QNSN-1100-4型1100MW发电机励磁电流计算分析
赵伟上海电气电站设备有限公司发电机厂
咸哲龙李立军上海电气电站技术研究与发展中心
摘要：发电机在额定工况下的转子励磁电流，直接影响发电机转子绕组温升计算、发电机效率和发电机励磁系统性能等重要参数的确定。本文通过采用不同的计算手段，对核电1100MW、四极发电机在额定工况下的转子励磁电流进行了计算分析，以确认较为可靠的结果，对发电机新产品的开发设计中，转子温升，发电机效率，励磁系统性能等的确认，提供了较为可靠的科学依据。文中的励磁电流计算方法，也可作为设计人员的参考。
关键词：汽轮发电机，转子励磁电流，保梯电抗
前言
2008年4月，上海电气获得百万级核电项目发电机合同。上海电气电站设备有限公司上海发电机厂将为业主提供额定输出功率1100MW、0.9PF（滞后）的四极发电机。
为确保核电站发电机的安全可靠性，上海发电机厂以1985年投运的某台4极原型发电机为基础，开发设计百万级核电1100MW，0.9PF（滞后）的四极发电机。
在1100MW、四极发电机的设计计算中，对于在额定工况下的转子励磁电流，曾采用FE-EXCITE，和ANSYS有限元计算方法，分别对发电机的空载特性进行了分析计算，并与1330MVA、功率因数0.85原型发电机的计算值和试验值进行了综合比较，发现对于励磁电流的确定有较大的差异。
原型发电机在1330MVA，0.85PF工况下，根据电磁计算单和试验报告，励磁电流计算值为9064A，试验值为8507A。
由于在额定工况下的转子励磁电流，直接影响发电机转子绕组温升计算，发电机效率和发电机励磁系统性能等重要参数的确定，因此在开发设计阶段，较准确的确定发电机在额定工况下的转子励磁电流，不但有利于发电机性能等计算，且能够为发电机的客户提供更准确的性能数据。
额定工况下转子励磁电流的计算
考虑到我们设计的1100MW四极发电机与1330MVA原型发电机的主要电磁尺寸仅进行了微小的调整，对发电机的所有参数，包括发电机的空载和短路特性，几乎不构成任何影响。为此，我们再采用1330MVA原型发电机的计算值，试验值
和试验特性，分别对1330MVA 四极原型发电机的转子励磁电流进行复算比较，并以这些计算值，试验值参数和空载、试验特性分别对1100MW 新设计的四极发电机，在额定工况下的转子励磁电流进行计算。（1330MVA 原型发电机的试验报告中，无发电机保梯电抗X p 的数值，因此我们从该报告的空载特性曲线中，查取当时试验人员所画的E p 数值，并再从该报告的转子励磁电流值两方面反算保梯电抗X p 。）
1. 1330MVA 原型发电机的计算值，复算1330MVA 原型发电机的转子励磁电流
1.1 按1330MVA 原型发电机的原计算值：
发电机同步电抗 038.2=d X
保梯电抗 37731.0=p X
空载额定电压时的气隙磁势 314268
=G A P AT 空载额定电压时的饱和磁势 1915
4=S A T N L AT 2倍空载额定电压时饱和磁势下，定子电压上升比 %554.6=n Z
转子总匝数 W 2=116
1.2 计算E d
73231
.107357.2788.31038.211j j I jX E N
d d +=-∠+=*+= 70196.273231.107357.2'22=+=d E
1.3计算E p ()()2409
2.15268.037731.00.852222=++=++=φφSin X Cos E p p ‘ 1.4计算m 91885.10)
06554.01ln(2ln )1ln(2ln =+=+=n Z m 1.5 计算发电机负载磁势
105136
1915424092.1314268070196.2''91885.10=?+?=*+*=SATNL
m p GAP d AT E AT E M 1.6 计算发电机负载时的励磁电流
A 9064116
10513642===W M I fN 2. 用1330MVA 原型发电机的计算值，计算1100MW 新设计发电机的转子励磁电流
2.1 按1330MVA 原型机的原计算值，计算1100MW 时的有关参数：
发电机同步电抗 8728.113309.01100038.2=÷?
