电力系统运行方式的认识课件.ppt

1、项目一项目一 电力系统运行方式的认识与了解电力系统运行方式的认识与了解 任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识 任务二短路电流的计算任务二短路电流的计算返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识 过程分析过程分析电力系统运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，还与故障分电力系统运行方式不同，其技术特性和工作条件也不同，还与故障分析、继电保护配合、绝缘配合等均密切相关。析、继电保护配合、绝缘配合等均密切相关。相关知识相关知识电力系统中性点接地方式是涉及供电的可靠性、过电压与绝缘配合、电力系统中性点接地方式是涉及供电的可靠性、过电压与绝

2、缘配合、继电保护、通信干扰、系统稳定诸多方面的综合性技术问题。这个问继电保护、通信干扰、系统稳定诸多方面的综合性技术问题。这个问题在不同的国家和地区，不同的发展水平可以有不同的选择，同时还题在不同的国家和地区，不同的发展水平可以有不同的选择，同时还与国家的技术、经济、政策有关。与国家的技术、经济、政策有关。电力系统的中性点接地（是指电力系统中发电机或变压器的中性点接电力系统的中性点接地（是指电力系统中发电机或变压器的中性点接地）是一种工作接地。地）是一种工作接地。下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识目前，我国电力系统中性点接地方式可分为中性点非直接接地

3、和中性目前，我国电力系统中性点接地方式可分为中性点非直接接地和中性点直接接地两大类。点直接接地两大类。（）中性点非直接接地系统。（）中性点非直接接地系统。它包括中性点不接地系统；中性点经消弧线圈接地系统；中性点经高它包括中性点不接地系统；中性点经消弧线圈接地系统；中性点经高阻接地系统。阻接地系统。（）中性点直接接地系统。（）中性点直接接地系统。它包括中性点直接接地系统；中性点经小阻抗接地系统。它包括中性点直接接地系统；中性点经小阻抗接地系统。一、中性点不接地系统一、中性点不接地系统.中性点不接地系统中性点不接地系统系统中直接连接的全部发电机和变压器中性点对大地为绝缘的系统。系统中直接连接的全部

4、发电机和变压器中性点对大地为绝缘的系统。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识中性点不接地系统又称为中性点绝缘系统，中性点不接地系统又称为中性点绝缘系统，如如图所示图所示。.中性点不接地系统的运行特点中性点不接地系统的运行特点当中性点不接地系统中发生单相金属性接地时，会有以下运行特点：当中性点不接地系统中发生单相金属性接地时，会有以下运行特点：（）故障相对地电压为零。（）故障相对地电压为零。（）非故障相对地电压升高到（）非故障相对地电压升高到 倍相电压。倍相电压。（）接地点电容电流为系统正常时单相对地电容电流的倍。（）接地点电容电流为系统正常时单

5、相对地电容电流的倍。（）接地点电容电流超前故障相电源电压（）接地点电容电流超前故障相电源电压。（）系统的线电压不变。（）系统的线电压不变。在中性点不接地系统中发生单相接地故障时，系统线电压仍然保持着在中性点不接地系统中发生单相接地故障时，系统线电压仍然保持着对称不变的关系，单相接地电流较负荷电流小得多，因而用户的供电对称不变的关系，单相接地电流较负荷电流小得多，因而用户的供电不受影响，这是中性点不接地系统的主要优点。不受影响，这是中性点不接地系统的主要优点。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识中性点不接地系统的最大长期工作电压较高，存在着电弧接

6、地过电压中性点不接地系统的最大长期工作电压较高，存在着电弧接地过电压的危险，所以对整个电力系统的绝缘水平要求较高。因此对额定电压的危险，所以对整个电力系统的绝缘水平要求较高。因此对额定电压等级较高的电力系统而言，采用中性点不接地系统必然使系统绝缘费等级较高的电力系统而言，采用中性点不接地系统必然使系统绝缘费用大为增加；随着系统额定电压等级的升高，接地电流也成比例的增用大为增加；随着系统额定电压等级的升高，接地电流也成比例的增加，故高电压等级不采用中性点不接地方式。加，故高电压等级不采用中性点不接地方式。综上所述，结合目前的技术、经济和政策，我国采用中性点不接地方综上所述，结合目前的技术、经济和

