電力系統(tǒng)分析林力

1、貴州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院科目：電力系統(tǒng)分析班級(jí)：電自3111班姓名：林力學(xué)號(hào)：19號(hào)指導(dǎo)教師：尹虹 序言電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)受到各種干擾動(dòng)，其中對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行影響較大的是系統(tǒng)中發(fā)生的各種故障。常見的故障有短路、斷線各種復(fù)雜故障。因此，故障分析重點(diǎn)是對(duì)短路的分析。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，除中性點(diǎn)以外，相與相，相與地之間是絕緣的，所謂短路是指相與相或相與地之間發(fā)生短接。而短路計(jì)算正是分析短路的重要一個(gè)步驟，它可以起到保護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的作用。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)算解決一系列技術(shù)問(wèn)題不可缺少的基本計(jì)算，這些問(wèn)題主要是：（1） 選擇有足夠的機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如：

2、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)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度。（2） 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)還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。（3） 在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(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。（4） 進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路時(shí)用戶工作的影響等，也包含有一部分短路

3、計(jì)算的內(nèi)容。 此外，確定輸電或路對(duì)通訊的干擾，對(duì)已發(fā)生故障進(jìn)行分析，必須進(jìn)行短路計(jì)算。 目錄序言1第1章 ：原始資料分析21.1原始資料21.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.1.2計(jì)算各序電抗標(biāo)幺2第2章 ：短路計(jì)算分析52.1 短路電流計(jì)算的一般概述52.2根據(jù)原始資料網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路有關(guān)計(jì)算8第三章：結(jié)論11結(jié)束語(yǔ)12參考文獻(xiàn)13第一章：原始資料分析1.1原始資料：某系統(tǒng)接線如圖所示，忽略變壓器勵(lì)磁支路和線路導(dǎo)納:10.5KV 50MW 60MVA =0.4/km 31.5MVA 10.5kvcos=0.85 10.5/121KV =2 10.5/121KV 25MW=0.125 %=10.5 L=50k

4、m %=10.5 cos=0.85 1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1.畫出K點(diǎn)發(fā)生BC相接地短路時(shí)故障序網(wǎng)圖；2.當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生BC相接地短路時(shí)，求短路各相電流和電壓的有效值。3.當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生BC相接地短路時(shí)，求發(fā)電機(jī)G1（T1低壓側(cè)母線）端點(diǎn)各相電流和電壓的有效值。1.1.2計(jì)算各序電抗標(biāo)幺值設(shè)S=100MVA , U=Uav,則各元件各序電抗標(biāo)幺值如下：發(fā)電機(jī)：G: X=X×= X=X×=G: X=X×= X=X×=變壓器：T: X=X=X=T: X=X=X=線路：L: XL11*=X12*=X1L*SB/UB2=0.4+50*100/1152=0.151XL10*

5、=2*0.151=0.302第二章：短路計(jì)算分析2.1 短路電流計(jì)算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過(guò)的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬(wàn)安），電源的電壓完全降落在短路回路中。（1）短路的原因主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣所

6、致。其他如操作人員帶負(fù)荷拉閘或者檢修后未拆除地線就送電等誤操作；鳥獸在裸露的載流部分上跨越以及風(fēng)雪等現(xiàn)象也能引起短路。（2）短路的種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的60%，兩相短路約占15%，兩相接地短路約占20%，三相短路約占5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因?yàn)樗吘褂邪l(fā)生的可能，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分不利的影響。單相短路雖然機(jī)會(huì)多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值

7、不超過(guò)三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來(lái)選擇，況且三相短路又是不對(duì)稱短路的計(jì)算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應(yīng)該掌握交流三相短路電流的計(jì)算。（3）短路的危害發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；短路點(diǎn)的電弧可能燒壞電氣設(shè)備；短路點(diǎn)的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運(yùn)行破裂，引起嚴(yán)重后果。不對(duì)稱短路所造成的零序電流，會(huì)在鄰近的通訊線路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，干擾通訊，亦可能危及人身和設(shè)備安全。（4）短

8、路電流計(jì)算的目的在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。在設(shè)計(jì)戶外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件效驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。接地裝置需根據(jù)短路電流進(jìn)行設(shè)計(jì)。(5)、接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要短路電流。計(jì)算步驟：1. 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。2. 畫等值電路圖。3. 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短

9、路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。4. 求計(jì)算電抗。5. 由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值。6. 計(jì)算無(wú)限大容量的電源供給的短路電流周期分量。7. 計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。8. 計(jì)算短路電流沖擊值。9. 計(jì)算異步電機(jī)供給的短路電流。10. 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表.2.1.2 短路回路參數(shù)的計(jì)算在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。對(duì)較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，