=d X 保梯电抗 673.341330
9.0110037731.0=÷?=p X 空载额定电压时的气隙磁势 314268
=G A P AT 空载额定电压时的饱和磁势 1915
4=S A T N L AT 2倍空载额定电压时饱和磁势下，定子电压上升比 %554.6=n Z
转子总匝数 W 2=116
2.2 计算E d
68552
.181633.1842.258728.111j j I jX E N
d d +=-∠+=*+= 4779.268552.181633.122'=+=d E
2.3计算E p ()()19268.19435.03467
3.00.92222=++=++=φφSin X Cos E p p ‘ 2.4计算m 91885.10)
06554.01ln(2ln )1ln(2ln =+=+=n Z m 2.5 计算发电机负载磁势
909888
1915419268.131********.2''91885.10=?+?=*+*=SATNL
m p GAP d AT E AT E M 2.6 计算发电机负载时的励磁电流 A 7844116
9098882===
W M I fN
3. 用1330MVA 原型发电机的试验数据，复算1330MVA 原型发电机的转子励磁电流。
根据原型发电机的试验报告，气隙励磁电流是取空载特性前三点的平均值。 A 6264f δ=I
根据原型发电机试验报告中的短路特性，短路励磁电流为
A 5501fk =I
D 轴同步电907.26
2645501f δfk d ===
I I X 76715
.109518.2788.31079.211j j I jX E N d d +=-∠+=*+=
7409.276715.109518.222'
=+=d E A 725226467409.2'=?=*=δf d fd I E I
按1330MVA 原型发电机的转子励磁电流试验值8507A ，和发电机试验空载特性中查取当时试验人员所画的E p 数值，反求定子绕组的保梯电抗X p ：
3.1 根据原型发电机试验报告，从空载特性中查得，E P =29200V ，E ’p =29200/24000=1.2167，由 ()()2167.15268.00.852222=++=++=p p p X Sin X Cos E φφ‘ 可求得保梯电抗3437.0p =X ，并从空载特性上查得I fs =1800，则在1330MVA 时，励磁电流应为I fN =72A 。
3.2 根据原型发电机试验报告中的励磁电流试验计算值I fN =8507A ，可求得
I fs = I fN -I fd =8507-7252=1254A
从原型发电机试验的空载特性查得，当I fs 为1254A 时，对应的空载电压约为E P =28200V ，求得E ’p =28200/24000=1.175，由 ()()175.15268.085.02222=++=++=p p p X Sin X Cos E φφ‘ 可求得保梯电抗X p =0.2845
上述分析，根据不同的保梯电抗0.2845和0.3437，可求得原型发电机有I fN =9052A 和 I fN =8507A 两种用试验值计算的励磁电流。
4. 按上述1330MVA 原型发电机试验数据，求得的两种不同的保梯电抗，计算
1100MW ，0.90PF 新设计发电机的转子励磁电流。
A 6264f δ=I
根据原型发电机试验短路特性，1100MW.0.90PF 时短路励磁电流为
A 505585
.0/5.11309.0/11005501fk =?=I 因此，9104.16
2645055f δfk d ===I I X 71936
.18327.1842.259104.111N
d d j j I jX E +=-∠+=+=
5130.271936.18327.122'
=+=d E A I E I f d fd 665026465130.2'
=?=*=δ
4.1 按原型发电机1330MVA 时保梯电抗0.3437，求得新设计发电机在1100MW ，0.9PF 时
3158.085.0/5.11309.0/11003437.0=?=p X ()()1726.13158.04539.09.02222=++=++=φφSin X Cos E p p ‘ 对应的空载电压为E P =28142V ，从空载特性查得I fs 为1220A ，求得在1100MW.0.90PF 时，转子励磁电流I fN = I fd + I fs =6650+1220=7870A 。
4.2 按原型发电机1330MVA 时保梯电抗0.2845，求得新设计发电机在1100MW ，0.9PF 时
2614.085
.0/5.11309.0/11002845.0=?=p X ()()1385.12614.04359.09.02222=++=++=φφSin X Cos E p p ‘ 对应的空载电压为E P =27324V ，从空载特性查得I fs 为950A ，求得在1100MW,0.90PF 时，转子励磁电流I fN = I fd + I fs =6650+950=7600A 。
5. 发电机在额定负载下，采用不同方法计算的励磁电流汇总见表1
表1 不同方法计算的发电机转子励磁电流（A）
注：﹡在1330MVA时，保梯电抗X p=0.3437
﹡﹡在1330MVA时，保梯电抗X p=0.2845
结论
从用1330MVA原型发电机的试验数据，复算1330MVA原型发电机的转子励磁电流中发现，在1330MVA原型发电机的试验报告中，额定工况下发电机转子励磁电流8507A似乎偏小，因为从该励磁电流反求保梯电抗，求得X p=0.2845，与试验报告中发电机的直轴超瞬变电抗X"d=0.3564相比，显得保梯电抗偏小。一般来说，保梯电抗与直轴超瞬变电抗较接近，而从试验报告中空载特性中，查得E P=29200V，反求保梯电抗X p=0.3437较为合理，且与设计值也较相近。按此保梯电抗，求得新设计发电机在1100MW，0.9PF工况下的转子励磁电流7870A，与采用1330MVA原型发电机的计算值复算，及采用ANSYS 有限元计算的转子励磁电流都较相近，按此可以推断，在1100MW，0.9PF工况下，发电机的转子励磁电流选用7870A，是较可靠的，并还有一定的裕度。
采用Fe-EXCITE的计算程序，在1100MW，0.9PF工况下，新设计发电机的转子励磁电流为8199A，在所有的计算结果中，是偏大的。新设计的核电1100MW 发电机，在转子励磁电流为8199A时，转子温升、发电机效率和励磁系统性能等已经都可满足用户的要求，考虑到为统一电磁设计的计算方法，同时为了让发电机的性能数据保留充分的裕度，因此对于第一台研制的百万级核电1100MW发电机，可以把转子励磁电流先定为8199A（比7870A大了约4.2%），即使该值偏大，也不会对机组的运行管理等带来负面影响。待第一台百万级核电1100MW发电机试制、并经型式试验后，再以试验值来确定最终的转子励磁电流值。