7、政策，我国采用中性点不接地方式运行的电力系统为：额定电压为，接地电流不大于式运行的电力系统为：额定电压为，接地电流不大于的电力系统；额定电压为，直接接有发电机、高压的电力系统；额定电压为，直接接有发电机、高压电动机，接地电流不大于的电力系统；额定电压为电动机，接地电流不大于的电力系统；额定电压为，接地电流不大于的电力系统。，接地电流不大于的电力系统。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识二、中性点经消弧线圈接地系统二、中性点经消弧线圈接地系统为了限制接地点电流，使接地点电弧能自行熄灭，在电源中性点与大为了限制接地点电流，使接地点电弧能自行熄灭，在

8、电源中性点与大地之间接入消弧线圈的系统，称为中性点经消弧线圈接地系统。其原地之间接入消弧线圈的系统，称为中性点经消弧线圈接地系统。其原理接线图理接线图如图所示如图所示。在中性点不接地系统中，发生单相金属性接地故障时，接地点电容电在中性点不接地系统中，发生单相金属性接地故障时，接地点电容电流流 在相位上比接地故障相电压超前在相位上比接地故障相电压超前。在中性点经消弧线圈。在中性点经消弧线圈接地系统中，由于电源中性点与大地之间接入一个近于纯感性消弧线接地系统中，由于电源中性点与大地之间接入一个近于纯感性消弧线圈，若发生单相金属性接地故障，电源故障相电压将在消弧线圈所构圈，若发生单相金属性接地故障，

9、电源故障相电压将在消弧线圈所构成的回路中产生电感电流成的回路中产生电感电流。在相位上滞后于电源故障相电压在相位上滞后于电源故障相电压。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识因此，在中性点经消弧线圈接地系统中，如果发生单相金属性接地故因此，在中性点经消弧线圈接地系统中，如果发生单相金属性接地故障，通常接地点的电流由接地电容电流障，通常接地点的电流由接地电容电流 与电感电流与电感电流 两部分两部分组成。接地点的电容电流组成。接地点的电容电流 与电感电流与电感电流 在相位上互差在相位上互差，如图所示如图所示。适当地选择消弧线圈的电感量，使通过接地点的。

10、适当地选择消弧线圈的电感量，使通过接地点的电流电流 足够小，保证接地点电弧的自行熄灭。足够小，保证接地点电弧的自行熄灭。消弧线圈的外形与单相油浸变压器相似。消弧线圈实质上是一个具有消弧线圈的外形与单相油浸变压器相似。消弧线圈实质上是一个具有带空气间隙铁芯的电感线圈，消弧线圈采用带空气间隙铁芯结构的主带空气间隙铁芯的电感线圈，消弧线圈采用带空气间隙铁芯结构的主要目的是，避免工作中铁芯处于保护的工作状态，保持电感值稳定，要目的是，避免工作中铁芯处于保护的工作状态，保持电感值稳定，使补偿电感电流使补偿电感电流稳定。为了调节消弧线圈的电感量，一般都采用稳定。为了调节消弧线圈的电感量，一般都采用改变消弧

11、线圈匝数的方法。分接开关选用变压器用的分接开关。改变消弧线圈匝数的方法。分接开关选用变压器用的分接开关。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识为了运行中调整方便，在消弧线圈的铭牌上标明每个分接头补偿电流为了运行中调整方便，在消弧线圈的铭牌上标明每个分接头补偿电流值。每一个消弧线圈的最大补偿电流与最新补偿电流的比值一般为值。每一个消弧线圈的最大补偿电流与最新补偿电流的比值一般为 或或 ，在该调节范围内通常有个分接头。，在该调节范围内通常有个分接头。中性点经消弧线圈接地系统有三种不同的运行方式：中性点经消弧线圈接地系统有三种不同的运行方式：（）欠补偿

