接線的改變后發(fā)生單相接地引起串聯(lián)諧振。進(jìn)行消弧線圈的分接頭調(diào)整時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（）選用過補(bǔ)償方式運(yùn)行時(shí)，在電容電流增加前（投入線路前） 應(yīng)先將消弧線圈的分接頭調(diào)整，防止發(fā)生全補(bǔ)償運(yùn)行。（）選用欠補(bǔ)償方式運(yùn)行時(shí)，在電容電流減小前（斷開線路前） 應(yīng)先將消弧線圈的分接頭調(diào)整，防止發(fā)生全補(bǔ)償運(yùn)行。（）進(jìn)行消弧線圈的分接頭調(diào)節(jié)操作時(shí)應(yīng)確認(rèn)系統(tǒng)無接地現(xiàn)象方可進(jìn)行；一般不應(yīng)在陰雨天進(jìn)行，以保證人身安全。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)三、中性點(diǎn)直接接地系

10、統(tǒng)為了防止發(fā)生單相接地時(shí)，電源中性點(diǎn)電位變化和相對(duì)地電壓升高的另一種辦法是將中性點(diǎn)直接和大地連接起來，采用這種接地方式的系統(tǒng)稱為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的原理圖如圖所示。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)絕緣正常時(shí)，電源中性點(diǎn)電位與大地相同，各相對(duì)地電壓等于電源相電壓。如果系統(tǒng)中發(fā)生一相與大地相連接（即單相短路），將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流。這時(shí)斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下自動(dòng)斷開，將電源與故障點(diǎn)隔開。電網(wǎng)中電氣設(shè)備的相對(duì)地絕緣水平可按相電壓考慮，從而使絕緣費(fèi)用大大降低。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)當(dāng)電網(wǎng)的額定電壓越高時(shí)，采用中性點(diǎn)直接接地方式所節(jié)省絕緣費(fèi)用的效果越明顯。在中性

11、點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地短路后，保護(hù)線路斷路器必須迅速斷開，顯然降低了供電可靠性。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，提高供電可靠性，目前廣泛地裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。線路裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置后，如果系統(tǒng)中發(fā)生暫時(shí)性短路故障，斷路器在繼電保護(hù)的作用下迅速跳閘，經(jīng)過很短的時(shí)間間隔斷路器在自動(dòng)重合閘裝置作用下再次合入，這時(shí)故障已消失，就會(huì)恢復(fù)供電；如果系統(tǒng)中發(fā)生的故障為永久性的，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘后，仍然會(huì)經(jīng)過短時(shí)停電后進(jìn)行斷路器的重合，但是重合后由于故障未消失，自動(dòng)重合閘裝置可以加速將斷路器跳開，實(shí)現(xiàn)快速切除故障。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)在電力系統(tǒng)中，為了減少單相短路電流值，一般不將系

12、統(tǒng)中全部變壓器的中性點(diǎn)都接地，而是僅僅將其中的一部分變壓器中性點(diǎn)接地；變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目應(yīng)滿足繼電保護(hù)可靠動(dòng)作要求考慮，通常每一個(gè)發(fā)電廠或變電所的同一中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變壓器至少有一個(gè)應(yīng)采用中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行。近代電力系統(tǒng)容量的不斷擴(kuò)大，電器設(shè)備不斷增多，往往會(huì)有單相短路電流大于三相短路電流的情況出現(xiàn)。為了進(jìn)一步限制單相接地短路電流的數(shù)值，可在該系統(tǒng)變壓器的中性點(diǎn)上采用經(jīng)小電抗器接地的方式，這種小電抗器的阻抗值較小，只起到限制單相接地短路電流的作用，該系統(tǒng)仍然保持著中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的特點(diǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)目前我國中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)主要適用于額定電

13、壓為及以上的電力系統(tǒng)中。根據(jù)電力系統(tǒng)各種接地方式的特點(diǎn)，可將電力系統(tǒng)分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)被稱為大電流接地系統(tǒng)，也稱為大接地短路電流系統(tǒng)；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)被稱為小電流接地系統(tǒng)，或稱為小接地短路電流系統(tǒng)。四、任務(wù)實(shí)施（）繪制城郊區(qū)域供電電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，發(fā)生單相故障時(shí)，各相電壓、電流的相量圖。上一頁下一頁返回任務(wù)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)（）繪制城郊區(qū)域供電電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)時(shí)，發(fā)生單相故障時(shí)，各相電壓、電流的相量圖。（）比較上述兩種情況的危害性。其任務(wù)評(píng)分表如表所示。上一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算過程分析在變電所和供