自并励励磁装置 [摘要] 结合上海南市发电厂60MW自并励汽轮发电机组的运行情况，对自并励接线方式，励磁变的选择，自并励的起励、试验电源，保护可靠性等分别予以讨论。 [关键词] 自并励励磁装置探讨 在发电机的各种励磁方式中，自并励方式以其接线简单，可靠性高，造价低，电压响应速度快，灭磁效果好的特点而被广泛应用。随着电子技术的不断发展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，大型汽轮发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势。国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。近二十年来，美国、加拿大对新建电站几乎一律采用自并励励磁系统，加拿大还拟将火电厂原交流励磁机励磁系统改为自并励励磁系统。在国内，虽然国产大中型机组大都采用三机励磁方式，但近年来进口的大中型机组大都装备的是自并励励磁系统，对于600MW以上汽轮发电机组，自并励励磁已基本成为定型方式。随着电网的不断扩大，对于大型机组业界人士也越来越倾向于采用自并励方式。因为从国内外运行情况来看，采用自并励励磁和附加励磁控制，已成为改善电力系统稳定性的有效措施。 南市电厂#10发电机(60MW)自基建投运即使用自励半导体励磁系统，具体接线型式为一台励磁变压器并联在发电机机端(主变压器的低压侧)，属自并励型式(简称机端励磁)。由于种种原因，该装置自1999年6月19日至2000年2月间，多次发生故障，并经历了一次小系统运行。 本文就对该发电机励磁装置运行、维护谈谈自并励汽轮发电机励磁电源的几个问题: 自并励接线方式，励磁变的选择，自并励的起励、试验电源，保护可靠性等。 1 自并励装置特点 自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。 以南市电厂#10发电机的WKKL型微机型自并激励磁系统为例，整套装置由两台调节柜(一台运行，一台备用)，三台整流柜(正常时单柜运行)，一台灭磁电阻柜及一台转子开关柜组成。 自并励静止励磁方式与旧有的励磁方式相比，具有以下几方面的优点。
电力系统短路电流计算书 1 短路电流计算的目的 a. 电气接线方案的比较和选择。 b. 选择和校验电气设备、载流导体。 c. 继电保护的选择与整定。 d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e. 大、中型电动机起动。 2 短路电流计算中常用符号含义及其用途 a. 2I －次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 b. ch I －三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳 定及断路器额定断流容量。 c. ch i －三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 d. I ∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e. "z S －次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f. S ∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3 短路电流计算的几个基本假设前提 a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。 b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。 d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4 基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b ＝100MVA ，基准电压U b 取各级电压的平均 电压，即 U b ＝U p ＝，基准电流 b b I S =；基准电抗 2b b b b X U U S ==。
常用基准值表（S 基准电压U b （kV ） 37 115 230 基准电流I b （kA ） 基准电抗X b （Ω） 132 530 各电气元件电抗标么值计算公式 元件名称 标 么 值 备 注 发电机（或电动机） " % "*100 cos d b N X S d P X φ =? "%d X 为发电机次暂态电抗的百 分值 变压器 %" * 100 k b N U S T S X = ? %k U 为变压器短路电压百分值， S N 为最大容量线圈额定容量 电抗器 2%*100 3k N b N b X U S k I U X =? ? %k X 为电抗器的百分电抗值 线路 2*0b b S l U X X l =? 其中X 0为每相电抗的欧姆值 系统阻抗 *b b kd S S c S S X = = S kd 为与系统连接的断路器的开断容量；S 为已知系统短路容量 其中线路电抗值的计算中，X 0为： a. 6~220kV 架空线 取 Ω/kM b. 35kV 三芯电缆 取 Ω/kM c. 6～10kV 三芯电缆 取 Ω/kM 上表中S N 、S b 单位为MVA ，U N 、U b 单位为kV ，I N 、I b 单位为kA 。 5 长岭炼油厂短路电流计算各主要元件参数 系统到长炼110kV 母线的线路阻抗（标么值） a. 峡山变单线路供电时： 最大运行方式下：正序； 最小运行方式下：正序 b. 巴陵变单线路供电时： 最大运行方式下：正序
大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 2004年10月
中华人民共和国电力行业标准 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 DL/T650—1998 neq IEC34—16—1:1991 neq IEC34—16—3:1996 Specification for potential source static exciter systems for large turbine generators 中华人民共和国电力工业部1998—03—19批准 1998—08—01实施 前言 同步发电机自并励静止励磁系统由于其运行可靠性高、技术和经济性能优越，已成为大型汽轮发电机的主要励磁方式之一。为统一和明确汽轮发电机自并励静止励磁系统的基本技术要求，根据电力工业部科学技术司技综［1996］51号文《关于下达1996年制定、修订电力行业标准计划项目(第二批)的通知》的安排，依据GB/T7409—1997《同步电机励磁系统》的基本原则，参考IEC34—16系列和IEEE Std.421系列标准，在广泛征求各方意见的基础上，结合我国发电机和控制设备设计、制造、运行、维护的实际情况制定了《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》，为设计选型、调试验收及运行改造提供依据。 