12、运行方式。当调节度小于（即接地点电感电流小于接（）欠补偿运行方式。当调节度小于（即接地点电感电流小于接地电容电流）为欠补偿运行方式。地电容电流）为欠补偿运行方式。（）过补偿运行方式。当调节度大于（即接地点电感电流大于接（）过补偿运行方式。当调节度大于（即接地点电感电流大于接地电容电流）为过补偿运行方式。地电容电流）为过补偿运行方式。（）全补偿运行方式。当调节度等于（即接地点电感电流等于接（）全补偿运行方式。当调节度等于（即接地点电感电流等于接地电容电流）为全补偿运行方式。地电容电流）为全补偿运行方式。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识实际运行

13、中，一定要避免全补偿方式运行。如果采取全补偿方式运行实际运行中，一定要避免全补偿方式运行。如果采取全补偿方式运行，一旦系统中发生金属性接地故障，因消弧线圈的等值感抗与系统对，一旦系统中发生金属性接地故障，因消弧线圈的等值感抗与系统对地等值容抗相等而形成系统内的串联谐振，引起系统的谐振过电压，地等值容抗相等而形成系统内的串联谐振，引起系统的谐振过电压，从而威胁系统的安全运行。实际运行中，一般选用过补偿方式运行。从而威胁系统的安全运行。实际运行中，一般选用过补偿方式运行。当选用过补偿方式运行时，选择消弧线圈的工作电流，既能保证接地当选用过补偿方式运行时，选择消弧线圈的工作电流，既能保证接地点电弧自

14、行消失，又不会引起系统谐振过电压。欠补偿运行方式一般点电弧自行消失，又不会引起系统谐振过电压。欠补偿运行方式一般只有在消弧线圈容量不足时，才考虑选用。当选择欠补偿运行方式时只有在消弧线圈容量不足时，才考虑选用。当选择欠补偿运行方式时，应保证系统发生某些线路故障跳闸之后又发生单相接地故障的情况，应保证系统发生某些线路故障跳闸之后又发生单相接地故障的情况下，系统不会产生串联谐振；否则，不允许采用欠补偿运行方式。下，系统不会产生串联谐振；否则，不允许采用欠补偿运行方式。在中性点经消弧线圈接地系统中，要恰当选择接入消弧线圈的位置。在中性点经消弧线圈接地系统中，要恰当选择接入消弧线圈的位置。上一页 下一

15、页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识当确定接入消弧线圈的变压器时，应考虑系统是否解列运行、串联消当确定接入消弧线圈的变压器时，应考虑系统是否解列运行、串联消弧线圈变压器的阻抗值和消弧线圈接入后是否会造成变压器过负荷等弧线圈变压器的阻抗值和消弧线圈接入后是否会造成变压器过负荷等多种因素。一般情况下，只选择系统中某几个发电厂或变电所的变压多种因素。一般情况下，只选择系统中某几个发电厂或变电所的变压器接入消弧线圈，以便于适应系统较灵活运行方式的需要；当消弧线器接入消弧线圈，以便于适应系统较灵活运行方式的需要；当消弧线圈的台数过多时，设备投资运行费用会增加，因此在

16、满足系统各种运圈的台数过多时，设备投资运行费用会增加，因此在满足系统各种运行方式对补偿电流要求的条件下，应尽量选择消弧线圈台数最少的方行方式对补偿电流要求的条件下，应尽量选择消弧线圈台数最少的方案。案。为了运行中调整的方便，在消弧线圈铭牌上按照补偿电流的大小，分为了运行中调整的方便，在消弧线圈铭牌上按照补偿电流的大小，分别标明每个分接头的补偿电流值。别标明每个分接头的补偿电流值。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识为保证中性点经消弧线圈接地补偿方式不因系统接线的变化而受影响为保证中性点经消弧线圈接地补偿方式不因系统接线的变化而受影响，当系统接线