10、計(jì)算短路電流時(shí)采用標(biāo)么制進(jìn)行計(jì)算比較簡(jiǎn)便。標(biāo)么制屬于相對(duì)電位制的一種，在用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，各電氣元件的參數(shù)都用標(biāo)么值表示。標(biāo)么值一般又稱為相對(duì)值，是一個(gè)無(wú)單位的值，通常采用帶有*號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說(shuō)在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：=式中

11、、功率、電壓、電流、阻抗的基準(zhǔn)值。表2-1電氣設(shè)備阻抗計(jì)算公式序號(hào)元件名稱標(biāo)幺值有名值（）1發(fā)電機(jī)=2變壓器、RT=、XT=3電抗器4線路(1)2.2根據(jù)原始資料網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短路有關(guān)計(jì)算（設(shè)計(jì)任務(wù)）2.2.1作故BC相間接地短路時(shí)的障序網(wǎng)圖: EG1* XG11* XT11* XL11* XT12* XG12* EG2* U1* 正序網(wǎng) XG12* XT12* XL12* XT22* XG22* U2* 負(fù)序網(wǎng) XT10* XL10* XT20* U0* 零序網(wǎng)化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，求X1、X2、X0;網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)如下： EG1* X1* U1* X1= X1/X2=0.315X1=XG11*+XT11*+ XL

12、11* 正序網(wǎng) X2=XG21*+XT21* X2= X1/X2=0.357 X2* U2* X1=XG12*+XT12*+ XL12* X2=XG22*+XT22* 負(fù)序網(wǎng) X0* U0* X0= X1/X2=0.1961X1=XT10*+XL10* 零序網(wǎng) X2=XT20*代入?yún)?shù)計(jì)算X= X=X=制定復(fù)合序網(wǎng) 2.2.2當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生BC相接地短路時(shí)，短路各相電流和電壓的有效值計(jì)算如下:由于BC兩相接地短路 ，則 當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生BC相接地短路時(shí)，發(fā)電機(jī)G1（T1低壓側(cè)母線）端點(diǎn)各相電流和電壓的有效值計(jì)算如下: 短路點(diǎn) 名稱 電流有效值（KA）電壓有效值(KV)K點(diǎn)1.83757.2發(fā)電機(jī)G120

13、.135.226第三章 結(jié)論根據(jù)以上計(jì)算，可得出以下結(jié)論： 故障兩相的短路電流的幅值相等，它們通過(guò)大地和電源的中性電形成回路。流入大地的電流即是零序電流，它是兩相故障電流之和。非故障相的短路電流為零。 短路處的正序電流的大小與短路點(diǎn)原正序網(wǎng)絡(luò)上增加一個(gè)附加電抗XZ= X2/X0而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。 短路處兩相故障的電壓為零。 如故障發(fā)生在雙電源回路中，其總電抗為故障點(diǎn)兩側(cè)電抗的并聯(lián)。 發(fā)電機(jī)處選擇的隔離開關(guān)、斷路器與變壓器側(cè)選擇的隔離開關(guān)、斷路器不一樣。結(jié)束語(yǔ)在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)近為期兩周的努力，電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)終于完成了，在此我對(duì)老師給予我們的幫助表示衷心的感謝,并且感謝曾給予我

14、幫助的同學(xué)。在這兩周時(shí)間里我學(xué)會(huì)了很多有用的東西。開始時(shí)，在學(xué)電力系統(tǒng)分析這本書時(shí)，感覺內(nèi)容并不是很難，也比想象中的好理解一些。但是，我們所學(xué)的這些東西始終是理論上的一些東西，理論上的東西如何綜合運(yùn)用，這是我們這學(xué)期沒有學(xué)過(guò)，也不會(huì)的東西。這次電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)，給我們提供了又一個(gè)試煉的機(jī)會(huì)，所學(xué)課本上的東西用的很多，但是，也需要課外一些書籍的內(nèi)容，比如說(shuō)電力系統(tǒng)分析、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，電氣一次部分。過(guò)程中雖然遇到了很多困難，但是在自己的努力及同學(xué)老師的幫助下，如期完成了任務(wù)，也讓我自己感到了成就感。這次設(shè)計(jì)也給我上了一課：不管遇見什么難題時(shí)，都應(yīng)該要平穩(wěn)自己的心態(tài)，不能著急，不懂得就慢慢的來(lái)。在這一次的電力系統(tǒng)作業(yè)，我們每一個(gè)人都受益匪淺。兩個(gè)星期有些短暫，但是我們組的每一個(gè)人都很認(rèn)真的去對(duì)待。這次作業(yè)讓我們對(duì)電力系統(tǒng)這門課程有了更深的了解，在作業(yè)中我們對(duì)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)，系統(tǒng)分析和