电力行业标准《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》为第一次制定。 本标准的附录A和B是标准的附录。 本标准的附录C是提示的附录。 本标准由浙江省电力工业局提出。 本标准由电力工业部电机标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：浙江省电力试验研究所。 主要起草人：竺士章、戚永康、方思立。 本标准由电力工业部电机标准化技术委员会负责解释。 1范围 本标准规定了大型汽轮发电机自并励静止励磁系统的使用条件、基本性能、试验项目、提供用户使用的技术文件、设备上的标志、包装、运输、储存以及保证期等。 本标准适用于200MW及以上汽轮发电机自并励静止励磁系统。200MW以下汽轮发电机自并励静止励磁系统可参照执行。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB1094—1996电力变压器 GB3797—89电控设备第二部分装有电子器件的电控设备 GB/T3859—93半导体变流器 GB4064—83电气设备安全设计导则 GB4208—93外壳防护等级(IP代码) GB6162—85静态继电器及保护装置的电气干扰试验 GB6450—86干式电力变压器 GB/T7064—1996透平型同步电机技术要求 GB/T7409—1997同步电机励磁系统 GB13926—92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性
《电力系统分析》课程设计报告题目：3G9bus短路电流计算 系别电气工程学院 专业班级10级电气四班 学生姓名 学号 指导教师 提交日期 2012年12月10日
目录 一、设计目的 (3) 二、短路电流计算的基本原理和方法 (3) 2.1电力系统节点方程的建立 (3) 2.2利用节点阻抗矩阵计算短路电流 (4) 三、3G9bus短路电流在计算机的编程 (6) 3.1、三机九节点系统 (6) 3.3输出并计算结果 (13) 四．总结 (15)
一、设计目的 1.掌握电力系统短路计算的基本原理； 2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB 语言或FORTRAN 或C 语言或C++语言）； 3.采用计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。 二、短路电流计算的基本原理和方法 2.1电力系统节点方程的建立 利用节点方程作故障计算，需要形成系统的节点导纳（或阻抗）矩阵。一般短路电流计算以前要作电力系统的潮流计算，假定潮流计算的节点导纳矩阵已经形成，在此基础上通过追加支路的方式形成电力短路电流计算的节点导纳矩阵YN 。 1）对发电机节点 在每一发电机节点增加接地有源支路 i E 与i i i Z R jX =+串联 求短路稳态解: i Qi E E = i i qi Z R jX =+ 求短路起始次暂态电流解:i i E E ''= i i i Z R jX ''=+ 一般情况下发电机定子绕组电阻忽略掉，并将i E 与i i i Z R jX =+的有源支路转化成电流源 i i i I E Z =与导纳 1 i i i i i Y G B R jX =+= +并联的形式 2）负荷节点的处理 负荷节点在短路计一算中一般作为节点的接地支路，并用恒定阻抗表示，其数值由短路前瞬间的负荷功率和节点实际电压算出，即首先根据给定的电力系统运行方式制订系统的等值电路，并进行各元件标么值参数的计算，然后利用变压器和线路的参数形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵 YN 。 2?k LDk LDk LDk LDk V Z R jX S =+= 2 ?LDk LDk LDk LDk k S Y G jB V =+=
什么是励磁电流? 什么是变压器励磁涌流？ 变压器励磁涌流是：变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。励磁涌流随变压器投入时系统电压的相角，变压器铁芯的剩余磁通和电源系统地阻抗等因素而变化，最大涌流出现在变压器投入时电压经过零点瞬间（该时磁通为峰值）。变压器涌流中含有直流分量和高次谐波分量，随时间衰减，其衰减时间取决于回路电阻和电抗，一般大容量变压器约为5-10秒，小容量变压器约为0.2秒左右。 当变压器在停电状态时，变压器铁芯内部的磁通接近或等于零，当给变压器充电时，铁芯内产生交变磁通，这个交变磁通从零到最大叫做铁芯励磁，我们把这一过程产生的电流叫做变压器励磁涌流，这个电流要高于变压器的额定电流，从变压器的机械力、电动力到保护整定都要为躲过励磁涌流整定. 微机励磁调节器软件设计 PIC微机励磁调节器的软件采用PIC16F877的汇编语言和C语言混合编程，人机界面友好，操作简单。另外，采用模块化设计思想，以主程序为核心，设计了各功能模块子程序，使大量的功能在子程序中实现，简化了软件设计结构。子程序模块主要包括系统初始化及上电自检模块、PID调节模块、运行方式跟踪模块、过励和欠励控制模块、开停机模块、通信模块等。系统主程序流程图如图4所示。 系统提供了三种不同的运行方式，即恒电压调节、恒励磁电流调节、恒无功功率调节。不同的运行方式可以通过键盘切换和设定给定值，此外，系统还设置了运行方式跟踪模块，即备用运行方式输出对当前运行方式输出的跟踪，以实现运行方式切换时的无扰动。 由于励磁系统有惯性和滞后的控制对象，同时要求有较高的控制精度和较快的响应速度，因此本设计中采用改进型PID调节方式，即通过采用积分分离算法消除积分饱和效益，减小超调，同时利用在动态响应中加大比例作用，稳态过程中减小比例作用的变增益方法，消除大偏差，加快过渡过程，使励磁调节器具有较理想的调节特性。 为了提高整个系统的可靠性，除了在上电时进行自检外，在每个计算周期内都进行了检错、容错处理和软件看门狗。
发电机励磁系统