17、方式变化前应首先调节消弧线圈的分接头，以防止因系，当系统接线方式变化前应首先调节消弧线圈的分接头，以防止因系统接线的改变后发生单相接地引起串联谐振。进行消弧线圈的分接头统接线的改变后发生单相接地引起串联谐振。进行消弧线圈的分接头调整时，应遵循以下原则：调整时，应遵循以下原则：（）选用过补偿方式运行时，在电容电流增加前（投入线路前）（）选用过补偿方式运行时，在电容电流增加前（投入线路前）应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。（）选用欠补偿方式运行时，在电容电流减小前（断开线路前）（）选用欠补偿方式运行时，在电容电流减小前（断开线路前）应先

18、将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。应先将消弧线圈的分接头调整，防止发生全补偿运行。（）进行消弧线圈的分接头调节操作时应确认系统无接地现象方可（）进行消弧线圈的分接头调节操作时应确认系统无接地现象方可进行；一般不应在阴雨天进行，以保证人身安全。进行；一般不应在阴雨天进行，以保证人身安全。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识三、中性点直接接地系统三、中性点直接接地系统为了防止发生单相接地时，电源中性点电位变化和相对地电压升高的为了防止发生单相接地时，电源中性点电位变化和相对地电压升高的另一种办法是将中性点直接和大地连接起来，采用这种接地方

19、式的系另一种办法是将中性点直接和大地连接起来，采用这种接地方式的系统称为中性点直接接地系统。中性点直接接地系统的原理图统称为中性点直接接地系统。中性点直接接地系统的原理图如图如图所示所示。中性点直接接地系统绝缘正常时，电源中性点电位与大地相同，各相中性点直接接地系统绝缘正常时，电源中性点电位与大地相同，各相对地电压等于电源相电压。如果系统中发生一相与大地相连接（即单对地电压等于电源相电压。如果系统中发生一相与大地相连接（即单相短路），将会产生很大的短路电流。这时断路器在继电保护装置的相短路），将会产生很大的短路电流。这时断路器在继电保护装置的作用下自动断开，将电源与故障点隔开。作用下自动断开，

20、将电源与故障点隔开。电网中电气设备的相对地绝缘水平可按相电压考虑，从而使绝缘费用电网中电气设备的相对地绝缘水平可按相电压考虑，从而使绝缘费用大大降低。大大降低。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识当电网的额定电压越高时，采用中性点直接接地方式所节省绝缘费用当电网的额定电压越高时，采用中性点直接接地方式所节省绝缘费用的效果越明显。的效果越明显。在中性点直接接地系统中，发生单相接地短路后，保护线路断路器必在中性点直接接地系统中，发生单相接地短路后，保护线路断路器必须迅速断开，显然降低了供电可靠性。为了克服这个缺点，提高供电须迅速断开，显然降低了供电

21、可靠性。为了克服这个缺点，提高供电可靠性，目前广泛地装设自动重合闸装置。线路装设自动重合闸装置可靠性，目前广泛地装设自动重合闸装置。线路装设自动重合闸装置后，如果系统中发生暂时性短路故障，断路器在继电保护的作用下迅后，如果系统中发生暂时性短路故障，断路器在继电保护的作用下迅速跳闸，经过很短的时间间隔断路器在自动重合闸装置作用下再次合速跳闸，经过很短的时间间隔断路器在自动重合闸装置作用下再次合入，这时故障已消失，就会恢复供电；如果系统中发生的故障为永久入，这时故障已消失，就会恢复供电；如果系统中发生的故障为永久性的，继电保护装置动作跳闸后，仍然会经过短时停电后进行断路器性的，继电保护装置动作跳闸

22、后，仍然会经过短时停电后进行断路器的重合，但是重合后由于故障未消失，自动重合闸装置可以加速将断的重合，但是重合后由于故障未消失，自动重合闸装置可以加速将断路器跳开，实现快速切除故障。路器跳开，实现快速切除故障。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识在电力系统中，为了减少单相短路电流值，一般不将系统中全部变压在电力系统中，为了减少单相短路电流值，一般不将系统中全部变压器的中性点都接地，而是仅仅将其中的一部分变压器中性点接地；变器的中性点都接地，而是仅仅将其中的一部分变压器中性点接地；变压器中性点接地的数目应满足继电保护可靠动作要求考虑，通常每一压器

