02_补充_电力系统不对称短路计算
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电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。
然而,由于各种原因,电力系统可能会发生不对称故障,导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。
因此,对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。
本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法,并使用Markdown文本格式进行输出。
2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。
其主要原因包括:单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。
不对称故障的特点如下:1.电流和电压的相位不同:在不对称故障中,电流和电压的相位不同,通常表现为电流和电压波形的不对称。
2.非对称系统功率:由于不对称故障,电力系统中的功率将变得非对称。
正常情况下,三相电流和电压的功率应该平衡,但在不对称故障中,这种平衡被破坏。
3.对称分量的存在:在不对称故障中,由于相序的不同,电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。
3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算,一般可以采用以下步骤:3.1 系统参数获取首先,需要获取电力系统的各项参数,包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。
这些参数将用于后续的计算。
3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置,对故障状态进行建模。
常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。
3.3 网络方程建立基于故障状态的建模,可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。
通过求解节点方程或潮流方程,可以得到电流和电压的分布情况。
3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果,可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标,包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。
3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果,可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。
通过故障保护和控制系统的响应,可以及时检测和隔离故障,保证电力系统的平安运行。
4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。
题目: 电力系统不对称短路计算与分析初始条件:系统接线如以下图,线路f处发生金属性B、C相接地短路。
已知各元件参数为:发电机G: SN =60MVA, VN=10.5KV,Xd″=0.2, X2=0.25,E″=11KV;变压器T-1: SN =60MVA, Vs〔%〕=10.5, KT1=10.5 / 115kV;变压器T-2: SN =60MVA, Vs〔%〕=10.5, KT2=115 / 10.5kV;线路L:长L=90km, X1=0.4Ω/km, X01;负荷LD:SLD =40MVA,X1=1.2, X2=0.35。
要求完成的主要任务:选取基准功率S B=60MV A,基准电压为平均额定电压,要求:〔1〕制定正、负、零序网,计算网络各元件序参数标幺值。
〔2〕计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。
〔3〕计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。
〔4〕计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值。
时间安排:指导教师签名:年月日系主任〔或责任教师〕签名:年月目录摘要 (I)1设计内容 (1)初始条件 (1)设计要求 (1)设计分析 (1)2电力系统短路及其计算的基本概念 (3)短路原因及后果 (3)短路的类型 (3)短路计算的目的 (4)3电力系统元件的序阻抗和等值电路 (5)对称分量法的应用 (5)序阻抗 (5)序阻抗的基本概念 (5)同步发电机的序阻抗 (6)输电线路的序阻抗 (6)变压器的序阻抗 (7)综合负荷的序阻抗 (7)各序网路的等值电路 (8)4两相短路接地故障的分析与计算 (9)正序等效定则 (9)两相短路接地 (9)5计算和分析 (11)制定正、负、零序网络,计算网络各元件序参数标幺值 (11)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 (12)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (14)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值............................. 错误!未定义书签。
武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书目录摘要 (3)1 电力系统短路故障的基本概念 (4)1.1短路故障的概述 (4)1.2 三序网络原理 (5)1.2.1 同步发电机的三序电抗 (5)1.2.2 变压器的三序电抗 (5)1.2.3 架空输电线的三序电抗 (6)1.3 标幺制 (6)1.3.1 标幺制概念 (6)1.2.2标幺值的计算 (7)1.4 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8)2 简单不对称短路的分析与计算 (9)2.1单相(a相)接地短路 (9)2.2 两相(b,c相)短路 (10)2.3两相(b相和c相)短路接地 (12)2.4 正序等效定则 (14)3 不对称短路的计算的实际应用 (14)3.1 设计任务及要求 (14)3.2 等值电路及参数标幺值的计算 (15)3.3 各序网络的化简和计算 (17)3.3.1 正序网络 (17)3.3.2 负序网络 (19)3.3.3 零序网络 (20)3.4 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20)4 实验结果分析 (21)5 心得体会 (22)6 参考文献 (23)2摘要电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的,但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。
在电力系统运行过程中,时常会发生故障,且大多是短路故障。
短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。
其中三相短路为对称短路,后三者为不对称短路。
电力运行经验指出单相接地短路占大多数,因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。
求解不对称短路,首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。
然后制定各序网络。
根据不同的故障类型,确定出以相分量表示的边界条件,进而列出以序分量表示的边界条件,按边界条件将三个序网联合成复合网,由复合网求出故障处各序电流和电压,进而合成三相电流电压。
关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵31电力系统短路故障的基本概念1.1短路故障的概述在电力系统运行过程中,时常发生故障,其中大多数是短路故障。
第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示:电力系统中发生的故障分为两类:短路和断路故障。
短路故障包括:单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路;断路故障包括:一相断线和两相断线。