发电机励磁系统 一、简介： 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统，励磁系统是一种直流电源装置。励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。 励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流，以建立直流磁场。励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。在电力系统运行中，发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。 励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，是整个励磁系统中较为重要的组成部分。励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。系统正常运行时，励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。 图一 二、励磁系统必须满足以下要求： 1、正常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度，应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。 3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道； 4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。 三、励磁系统方式： 励磁方式，就是指励磁电源的不同类型。 一般分为三种：直流励磁机方式、交流励磁机方式、静止励磁方式。 静止励磁系统。由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。
作者：Pan Hon glia ng 仅供个人学习 辽宁工业大学
电力系统自动化课程设计（论文）题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（1）院（系）：电气工程学院 专业班级：电气XXX _________ 学号：_xxx _______________ 学生姓名： ___________________ 指导教师： ___________________ 起止时间：2013.12.16 —12.29
课程设计（论文）报告地内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版,单面打印，并装订成册，内容包括： ①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等） ②设计（论文）任务及评语 ③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字） ④目录 ⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等） ⑥参考文献 2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数. 3、封面格式 4、设计（论文）任务及评语格式 5、目录格式 ①标题“目录”（小二号、黑体、居中） 6、正文格式 ①页边距：上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订； ②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字小四号字、宋体； ③行距：20磅行距； ④页码：底部居中，五号、黑体； 7、参考文献格式 ①标题：“参考文献”，小二，黑体,居中. ②示例：（五号宋体） 期刊类：［序号］作者1,作者2, ... 作者n.文章名.期刊名（版本）.岀版年，卷次（期次）：页次. 图书类：［序号］作者1,作者2,……作者n.书名.版本.岀版地：岀版社,岀版年：页次.
电网短路电流计算(发电机并网)
短路电流计算书（发电机并网） 一、原始数据 系统阻抗标么值为0.0122（最大运行方式），0.0428（最小运行方式） 取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级10.5kV ，0.4kV ） 电气设备参数如下： （1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ， 13%' '=d X （2） 主变压器1T~2T MVA S S T T 921==，9%=k U （3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算 发电机（G1~G2）： φ cos /100' 'e j d G P S X X ? = =?= =8 .0/71001001321G G X X 1.4857 主变压器（1T~2T ）： e j k T S S U X ? =100% 19 100100921=?= =T T X X 辅助变压器（5T ）： e j k T S S U X ?= 100% 5.42 100100943=?= =T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：e j k T S S U X ?= 100%
5.42 100100943=?= =T T X X 四、电气主接线图 五、阻抗系统图
六、短路电流计算 （1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I * 对于无限大容量系统：0 1 C I I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗** Ge js m j S X X S =? ，再查表得到电流标幺值t I * （2）计算短路电流、冲击电流和短路容量 对于无限容量系统：电流基准值3b av S I U =? 短路电流0 "b I I I I * ∞==? 短路容量" j C C S S X * =
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题 发表时间：2019-07-09T15:25:57.537Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：薛江辉 [导读] 摘要：发电机自并励励磁系统又称为自并励静止励磁系统,对发电机运行的稳定性、安全性、供电质量有着直接的影响。 （内蒙古京泰发电有限责任公司内蒙古鄂尔多斯市 010300） 摘要：发电机自并励励磁系统又称为自并励静止励磁系统,对发电机运行的稳定性、安全性、供电质量有着直接的影响。基于此,本文首先介绍了发电机自篇【并励励磁系统的特点。其次,分析了目前发电机自并励励磁系统存在的问题。最后,针对这些问题,从设计、选型两个主要方面,分析优化发电机自并励励磁系统的方式。 关键词：发电机; 自并励励磁系统; 励磁功率柜; 励磁调节器; 引言 国家电力系统在1998年颁布了DL/T650—1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》,此后,我国发电机自并励励磁系统的发展一直在这个框架内进行。目前,自并励励磁系统已经全国超过80%的发电厂广泛应用,如大唐临清发电有限责任公司的350MW机组、大唐鲁北发电有限责任公司的330MW机组等。 作为同步发电机的重要组成部分,励磁系统直接影响着发电机的运行特性,同时对电力系统的运行有重要的影响。发电机灭磁是指消灭发电机转子内部储存能量的过程,以加快正常的停机速度。当发电机故障时,通过发电机灭磁可将故障造成的损失降到最低。