试论电力系统三相短路的暂态过程.pptx

5.1短路普通概念一、短路类型①元件损坏：如绝缘材料自然老化，设计、安装及维护不良所带来设备缺点发展成短路。②气象条件恶化：如雷击造成闪络放电或避雷器动作，架空线路因为大风或导线覆冰引发电杆坍毁等。③违规操作：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发短路。④其它：如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露载流部分等。(1)电流剧增：设备发烧增加，若短路连续时间较长，可能使设备过热甚至损坏;因为短路电流电动力效应，导体间还将产生很大机械应力，致使导体变形甚至损坏。(2)电压大幅度下降，对用户影响很大。(3)当短路发生地点离电源不远而连续时间又较长时，并列运行发电机可能失去同时，破坏系统运行稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重后果。(4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻通讯线路感应出电动势,影响通讯.5.2恒定电势源电路三相短路短路前电路处于稳态：短路电流周期分量和非周期分量短路电流关系相量图表示指短路电流最大可能瞬时值，用表示。其主要作用是校验电气设备电动力稳定度。非周期分量有最大可能值条件将，和＝0代入式短路全电流表示式：非周期分量有最大可能值时短路电流波形图在短途经程中，任意时刻t短路电流有效值，是指以时刻t为中心一个周期内瞬时电流均方根值，即对于周期电流，认为它在所计算周期内是幅值恒定，其数值即等于由周期电流包络线所确定t时刻幅值。所以，t时刻周期电流有效值应为依据上述假定条件，公式就能够简化为：短路功率也称为短路容量，它等于短路电流有效值同短路处正常工作电压（普通用平均额定电压）乘积，即5.3同时电机突然三相短路物理分析超导体：电阻为零导体。超导体磁链守恒标准：超导体回路能永久维持磁链不变。超导体磁链守恒标准数学描述：若回路为超导体，则R=0，便有同时电机绕组电阻相对电抗很小，在分析时假定电阻为零，即作为超导体闭合回路来分析。三、无阻尼绕组同时电机突然三相短路物理分析1、短路前（空载）基频电流：以抵消转子主磁场交变磁链；直流分量：维持磁链初始值；倍频分量：短路瞬间，外接阻抗减小定子方面5.4无阻尼绕组同时电机三相短路电流计算无阻尼绕组发电机磁链平衡等值电路假如定义：暂态电势和暂态电抗等值电路等值隐极机法二、不计衰减时短路电流算式因，位于转子d轴负方向，故产生去磁性电枢反应；故同原有励磁电流同方向。短路稳定后，若励磁电压无改变，励磁电流将恢复初值，则有定子三相绕组磁链初值：3、定子d、q轴全电流4、定子a、b、c坐标系全电流5、励磁绕组全电流标准2：计算绕组时间常数，只考虑绕组电阻，而忽略其它绕组电阻。：定子绕组开路时励磁绕组时间常数。计及自由电流衰减电流表示式计及自由电流衰减电流波形四、负载状态下突然短路2、定子直流、倍频分量和转子绕组基频电流计算3、定子d、q轴电流4、定子a、b、c坐标系电流假如短路不是直接发生在发电机端，而是在有外接电抗之后，可认为是在发电机定子绕组漏电抗增大了。在计算电流或时间常数时，只要用、和去分别代替、和就可。因为外接电抗已计入定子漏抗，则电压将不再是机端电压，而应取为短路点电压。5.5有阻尼绕组同时电机三相短路1、纵轴向等值电路应用戴维南定理能够导出：其中：称为横轴次暂态电势；称为纵轴次暂态电抗。其中：称为纵轴次暂态电势；称为横轴次暂态电抗。当电机处于稳态或忽略变压器电势时，，定子电势方程：相量形式：采取等值隐极机处理三、有阻尼绕组电机短路电流利用磁链平衡等值电路图，分别作出计算定子电流基频分量和转子直流分量等值电路以及计算定子直流分量（包含倍频分量）和转子基频分量等值电路。阻尼绕组电流强制分量为零。负载下突然短路计算转子各绕组自由电流q轴方向上：定子三相磁链初值d、q分量：q轴方向上：转子各绕组电流1、定子直流和倍频分量以及转子电流基频分量按照定子绕组时间常数衰减。3、定子纵轴基频电流自由分量同励磁绕组和纵轴阻尼绕组自由直流按照不一样时间常数衰减。其中次暂态分量时间常数为；暂态分量时间常数为。时间常数和近似计算在实际计算中，常以阻尼绕组电流为零（相当于阻尼绕组开路或不存在），而对励磁绕组依然以磁链守恒为条件，利用电机暂态参数计算纵轴基频自由电流暂态分量。注意：对于有阻尼绕组同时发电机，在扰动前后不发生突变是次暂态电势和。若在阻尼绕组不存在假设按确定暂态电势，则在运行状态突变瞬间。定子a相电流：有阻尼绕组电机空载突然三相短路电流波形假如短路不是直接发生在发电机端，而是在有外接电抗之后，可认为是在发电机定子绕组漏电抗增大了。在计算电流或时间常数时，只要用、、、和去分别代替、、、和就可。因为外接电抗已计入定子漏抗，则电压将不再是机端电压，而应取为短路点电压。5.6强行励磁对短路暂态过程影响定子电流强励增量象函数：短途经程中，端电压能否恢复到额定值？何时恢复到额定值？这同短路