电力系统三相短路暂态过程分析

辽宁工程技术大学

电力系统分析 综合训练三

设 计 题 目 电力系统三相短路计算

指 导 教 师 刘健辰 院（系、部） 电气与控制工程学院

专 业 班 级 电气12-4班

学 号 1205040425

姓 名 张萌 日 期 2016.06.15

电气系综合训练标准评分模板

综合设计成绩评定表 学期 专业 课程名称 设计题目 2015/2016第2学期 电气工程及其自动化 电力系统分析 电力系统三相短路计算 评定 不合格 不能独立完成设计 迟交 评定 姓名 班级 张萌 电气12-4班 成绩 合格

第三章 三相短路的实用计算

3.1 周期电流起始值的计算

周期电流：知道周期电流，可根据冲击系数计算冲击电流和最大有效值电流，满足电气设备选择的需要

起始值：知道起始值，可作继电保护整定值的计算。 三相短路: 对称短路，可用单相电路表示.

结论：三相短路的周期分量起始值计算是应用广泛、涉及基本方法、概念的短路计算。

一.实用计算中的假定 ～ ～ ? 简化电源

～ ???E0i??jxdi?Ui① 发电机用 E”|0|、x”d表示； ②假设各电势E”|0同相 ③ 可取 E”|0=1，空载。

?

简化网络

?0,Zm?? ， R?0,UB?Uav

不计接地支路：YC? 不计负载（负载开路） ? 等值电路

??1 jxT1 jxl jxT2 E?0?1 jxd?2 E?0

结论：① 简化后，计算所得结果偏保守值；

② 简化后，是纯电抗网络，且是已知电势、求电流的直

流电路问题。

二.周期电流起始值的计算

??1 jxT1 jxl jxT2 E?0?1 jxd?2 E?0

I?f

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，

长沙理工大学电力系统暂态分析

第一章

1、电力系统运行状态的分类

答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。

2、电力系统的干扰指什么？

答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。

3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？

答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。

4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？

答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。 第一章：

1、

电力系统暂态分析试卷极解析 共9页

长沙理工大学试卷

课程编号 001892 拟题教研室（或老师）签名 马士英 教研室主任签名 课程名称（含档次） 电力系统暂态分析 专业层次（本、专） 本科 专 业 电力工程及其自动化 考试方式（开、闭卷） 闭卷 一、判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题2分， 共20分）

1、当电源内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于15%时，可以视为无限大电源。（ ）

2、由于电力系统中三序分量是相互独立的，所以可以分别计算，然后再将各序分量迭加得到各相的电流和电压。（ ）

3、快速切除故障有利于改善简单电力系统的暂态稳定性。（ ）

4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中有

第一章 电力系统分析基础知识

1-2-1 对例1-2，取UB2 110kV，SB 30MVA,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法：