14、電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，基于以下用途必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算：（）選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。（）選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能正確地切除短路故障。（）確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施。（）保護(hù)電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產(chǎn)生的危害。下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算當(dāng)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，此時(shí)必須切除部分用戶。短路時(shí)電壓下降得越大，持續(xù)時(shí)間越長，破壞整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性越大。相關(guān)知識(shí)一、短路短

15、路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指電力系統(tǒng)中，一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）之間發(fā)生通路的情況。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算二、電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的短路故障原因（）自然方面的原因。（）人為原因。（）設(shè)備本身原因。三、短路種類.單相接地短路電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備最常見的短路是單相接地，約占全部短路的以上。對(duì)大電流接地系統(tǒng)，繼電保護(hù)應(yīng)盡快切斷單相接地短路。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻或中電阻接地系統(tǒng)，繼電保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)或延時(shí)切斷單相接地短路。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電流超過允許值時(shí)，繼電保護(hù)也應(yīng)有選擇性地切斷單相接地短路。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧

16、線圈接地或不接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地電流不應(yīng)超過允許值時(shí)，允許短時(shí)間單相接地運(yùn)行，但要求盡快消除單相接地短路點(diǎn)。.兩相接地短路兩相接地短路一般不超過全部短路的。大電流接地系統(tǒng)中，兩相接地短路大部分發(fā)生于同一地點(diǎn)，少數(shù)在不同地點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路。中性點(diǎn)非直接接地的系統(tǒng)中，常見的是先發(fā)生一點(diǎn)接地，而后其他兩相對(duì)地電壓升高，在絕緣薄弱處將絕緣擊穿造成第二點(diǎn)接地，此兩點(diǎn)多數(shù)不在同一點(diǎn)，但也有時(shí)在同一點(diǎn)，繼電保護(hù)應(yīng)盡快切斷兩相接地短路。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算.兩相及三相短路兩相及三相短路不超過全部短路的。這種短路更為嚴(yán)重，繼電保護(hù)應(yīng)迅速切斷兩相及三相短路。.斷相或斷相接地線路斷相一般伴隨斷相

17、接地，而發(fā)電廠的斷相，大都是斷路器合閘或分閘時(shí)有一相拒動(dòng)造成兩相運(yùn)行，或電機(jī)繞組一相開焊的斷相，或三相熔斷器熔斷一相的兩相運(yùn)行。兩相運(yùn)行一般不允許長期存在，應(yīng)由繼電保護(hù)自動(dòng)或運(yùn)行人員手動(dòng)斷開健全相。.繞組匝間短路這種短路多發(fā)生在發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、調(diào)相機(jī)等電機(jī)電器的繞組中，雖然占全部短路的概率很少，但對(duì)某一電機(jī)來說卻不一定。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算.轉(zhuǎn)換性故障和重疊性故障發(fā)生以上五種故障之一，有時(shí)由于故障的演變和擴(kuò)大，可能由一種故障轉(zhuǎn)換為另一種故障（轉(zhuǎn)換性故障），或發(fā)生兩種及兩種以上的故障（重疊性故障），這種故障不超過全部故障的。主要短路形式的示意圖及表示符號(hào)如表所示。四、短

18、路的危害系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗大為減少，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有下列幾方面：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算（）強(qiáng)大的短路電流通過電氣設(shè)備使發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，足以使設(shè)備因過熱而損壞，甚至燒毀。（）巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞。（）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢，甚至損壞設(shè)備。（）短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最終造成系統(tǒng)瓦解

19、，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電，這是短路所導(dǎo)致的最嚴(yán)重后果。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算（）巨大的短路電流將在周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場，尤其是不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對(duì)周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾。五、短路計(jì)算的目的在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題不可或缺的基本計(jì)算。這些問題主要是：（）選擇有足夠機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流，用來校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量，用來校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；

