1、电力系统不对称短路计算辽 宁 工 学 院电力系统分析课程设计（论文）题目： 电力系统不对称短路计算（06） 院（系）：信息科学与工程学院专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院 教研室：电气工程及其自动化课程设计（论文）任务原始资料：1 电力系统图见附页。2 参数的标幺值如下：，。节点1和节点5为电源节点，电势为1，内阻抗为变压器电源侧均为YN接线，另一侧均为接线。3 各元件及电源的各序阻抗均相同。任务要求：忽略对地支路1，当节点2发生单相金属性短路时，计算短路点的电压和电流。2，当节点2发生两相金属性短路时，
2、计算短路点的电压和电流。3，当节点2发生三两相金属性接地短路时，计算短路点的电压和电流。5，对上述计算结果进行比较分析，得出结论。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日目 录第1章 课程设计目的与要求 11.1 课程设计目的 11.2 课程设计的实验环境 11.3 课程设计的预备知识 21.4 课程设计要求 3第2章 课程设计的内容 2.1.12.2 短路故障分析的内容和目的 3 2.3 忽略对地支路时对故障点的短路计算 3 2.4 对计算结果比较分析结论 7第3章 课程设计的考核8参考文献 9第1章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本课程的课程设计是电气工程极其自动化专业
3、学生学习完电力系统分析课程后，进行的一次的综合训练，其目的在于加深对电力系统短路方面的基础理论和基本知识的理解，掌握各种短路的计算方法以及接地支路对短路电流的影响。1.2 课程设计的实验环境在计算机上绘制相关电路图，并利用word2000编辑课程设计说明书。1.3 课程设计的预备知识熟悉电力系统分析课程的基础理论和基本知识。1.4 课程设计要求独立完成设计，规范字数4000左右。第2章 课程设计内容2.1电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动,其中对电力系统运行影响较大的是系统中发生的各种故障.常见的故障有短路,断线和各种复杂故障.因此,故障分析重点是对短路故障的分析。电力系统在正常运行时,除
4、中性点以外,相与相,相与地之间是绝缘的,所谓短路是指相与相或相与地之间发生短接。2.1.1短路类型简单短路故障共有四种类型:三相短路,两相短路,单相短路接地和两相短路接地.见表 三相短路是对称的,其他三种短路都是不对称的.在四种短路类型中,单相短路接地故障发生的概率最高,可达65%,两相短路约占10%,两相短路接地约占20%,三相短路约占5%.虽然三相短路发生的概率最小,但他对电力系统的影响最严重。 2.1.2短路故障发生原因电力系统短路发生的原因很多,既有客观的,也有主观的,而且由于设备的结构和安装地点的不同,引发短路故障的原因也不相同。但是,根本原因是电器设备载流部分相与相之间或相与地之间
5、的绝缘遭到破坏。例如,架空线路的绝缘子可能由于受到雷电过电压而发生闪络,或者由于绝缘子表面的污秽而在正常工作电压下放电。再如发电机,变压器,电缆等设备中载流部分的绝缘材料载运性中损坏.有时因鸟兽跨接在裸露的载流部分,或者因为大风或在导线上覆冰,引起架空线路干塔倒塌而造成短路。此外,线路检修后,在未拆除地线的情况下运行人员就对线路送电而发生的误操作,也会引起短路故障。 2.1.3短路故障的危害短路对电器设备和电力系统的正常运行都有很大的危害.发生短路后,由于电源供电回路阻抗的减小以及产生的暂态过程,是短路回路中的电流急剧增加,其数值可能超过该回路额定电流的许多倍。短路点据发电机的电气距离越近,短
6、路电流越达。例如发电机端发生短路时,流过定子绕组的短路电流最大顺时值可能达到发电机额定电流的1015倍.再大容量的电力系统中,短路电流可达几万安,甚至几十万安。在短路点出产生的电弧可能会烧坏设备,而且短路电流流过导体时,所产生的热量可能会引起导体或绝缘损坏。另外,导体可能会受到很大的电动力冲击,致使其变形甚至损坏。短路将引起电网中的电压降低,特别是靠近短路点处的电压下降最多,是部分用户的供电受到影响。例如,负荷中的异步电动机,由于其电磁转矩与电压的平方成正比,当电压降低时,电磁转矩将显著减小,使电动机转速变慢或甚至完全停转,从而造成废品及设备损坏等严重后果。短路故障可能引起系统失去稳定。不对称
7、接地短路所引起的不平衡电流将在线路周围产生不平衡磁通,结果在临近的通信线路中可能感应出相当大的感应电动势,造成对通信系统的干扰,甚至危机通信设备和人身安全。 2.2 短路故障分析的内容和目的短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算,短路容量(短路电流与故障前电压的乘积)的计算,故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算,如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行机电保护设计和整定值计算,开关电器,串联电抗器,母线,绝缘子等电器设备的设计,制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。 2.2.1限制短路故障危害的措施电力系统设计和运行时,都要
8、采取适当的措施来降低发生短路故障的概率,例如采用合理的防雷措施,降低过电压水平,使用结构完善的配电装置和加强运行维护管理等。同时还要采取减少短路危害的措施,其中,最主要的是迅速将发生短路的元件从系统中切除,使无故障部分的电网继续正常运行。在发电厂,变电所及整个电力系统的设计和运行中,需要合理地选择电器接线,恰当地选用配电设备和短路器,正确地设计机电保护以及选择限制短路电流的措施等,而则些都必须以段路故障设计计算结果作为依据。短路故障的计算与分析,主要是短路电流的大小及其变化规律不仅与短路故障的类型有关,而且与电源特性,网络元件的电磁参数有关。2.3 忽略对地支路时对故障点的短路计算2.3.1
9、计算短路点各序各相电压和电流2.3.1.1当节点2发生单相金属性短路时，计算短路点的电压和电流。2.3.1.2当节点2发生两相金属性短路时，计算短路点的电压和电流为： 2.3.1.4当节点2发生三两相金属性接地短路时，计算短路点的电流由于三相短路是对称短路，所以各电流值相等，其值为：因为三相短路为对称短路，所以电压为电源电压即2.4 对计算结果比较分析结论 忽略对地支路时，当节点2发生两相金属性短路时，比节点2发生单相金属性短路时，短路电流要增大0.48%，而当节点2发生三两相金属性接地短路时，比节点2发生两相金属性短路时的短路电流要增大0.30%。本设计较为系统的综合了电力系统的各种计算和分
10、析，是一个比较全面的课程设计题目，对我们掌握电力系统的各项知识有着不可替代的作用。通过对本设计的研究，我更加深入的了解了电力系统这门课程，也学到了不少平时没有注意的知识点，设计过程中老师的孜孜不倦的教导给了我很大的帮助，在此再次感谢老师的帮助，让我学到了许多新的知识。第3章 课程设计的考核参考文献1 电力系统分析（上、下册），何仰赞编，华中科技大学出版社，2000年2 实用电气工程师手册（上、下册）（2001、2002广东科技出版社）3 夏道止 电力系统分析 北京：中国电力出版社 2004年4 陈衍 电力系统稳态分析 北京：水利电力出版社 1995年5 李光琦 电力系统暂态分析 北京：水利电力出版社 1995年6 何仰赞等 电力系统分析（上、下册） 武汉：华中工学院出版社 1995年7西安交通大学主编 电力系统工程基础 北京：电力工业出版社，1981年附页：