选取第二段为基本段，取UB2 110kV，SB 30MVA，则其余两段的电压基准值分别为：UB1 k1UB2

10.5

110kV 9.5kV 121

UB3

UB2110

6.6kV k2

.6

SB30

1.8kA UB13 9.5SB30

0.16kA UB23 110

电流基准值：

IB1

IB2

各元件的电抗标幺值分别为：

10.5230

发电机：x1 0.26 2 0.32

309.5121230

0.121 变压器T1：x2 0.105

110231.52

输电线路：x3 0.4 80

30

0.079 1102

110230

0.21 变压器T2：x4 0.105 22

15110

62.62 0.4 6.60.3

30

0.14 电缆线路：x6 0.08 2.5 6.6211

1.16 电源电动势标幺值：E 9.5

电抗器：x5 0.05 ②近似算法：

取SB 30MVA，各段电压电流基准值分别为：

UB1 10.5kV，IB1

30

1.65kA

10.530

0.15kA

115

艾 欣 电话80795848 13501121641 办公室 教五C416 aixin@ncepu.edu.cn

暂态第1章习题 思考题：

1-1 电力系统的故障类型都有哪些？ 1-2 短路计算的意义是什么？ 1-3 无限大电源的特点是什么？

1-4 无限大电源发生三相短路以后，短路回路电流包括一个周期分量和一个非周期分量，为什么？ 1-5 “空载短路”的含义是什么？

1-6 短路回路的时间常数与非周期分量电流是什么关系？ 1-7 什么是冲击电流？它最大有多大？ 1-8 *什么是电力系统的脆弱性？ 计算题：

1-1 分别用精确计算法和近似计算法计算下图系统的标幺值参数。（P9例1-2）

图1-1

1-2无限大电源供电系统发生空载三相短路，短路时A相电压相角过零，假设短路回路为纯电抗电路，且短路电流周期分量电流幅值是Im，求短路瞬间B、C相非周期分量电流的初始值是多少？

暂态第2章习题

思考题：

2-1 Park变换的数学意义和物理意义是什么？

2-2 写出同步发电机定子、转子绕组正电流产生正磁链的有阻尼绕组发电机d、q、0系统的磁链方程。 2-3 同步发电机在abc坐标系的磁链方程中，指出下列自感、

***大学

课 程 设 计 说 明 书

题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（二）

学院（系）： *******学院 年级专业： **级****************** 学 号： 000000000000 学生姓名： 11111111 指导教师： 2222222222222 教师职称： 33333333333333

电气工程学院《课程设计》任务书 课程名称：《电力系统分析》 基层教学单位：电力工程系 指导教师：王 珺 董 杰 学号 设计题目 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 参 考 资 料 周次 应 完 成 内 容 100103030081 学生姓名 杜阳阳 （专业）班级 电力2班 电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（二） 某系统由两个发电厂和四个负荷点组成，如图所示。输电系统电压等级为110kV，负荷额定功率标示如图。节点2-4距离为80km，2-5为30km，2-6为80km，2-7为40km，2-9为50km，4-5

第3次作业

一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分）

1. 分析简单电力系统并列运行的暂态稳定性采用的是（ ）。 A. 小干扰法 B. 等面积定则 C. 对称分量法 D. 以上均错误

2. 分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为了求（ ）。 A.

B. C. 故障切除极限时间 D. f—t曲线

3. 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（ ）。 A. D<0，SEq>0 B. D<0，SEq<0 C. D>0，SEq<0 D. D>0，SEq>0 4. 不同类型短路对电力系统并列运行暂态稳定性的影响也不一样，下述说法中正确的是( )。 A. 三相短路影响最大，以下依次是两相短路、单相接地短路、两相短路接地 B. 三相短路影响最大，以下依次是两相短路接地、两相短路、单相接地短路 C. 单相接地短路影响最大，以下依次是两相短路、两相短路接地、三相短路 D. 单相相接地短路影响最大，以下依次是三相短路、两相短路接地、两相短路

5. P-δ曲线被称为( )。 A. 耗量特性曲线 B. 负荷曲线 C. 正弦电压曲线 D. 功角曲线

6. 系统发生短路故障，当切除故障时对应的实

第七章 电力系统三相短路的实用计算

内容要点

电力系统故障计算。可分为实用计算的“手算”和计算机算法。大型电力系统的故障计算，一般均是采用计算机算法进行计算。在现场实用中，以及大学本、专科学生的教学中，常采用实用的计算方法—‘手算’(通过“手算“的教学，可以加深学生对物理概念的理解)。 例题1：

如图7一1所示的输电系统，当k点发生三相短路，作标么值表示的等值电 路并计算三相短路电流。各元件参数已标于图中。

图7一1系统接线图

解：取基准容量Sn=100MVA,基准电压Un=Uav(即各电压级的基准电压用平均额定电压表示)。则各元件的参数计算如下，等值电路如图7一2所示

图7-2 等值电路

例题7-2：

已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流IN?3.45KA,COS??

N'=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始超瞬态电流''和冲击0.8、X'Id

电流有名值。(取Kimp?1.8)

.解：因为，发电机短路前是额定运行状态，取U101?1?0?

习题：

1、电力系统短路故障计算时，等值电路的参数是采用近似计算，做了哪些简化?

2、电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么?