20、計(jì)算指定時(shí)刻短路電流的有效值，用來校驗(yàn)斷路器的斷流能力。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算（）為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況，有時(shí)還需知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓。（）在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。所謂計(jì)算條件，一般包括：短路時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式；短路的類型和地點(diǎn)；短路發(fā)生后所采取的措施等。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算從短路計(jì)算的角度看，系統(tǒng)的

21、運(yùn)行方式指的是系統(tǒng)中投入運(yùn)行的發(fā)電、變電、輸電、用電的設(shè)備的多少以及它們之間相互連接的情況。計(jì)算不對(duì)稱短路時(shí)，還應(yīng)包括中性點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于不同的計(jì)算目的所采用的計(jì)算條件是不同的。六、短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn).短路電流的熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定度（）短路電流熱效應(yīng)的實(shí)用計(jì)算法。電力系統(tǒng)中，短路全電流瞬時(shí)值 的表達(dá)式：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算（）周期分量的熱效應(yīng)。任意曲線（）的定積分，可采用辛卜生法近似計(jì)算。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算 ,當(dāng)時(shí)，進(jìn)一步簡化，（）短路電流非周期分量熱效應(yīng)的計(jì)算（）短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 一般電器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)

22、算 母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。確定導(dǎo)體的比較麻煩，可根據(jù)滿足熱穩(wěn)定要求求出最小截面。.短路電流的電動(dòng)力和動(dòng)穩(wěn)定度（）短路時(shí)最大電動(dòng)力。在短路電流中，三相短路沖擊電流 為最大。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算可以證明三相短路時(shí)可以證明三相短路時(shí)，在導(dǎo)體中間相產(chǎn)生的電動(dòng)力最大，（）短路動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)的條件。 一般電器的穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。 硬母線的動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。七、對(duì)稱短路電流的計(jì)算.標(biāo)幺值的概念上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用、表示，這種用實(shí)際有名單位表示物理量的方法被稱為有名單位制。在電力系統(tǒng)計(jì)算，還廣泛地采用

23、標(biāo)幺制。標(biāo)幺制是相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中每個(gè)物理量都用標(biāo)幺值表示。標(biāo)幺值定義由下式給出：標(biāo)幺值是沒有量綱的數(shù)值，對(duì)于同一個(gè)實(shí)際有名值，基準(zhǔn)值選的不同，其標(biāo)幺值也就不同。因此，當(dāng)我們說一個(gè)量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)說明它的基準(zhǔn)值，否則，標(biāo)幺值的意義是不明確的。電力系統(tǒng)中每一個(gè)元件都有額定參數(shù)，以各元件的額定參數(shù)作為規(guī)定值的標(biāo)幺值稱為標(biāo)幺額定值。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等由產(chǎn)品給出標(biāo)幺額定值。電力系統(tǒng)中各元件的額定值不同，所以標(biāo)幺額定值也不統(tǒng)一，不便于直接進(jìn)行電路計(jì)算。任意選擇統(tǒng)一的基準(zhǔn)參數(shù)作為規(guī)定值，所得的標(biāo)幺值叫作標(biāo)幺基準(zhǔn)值。通常以和為獨(dú)立基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓

24、，故：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算在工程計(jì)算中，對(duì)短路電流的計(jì)算一般精確度要求不高，常采用近似計(jì)算法。為了簡化計(jì)算，取同一電壓級(jí)的各元件最高額定電壓與最低額定電壓的平均值，并稱為“電網(wǎng)的平均額定電壓”。將由變壓器聯(lián)系的兩側(cè)電網(wǎng)的額定電壓用電網(wǎng)的平均額定電壓代替，變壓器的實(shí)際電壓比用變壓器兩側(cè)電網(wǎng)的平均額定電壓之比（稱為近似變化）來代替，這就是近似計(jì)算法。根據(jù)我國現(xiàn)有的電壓等級(jí)，對(duì)不同電壓等級(jí)相應(yīng)的平均額定電壓做如下規(guī)定：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算電網(wǎng)額定電壓：、。電網(wǎng)的平均額定電壓：.、.、.、。.阻抗歸算為了方便和簡化計(jì)算，通常將發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等元件的阻抗