发电机灭磁一般分为两大类: (1) 发电机正常停机时采用的逆变灭磁; (2) 事故时保护动作跳灭磁开关的灭磁方式。在发电机正常停机过程中,灭磁是一个非常重要的环节。发电机灭磁失败会对发电机与励磁装置的安全运行构成较大的危害,例如产生转子过电压,危及转子绝缘甚至烧毁转子磁极,使转子本体发热,加速转子绝缘的老化,烧毁灭磁开关等。 1 发电机自并励励磁系统的特点 发电机自并励励磁系统主要由 (1) 主变压器; (2) 励磁调节转换装置; (3) 功率整流装置; (4) 发电机消磁装置; (5) 过电压保护装置; (6) 励磁启动装置; (7) 励磁操作控制设备几个主要部分组成。这7个主要装置配合科学、运行良好。因而,目前的发电机自并励励磁系统,主要具有以下几个突出的特点: 第一,稳定性强。发电机自并励励磁系统去掉了原有励磁系统中的旋转部件,结构更加流畅稳定,一旦发生故障,系统可以通过自检装置及时发出警报。 第二,安全性强。发电机自并励励磁系统对上游指令的相应速度快,这大大提高了发电系统与供电系统的运行稳定性与安全性。 第三,运行成本较低。与传统的励磁控制设备系统相比,发电机自并励励磁系统的运行部件减少到了7个,不仅大大提高了系统的轴系稳定性,也降低了系统生产运行的材料成本与电力成本、人工维修成本。 2 发电机自并励励磁系统的问题 目前发电机自并励励磁系统存在的问题,与原有的励磁系统,既有一定的共性,也有很大的差别:一方面,发电机自并励励磁系统的过流保护控制难度较高,受到设备部件缩减的影响,一旦发电机电流超过运行范围,系统将会在短时间内受到比较严重的损害;另一方面,发电机自并励励磁系统的变压器,很少加装外壳和制冷系统,设备在高温状态下容易出现故障,变压器过热将导致抗阻电压增大、荷载电压过载等问题,影响电力生产与电力供应系统的正常运行。 3 优化发电机自并励励磁系统的方式 3.1 发电机自并励励磁系统设计 3.1.1 严格把控发电机自并励励磁系统的应用条件 第一,电力系统故障导致电压不稳、波动较大的情况下,不宜使用发电机自并励励磁系统,避免电压波动过大,对励磁系统的主变压器造成严重影响,导致变压器中的元件损坏,或无法正常发挥励磁功能。第二,位于发电主网震荡中心的发电机,不适合使用发电机自并励励磁系统。这种环境中放置的发电机,电流状况不稳定,容易导致自并励励磁系统电压过低。 3.1.2 优化自并励励磁系统变压器的运行保护 首先,自并励励磁系统在户内使用时,可以不加装保护外壳,但要注意严格监控系统运行中的温度,防止冬季的温度过低,对系统的运行产生影响,必要时要加装制冷系统,如风冷系统、水冷系统,保障系统运行的温度不过高。其次,在户外使用时,技术人员要根据当地的天气状况,合理判断是否要为自并励励磁系统变压器加装保护外壳,尤其是在正午阳光直射的时候,要监测阳光照射对系统运行的影响。最后,技术人员要加强对变压器运行中,额定功率变化的检测,提高系统在高电压环境下的强励能力。 3.1.3 重点解决发电机起励问题 首先,在发电机电压核准之前,发电机自并励励磁系像发电机提供励磁电源,这种情况下,设计人员要根据发电系统的具体需求,建立备用的起励方案。其次,在备用起励方案的设置上,技术人员可以进行以下几方面的尝试: (1) 构建备用的起励回路,利用起励电源对发电机进行励磁,安装智能电压感应装置,当电压恢复到正常电压的50%以上时,起励回路由备用回路调整为正常回路。 (2) 安装备用起励装置。减少发电系统的电压波动,增加发电系统的电容量。最后,在发电机自并励励磁系统第一次投入使用,或周期性大修结束之后的再次启用时,技术人员要对发电机自并励励磁系统进行短路检测与空载试验检测,以控制变压装置的整流电源。 3.1.4 优化励磁功率柜的选择 一方面,励磁功率柜的选择要遵守“容量大”原则。采用可控硅全控桥的方式,选择大电流的励磁功率柜,简化整流桥,降低发电机自并励励磁系统的电阻,简化整个系统的运行元件,保障系统中各个元器件的电压、电流、电阻分布均匀。另一方面,励磁功率柜的选择要遵循“参数高”的原则。对发电机自并励励磁系统进行过电保护,保障励磁系统使用在温度适宜的环境中,采用合理的温度控制手段,保障整流柜均流系数达到要求。 3.2 发电机自并励励磁系统选型 发电机自并励励磁系统运行的稳定性是其最突出的特点,要正常的发挥出这一特性,最关键的是要优化励磁系统的应用条件,保障励磁器运行过程中的电压始终稳定。发电机自并励励磁系统选型主要应注意以下几个问题: (1) 优化过压保护装置的配置; (2) 增强励磁调节器选择的针对性; (3) 严格遵守国家的相关技术指导规范。尤其是GB/T7409—1997《同步电机励磁系统》中的相关要求。
电力系统短路电流计算书 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
电力系统短路电流计算书 1短路电流计算的目的 a.电气接线方案的比较和选择。 b.选择和校验电气设备、载流导体。 c.继电保护的选择与整定。 d.接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e.大、中型电动机起动。 2短路电流计算中常用符号含义及其用途 I－次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 a. 2 I－三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳定及b. ch 断路器额定断流容量。 i－三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 c. ch d.I∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e."z S－次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f.S∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3短路电流计算的几个基本假设前提 a.磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原 理。 b.在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c.各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
d.短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b＝100MVA，基准电压U b取各级电压的平均电压，即 U b ＝U p ＝ ，基准电流 b b I S = ；基准电抗2 b b b b X U U ==。 常用基准值表（S b＝100MVA） 各电气元件电抗标么值计算公式
########大学毕业论文设计 50MW电站励磁系统参数计算 指导老师：胡先洪 王波、张敬 学生姓名：######## 《电气工程及自动化》2002级