除三相短路外,均属于不对称故障,系统中发生不对称故障时,网络中将出现三相不对称的电压和电流,三相电路变成不对称电路。
直接解这种不对称电路相当复杂,这里引用120对称分量法,把不对称的三相电路转换成对称的电路,使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。
本章主要内容包括:对称分量法,电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。
§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量(正序分量、负序分量、零序分量)之和。
设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下:()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。
正序分量: ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系统正常对称运行方式下的相序相同,达到最大值的顺序a →b →c ,在电机内部产生正转磁场,这就是正序分量。
此正序分量为一平衡的三相系统,因此有:()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。
负序分量:()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反,达到最大值的顺序a →c →b ,在电机内部产生反转磁场,这就是负序分量。
电力系统不对称短路电流的计算 - 电力配电学问(一)相量及其计算:相量à是旋转相量,他在复数平面用一个有向线段和初相角表示,以ωt角速度逆时针绕原点旋转,他在竖轴上的投影即为正弦波的瞬时值。
计算出相量即可算出正弦波的瞬时值。
(正弦波的瞬时值才能进行四则运算)相量在数学上表示为à= Aejф如两个相量:它的四则运算:相量加减用平行四边形计算、相量乘除是幅值相乘除,角度相加减。
如两相量相乘:单位相量:为算子。
(二)对称重量法及其应用1、对称重量法任何一组三相不对称相量都可用数学分析的方法分解成三组三相对称相量,他们是三相正序对称相量、负序对称相量和零序对称相量,如图1-7所示图1-7 三相不对称电压分解成三组正、负、零序对称电压或者说,三相不对称相量的相值等于相应于该相各序值的和:以三相电压为例úA=úa1+úa2+úa0úB=úb1+úb2+úb0úC=úc1+úc2+úc0各序值为三相对称相量,则上面方程式可写成:úA=úa1+úa2+úa0úB=a2úa1+aúa2+úa0úC=aúa1+a2úa2+úC0三个方程有三个未知数,可联立求解2、对称重量法的应用图1-8 对称重量的独立性接受叠加原理:在短路点有一组不对称电压,用对称重量法分解成三组对称电压,在对三相对称短路阻挠系统中各序有独立性,可以用单相计算各序电流,相电流为相应相各序电流的和。
图1-9 正序网等值图正序网对短路点简化后的回路方程为:úda1=èA—jìda1X1∑图1-10 负序网等值图电源没有负序电压,只有短路点有一组负序电压。
负序网对短路点简化后的回路方程为úda2=0—jìda2X2∑图1-11零序网等值图电源没有零序电压,只有短路点有一组零序电压。
摘要电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的,本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算,为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。
关键字:标么值;等值电路;不对称故障目录一、基础资料 (3)二、设计内容 (3)1.选择110kV为电压基本级,画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数。
(3)2.化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。
(6)3.K处发生单相直接接地短路,列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(7)4.设在K处发生两相直接接地短路,列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(9)5.讨论正序定则及其应用。
并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电流。
(11)三、设计小结 (12)四、参考文献 (12)附录 (12)一、基础资料1. 电力系统简单结构图如图1所示。
图1 电力系统结构图在K 点发生不对称短路,系统各元件标幺值参数如下:(为简洁,不加下标*) 发电机G1和G2:S n =120MV A ,U n =10.5kV ,次暂态电动势标幺值1.67,次暂态电抗标幺值0.9,负序电抗标幺值0.45;变压器T1:S n =60MV A ,U K %=10.5 变压器T2:S n =60MV A ,U K %=10.5线路L=105km ,单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ,x 0=3 x 1, 负荷L1:S n =60MV A ,X 1=1.2,X 2=0.35 负荷L2:S n =40MV A ,X 1=1.2,X 2=0.35 取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。
二、设计内容1.选择110kV 为电压基本级,画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数(要求列出基本公式,并加说明)在产品样本中,电力系统中各电器设备如发电机、变压器、电抗器等所给出的都是标么值,即以本身额定值为基准的标么值或百分值。
题目: 电力系统不对称短路计算与分析初始条件:系统接线如下图,线路f处发生金属性B、C相接地短路。
已知各元件参数为:发电机G: SN =60MVA, VN=10.5KV,Xd″=0.2, X2=0.25,E″=11KV;变压器T-1: SN =60MVA, Vs(%)=10.5, KT1=10.5 / 115kV;变压器T-2: SN =60MVA, Vs(%)=10.5, KT2=115 / 10.5kV;线路L:长L=90km, X1=0.4Ω/km, X=3.5X1;负荷LD:SLD =40MVA,X1=1.2, X2=0.35。
要求完成的主要任务:选取基准功率S B=60MV A,基准电压为平均额定电压,要求:(1)制定正、负、零序网,计算网络各元件序参数标幺值。
(2)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。
(3)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。
(4)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值。
时间安排:熟悉设计任务 5.27收集相关资料 5.28选定设计原理 5.29计算分析及结果分析 5.30 --6.6撰写设计报告 6.7指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月目录摘要 (I)1设计内容 (1)1.1初始条件 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计分析 (1)2电力系统短路及其计算的基本概念 (3)2.1短路原因及后果 (3)2.2短路的类型 (3)2.3短路计算的目的 (4)3电力系统元件的序阻抗和等值电路 (5)3.1对称分量法的应用 (5)3.2序阻抗 (5)3.2.1序阻抗的基本概念 (5)3.2.2同步发电机的序阻抗 (6)3.2.3输电线路的序阻抗 (6)3.2.4变压器的序阻抗 (7)3.2.5综合负荷的序阻抗 (7)3.3各序网路的等值电路 (8)4两相短路接地故障的分析与计算 (9)4.1正序等效定则 (9)4.2两相短路接地 (9)5计算和分析 (11)5.1制定正、负、零序网络,计算网络各元件序参数标幺值 (11)5.2计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 (12)5.3计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (14)5.4计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值....................... 错误!未定义书签。