25、歸算至統(tǒng)一基準(zhǔn)容量 （一般取或1000基準(zhǔn)容量） 和基準(zhǔn)電壓 （一般取電網(wǎng)的平均額定電壓）時(shí)的基準(zhǔn)標(biāo)幺阻抗。（）發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)阻抗的歸算。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)一般給出的是額定條件下阻抗相對(duì)值，其阻抗標(biāo)幺值可按下式計(jì)算：（）變壓器阻抗的歸算。其計(jì)算式為：（）電抗器阻抗的歸算。其計(jì)算式為：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算（）線路阻抗的歸算。其計(jì)算式為：（）三繞組變壓器等效電抗的歸算。三繞組變壓器電路如圖所示。圖中上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算.運(yùn)算曲線法計(jì)算有限容量電源提供的三相短路電流（）計(jì)算曲線的概念。計(jì)算曲線是表示發(fā)電機(jī)三相短路電流周期分量有

26、效值的標(biāo)幺額定值 與短路回路計(jì)算電抗及短路時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系，即* 由于各種類型發(fā)電機(jī)參數(shù)不同，計(jì)算曲線按不同發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)分別做出，區(qū)分有無自動(dòng)電壓調(diào)整器，如圖所示。（）應(yīng)用計(jì)算曲線法的具體計(jì)算步驟。 繪制等值網(wǎng)絡(luò)。.選取基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓；上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算.發(fā)電機(jī)電抗用，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵(lì)磁支路；.無限大功率電源的內(nèi)電抗等于零；.略去負(fù)荷。 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變換。將網(wǎng)絡(luò)中的電源合并成若干組，例如，共有組，每組用一個(gè)等值發(fā)電機(jī)代表。無限大功率電源（如果條件許可的話） 另成一組。求出各等值發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 （，） 以及無限大功率電源對(duì)短路點(diǎn)的

27、轉(zhuǎn)移電抗。 將前面求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行歸算，便得到各等值發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算 由 分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算曲線找出指定時(shí)刻各等值發(fā)電機(jī)提供的短路周期電流的標(biāo)幺值 網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源供給的短路周期電流是不衰減的，并由下式確定： 計(jì)算短路電流周期分量的有名值，第臺(tái)等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算無限大功率電源提供的短路電流為：短路點(diǎn)周期電流的有名值為：八、不對(duì)稱短路電流的計(jì)算.對(duì)稱分量法在電力系統(tǒng)中，除了三相短路之外，還有單相短路、兩相短路、兩相接地短路等不對(duì)稱短路，發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電

28、流和電壓是不對(duì)稱的。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算因此，不能直接采用計(jì)算三相短路電流的方法來進(jìn)行計(jì)算，不對(duì)稱短路電流通常采用對(duì)稱分量法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)稱分量法是將不對(duì)稱的三相電流和電壓各自分解為三相分別對(duì)稱的分量，再利用線性電路的疊加定理。對(duì)這三組對(duì)稱分量分別將三相電路進(jìn)行求解，然后將其結(jié)果進(jìn)行疊加。在三相電路中，對(duì)于任意一組不對(duì)稱的三相相量（電流或電壓），可以分解為三組三相對(duì)稱的相量。當(dāng)選擇相作為基準(zhǔn)相時(shí)，三相相量與其對(duì)稱分量之間的關(guān)系（如電流）為：上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算由上式可以作出三相量的三組對(duì)稱分量，如圖所示。正序分量的相序與正常對(duì)稱運(yùn)行下的相序相同，而負(fù)序分量的相序則與正序分量相反，零序分量則三相同相位。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流的計(jì)算任何三相不平衡的電流、電壓或阻抗都可以分解成為三個(gè)平衡的相量成分，即正相序（ ）、負(fù)相序（ ） 和零相序（ ），即電路施加某序?qū)ΨQ分量的電壓時(shí)電路中也只產(chǎn)生同一序?qū)ΨQ分量的電流。這樣可以對(duì)正序、負(fù)序和零序分量分別進(jìn)行計(jì)算。如果三相電流電壓不對(duì)稱，因而各序?qū)ΨQ分量將不具有獨(dú)定性。通以正序電流所產(chǎn)生的電壓降中，不僅包含正序分量，還可能有負(fù)序或零序分量，這時(shí)，就不能按序進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算。上一頁下一頁返回任務(wù)二 短路電流