目录 1 发电机组参数 (3) 2 励磁变压器技术参数计算 (3) 2.1 二次侧额定线电压计算 (3) 2.2 二次侧额定线电流计算 (4) 2.3 额定容量计算 (4) 3 晶闸管整流元件技术参数计算 (5) 3.1 晶闸管元件额定电压的选择 (5) 3.2 晶闸管元件额定电流的选择 (5) 4 快速熔断器参数计算 (6) 5 励磁电缆计算 (7) 6 灭磁及过压保护计算 (7) 6.1 灭磁阀片计算 (7) 6.2 过电压保护计算 (9) 7 直流断路器计算 (9) 8 附录12
1 发电机组参数 A. 额定容量（MVA ） 58.8 B. 额定功率因数（滞后） 0.85 C. 额定电压（kV ） 10.5 D. 额定频率（Hz ） 50 E. 相数 3 F. 空载励磁电压（V ） 62 G. 额定负荷及功率因素下励磁电压（V ） 164 H. 空载励磁电流（A ） 592 I. 额定负荷下励磁电流（A ） 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V ） 1500 K. 励磁绕组75?C 的电阻（Ω） 0.1307 L. 直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76 M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗（Xd ） 1.059 O. 直轴瞬态电抗（Xd ’） 0.308 2 励磁变压器技术参数计算 2.1 二次侧额定线电压计算 励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。 A. 具体计算公式： min 2 cos 35.18.0α??= fN u fT U K U 式中： Ku----电压强励倍数（α=10?时），取2.0倍（在80%U GN 下）。
发电机的心脏——励磁系统 发电机励磁系统概述励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： 图一 1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自 动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。 3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式: 1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。 图二
2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。 图三 3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图 图四 一、三种发电机励磁系统的组成 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。二期是自励直流励磁机励磁系统。如图三所示，发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁机磁场电阻Rc可改变励磁机励磁电流中的IRC从而达到调整发电机转子电流的目的。三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。 二、励磁电流的产生及输出
短路电流计算书（发电机并网） 一、原始数据 系统阻抗标么值为（最大运行方式），（最小运行方式） 取基准容量MVA S j 100=，基准电压N av j U U U 05.1==（对应于各电压等级，） 电气设备参数如下： （1） 发电机G1~G2：MW P e 7=，,8.0cos =φ MVA P G e e 75.8cos /==φ， 13%' '=d X （2） 主变压器1T~2T MVA S S T T 921==，9%=k U （3） 辅助变压器 3T~4T MVA S S T T 243==，9%=k U （4） 厂用变压器5T~8T MVA S S S S T T T T 28765====，9%=k U 三、各元件阻抗参数计算 发电机（G1~G2）： φ cos /100' 'e j d G P S X X ? = =?= =8 .0/7100 1001321G G X X 主变压器（1T~2T ）： e j k T S S U X ? = 100% 19 100100921=?= =T T X X 辅助变压器（5T ）： e j k T S S U X ? =100% 5.42 100100943=?= =T T X X 厂用变压器（3T~4T ）：e j k T S S U X ? =100% 5.42 100100943=?= =T T X X 四、电气主接线图
五、阻抗系统图
六、短路电流计算 （1）求计算电抗及查表求电流标幺值t I * 对于无限大容量系统：0 1 C I I X **∞*== 对于发电机(有限容量系统)：先求计算电抗** Ge js m j S X X S =? ，再查表得到电流标幺值t I * （2）计算短路电流、冲击电流和短路容量 对于无限容量系统：电流基准值b S I = 短路电流0 "b I I I I * ∞==? 短路容量" j C C S S X *= 对于发电机(有限容量系统)：电流基准值(归算到短路点 )Gb I = 短路电流t t Gb I I I *=? 短路容量" "C av S U I = 冲击电流''2I K i sh sh =，在实用计算中，当短路发生在发电机电压母线时，取 9.1=sh K ；短路发生在发电厂高压侧母线时，取85.1=sh K ；在其他地点短路时， 取8.1=sh K . 全电流系数2)1(21-+sh K 系统S 出口母线k1 点短路 （1）系统及其等值网络的化简
励磁系统题库 填空题：2选择题：5判断题：6问答题：8
填空题： 1、同步发电机励磁系统的基本任务是（维持发电机电压在给定水平）和（稳定 地分配机组间的无功功率）。 2、可控硅元件导通的条件是①（阳极与阴极之间须加正向电压），②（控制极 上加正向触发电压）。 3、发电机正常停机采用（逆变）方式灭磁，事故时采用（跳灭磁开关）方式灭 磁。调节器具有五种励磁限制：（反时限过励磁电流限制/强励限制）、（过无功限制）、（欠励限制）、（功率柜故障限制）、（伏赫限制/过磁通限制）。 4、在三相全控桥中，共阴极组在（正）半周导通；共阳极组在（负）半周导通。 5、PID调节方式就是（比例积分微分）调节方式。 6、在励磁调节器中，控制发电机电压的通道，称为（自动），控制励磁电流的 通道，称为（手动）。 7、励磁调节器发生 PT 断线，则运行中的通道（退出）运行，即切换，同时该 通道由（发电机电压/自动）调节方式转化为（励磁电流/手动）调节方式。 8、励磁调节器发生过励或低励，调节器就由（发电机电压）调节方式转化为 （无功）调节方式。 9、接触器铁芯上的（短路）环，可防止衔铁振动。 10、一般来说，交流发电机的励磁绕组是转子绕组，而直流发电机的励磁绕 组是（定子）绕组。 11、发电机在旋转的转子磁场中发电，把（机械）能转化为（电能），在发电 机并网前（空载），调节发电机的（励磁电流），作用于调节发电机的机端电压，发电机并网后，调节发电机的（励磁电流），作用于调节发电机的无功负荷（无功电流），有功不变，调节主汽门作用于有功功率（有功电流）的变化，与励磁电流的大小无关。 12、应用电磁理论，导体在磁场中（切割磁力线）产生电动势（电压）：ξ=BLV （B：磁场强度，L：导体长度，V：切割速度）。简单的讲就是：导体在磁场中做切割（磁力线）运动，就产生感应电动势，当形成（闭合回路时），就会感生出电流。
