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三相短路分析和计算.doc
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三相短路分析和计算.
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三相短路分析和计算
摘 要
根据断相故障和短路故障的特点,通过在故障点引入计算机算法,给出了
各种断相故障和短路故障的仿真计算。此方法以将故障电网分为对称网络和不
网络两部分,在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型,根据线性电
路的基本理论,并借助于相序参数变换技术完成故障计算。本文根据电力系统三
相短路的特点,建立了数学模型,在此基础上,进行三相短路的计算和分析。所谓短路,
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。在对
电力系统三相短路进行分析时首先应该化简电路,然后计算出各个节点的等效电抗,算出
短路点的次暂态电流和短路功率以及冲击电流。
关键词:数不对称; 电网; 故障计算
目 录
1 需求分析..........................................................................................................................................1
2 总体设计..........................................................................................................................................2
2.1.电力系统简单结构图........................................................................................................2
2.2 电力系统参数.......................................................................................................................2
2.3 参数数据...............................................................................................................................3
3 详细计算..........................................................................................................................................5
4 总结................................................................................................................................................21
参考文献...........................................................................................................................................22
1 需求分析
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一,分
析与计算三相短路故障的参数更为重要。设计示例是通过两种不同的方法进行分析与计算
三相短路故障的各参数,进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度,为电力系统的规
划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
1
2 总体设计
2.1.电力系统简单结构图
电力系统简单结构图如图 1 所示。
2.2 电力系统参数
如图 1 所示的系统中 K
(
3
)
点发生三相短路故障,分析与计算产生最大可能的故障电流
和功率。
(1)发电机参数如下:
发电机 G1:额定的有功功率 110MW,额定电压 =10.5kV;次暂态电抗标幺值
=0.264,功率因数 =0.85 。
发电机 G2:火电厂共两台机组,每台机组参数为额定的有功功率 25MW;额定电压
U
N
=10.5kV;次暂态电抗标幺值 =0.130;额定功率因数 =0.80。
2
(2)变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器 T1:型号 SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0,变压器额定容量 10MV·A,一次
电压 110kV,短路损耗 59kW,空载损耗 16.5kW,阻抗电压百分值 U
K
%=10.5,空载
电流百分值 I
0
%=1.0。
变 压 器 T2 : 型 号 SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8 , 变 压 器 额 定 容 量
31.5MV·A,一次电压 110kV,短路损耗 148kW,空载损耗 38.5kW,阻抗电压百分值
U
K
%=10.5,空载电流百分值 I
0
%=0.8。
变压器 T3:型号 SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9,变压器额定容量 16MV·A,一
次电压 110kV,短路损耗 86kW,空载损耗 23.5kW,阻抗电压百分值 U
K
%=10.5,空
载电流百分值 I
0
%=0.9。
(3)线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
线路 1:钢芯铝绞线 LGJ-120,截面积 120㎜
2
,长度为 100㎞,每条线路单位长度的
正序电抗 X
0
(
1
)
=0.408Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容 b
0(1)
=2.79×10
6﹣
S/㎞。
对下标的说明: X
0(1)
=X
单位长度(正序)
;X
0
(
2
)
=X
单位长度(负序)
。
线路 2:钢芯铝绞线 LGJ-150,截面积 150㎜
2
,长度为 100㎞,每条线路单位长度的
正序电抗 X
0
(
1
)
=0.401Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容 b
0(1)
=2.85×10
6﹣
S/㎞。
线路 3:钢芯铝绞线 LGJ-185,截面积 185㎜
2
,长度为 100㎞,每条线路单位长度的
正序电抗 X
0
(
1
)
=0.394Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容 b
0(1)
=2.90×10
6﹣
S/㎞。
(4)负载 L:容量为 8+j6(MV·A),负载的电抗标幺值为 ;电动
机为 2MW,起动系数为 6.5,额定功率因数为 0.86。
2.3 参数数据
设基准容量 S
B
=100MV·A;基准电压 U
B
=U
av
kV。
(1)S
B
的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便,取 S
B
-100MV·A,可任意设值但
必须唯一值进行分析与计算。
(2)U
B
的选取是根据所设计的题目可知系统电压有 110kV、6kV、10kV,而平均额
定电压分别为 115、6.3、10.5kV。平均电压 U
av
与线路额定电压相差 5%的原则,故取
U
B
=U
av
。
(3) 为次暂态短路电流有效值,短路电流周期分量的时间 t 等于初值(零)时的有
3
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