发电机励磁方式及自并励励磁系统发电机静止励磁绻统特点及存在问题的探讨刘志宏湖南华润电力麤碱湟有限公司湖南资兴415000 杨红湖南省电力勘测设计院湖南长溙410007 郭景斌湖南省电力试验研究所湖南长溙410007 摘要自并激静止励磁绻统近年来在国内大型湽轮发电机组中得到越来越广滛的应用。简要说明了该励磁绻统的构成、性能特点和设计选型，分析探讨了采用该绻统后存在的试验、践滢和过电压等问题和影响。关键词自并激励磁绻统践滢过电压 0 引言随着发电机容量的不断增大，对励磁绻统的要湂越来越高。传统的直流励磁机励磁因大电流下的火花问题无滕使用，三机励磁绻统则因绻统复杂、机组轴绻稳定性等问题而受到越来越多的限制;自并激静止励磁绻统以其接线简单、可靠性高、工程造价低、踃节响应速度快、灭磁效果好的特点而得到越来越广滛的应用。特别是随着电子技术的不断发幕和大容量可控硅制造渴平的逐步成熟，大型湽轮发电机采用自并激励磁方式已成为一种趋势。国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。自上世纪90年代后期以来，新建国产300MW机组已几乎全部采用自并激静止励磁绻统。我省渴电厂应用较广，如马迹塘、东湟、五强溪、凌津滩等;而火电最先在益阳电厂2×300MW机组上采用，在建的麤碱湟、株洲、耒阳等电厂300MW机组也全部采用这种励磁绻统。1 自并激静止励磁绻统的特点自并激静止励磁绻统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁踃节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。其原理如图1所示。自并激静止励磁方式与旧的励磁方式相比，具有以下几方面的特点:1.1 绻统简单，可靠性高对直流励磁机和三机励磁绻统来说，旋转部分发生的事故在以往励磁绻统事故中占相当大的比例，如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振动等，而且旋转部分的运行和维护工作量很大。而自并激静止励磁绻统由于取消了旋转部件，溡有了换向器、轴承、转子等，
某110kv变电站短路电流计算书
一、短路电流计算 取基准容量S j=100MV A，略去“*”， U j=115KV，I j=0.502A 富兴变：地区电网电抗X 1=S j/S dx=I j/I dx =0.502/15.94=0.031 5km线路电抗X2=X*L*(S j/Up2) =0.4*5*(100/1152)=0.015 发电机电抗X3=(Xd’’%/100)*(S j/Seb) =(24.6/100)*(100/48)=0.512 16km线路电抗X4=X*L*(S j/Up2) =0.4*16*(100/1152)=0.049 5.6km线路电抗X5=X*L*(S j/Up2) =0.4*5.6*(100/1152)=0.017 31.5MV A变压器电抗X6=X7= (Ud%/100)*(S j/Seb)=(10.5/100)*(100/31.5)=0.333 50MV A变压器电抗X=(Ud%/100)*(Sj/Seb)=0.272 X8=X3+X4+X5=0.578 X9=X1+X2=0.046 X10=(X8*X9)/(X8+X9) X11=X10+X6=0.046 地区电网支路的分布系数C1=X10/X9=0.935 发电机支路的分布系数C2=X10/X8=0.074 则X13=X11/C1=0.376/0.935=0.402 X14=X11/C2=0.376/0.074=5.08 1、求d1’点的短路电流 1.1求富兴变供给d1’点(即d1点)的短路电流 I x″=I j/(X1+X2)=0.502/(0.031+0.015)=10.913kA S x″=S j/(X1+X2)=100/(0.031+0.015) ≈2173.913MV A
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地 的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶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接地线就加电压. ⑷其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路； ⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面。 （1）电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导 体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭 到破坏。 （2）发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备 可能过热以致损坏。 （3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求：（1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15. 01=T X 15 . 00=T X 25 . 02=T X 25. 02==''X X d 图1-1
1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1. 在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2. 正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3. 负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入 代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4. 零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1. 单相(a相接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I =