23、中性点接地的数目应满足继电保护可靠动作要求考虑，通常每一个发电厂或变电所的同一中性点直接接地系统中的变压器至少有一个个发电厂或变电所的同一中性点直接接地系统中的变压器至少有一个应采用中性点直接接地方式运行。近代电力系统容量的不断扩大，电应采用中性点直接接地方式运行。近代电力系统容量的不断扩大，电器设备不断增多，往往会有单相短路电流大于三相短路电流的情况出器设备不断增多，往往会有单相短路电流大于三相短路电流的情况出现。为了进一步限制单相接地短路电流的数值，可在该系统变压器的现。为了进一步限制单相接地短路电流的数值，可在该系统变压器的中性点上采用经小电抗器接地的方式，这种小电抗器的阻抗值较小，中性

24、点上采用经小电抗器接地的方式，这种小电抗器的阻抗值较小，只起到限制单相接地短路电流的作用，该系统仍然保持着中性点直接只起到限制单相接地短路电流的作用，该系统仍然保持着中性点直接接地系统的特点。接地系统的特点。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识目前我国中性点直接接地系统主要适用于额定电压为及以目前我国中性点直接接地系统主要适用于额定电压为及以上的电力系统中。上的电力系统中。根据电力系统各种接地方式的特点，可将电力系统分为大电流接地系根据电力系统各种接地方式的特点，可将电力系统分为大电流接地系统和小电流接地系统。中性点直接接地系统被称为大电流接地

25、系统，统和小电流接地系统。中性点直接接地系统被称为大电流接地系统，也称为大接地短路电流系统；中性点不接地系统和中性点经消弧线圈也称为大接地短路电流系统；中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统被称为小电流接地系统，或称为小接地短路电流系统。接地系统被称为小电流接地系统，或称为小接地短路电流系统。四、任务实施四、任务实施（）绘制城郊区域供电电力系统中性点不接地系统时，发生单相故（）绘制城郊区域供电电力系统中性点不接地系统时，发生单相故障时，各相电压、电流的相量图。障时，各相电压、电流的相量图。上一页 下一页返回任务一电力系统中性点运行方式的认识任务一电力系统中性点运行方式的认识（）绘制城郊区域

26、供电电力系统中性点接地系统时，发生单相故障（）绘制城郊区域供电电力系统中性点接地系统时，发生单相故障时，各相电压、电流的相量图。时，各相电压、电流的相量图。（）比较上述两种情况的危害性。（）比较上述两种情况的危害性。其任务评分其任务评分表表如表所示如表所示。上一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算 过程分析过程分析在变电所和供电系统的设计和运行中，基于以下用途必须进行短路电在变电所和供电系统的设计和运行中，基于以下用途必须进行短路电流的计算：流的计算：（）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和（）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。动稳定

27、性。（）选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。（）选择和整定继电保护装置，使之能正确地切除短路故障。（）确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。（）确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。（）保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量（）保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产生的危害。减少因短路故障产生的危害。下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算当电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严当电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列

28、，这重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，此时必须切除部分用户。短路时电压下降时某些发电机可能过负荷，此时必须切除部分用户。短路时电压下降得越大，持续时间越长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性越大。得越大，持续时间越长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性越大。相关知识相关知识一、短路一、短路短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指电力系统中，一切不正短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指电力系统中，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）之间发生通路的常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路的情况。情况。上一页 下一

29、页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算二、电力系统或电气设备的短路故障原因二、电力系统或电气设备的短路故障原因（）自然方面的原因。（）自然方面的原因。（）人为原因。（）人为原因。（）设备本身原因。（）设备本身原因。三、短路种类三、短路种类.单相接地短路单相接地短路电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地，约占全部短路的电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地，约占全部短路的以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中电阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相中性点经小电阻或中电阻接地系统，继电保

30、护应瞬时或延时切断单相接地短路。接地短路。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护也应对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护也应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，当单相接地电流不应超过允许值时，允许短时间单相接地运行，统，当单相接地电流不应超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。但要求尽快消除单相接地短路点。.两相接地短路两相接地短路两相接地短路一般不超过全部短路的。大电流接地系统中，

31、两两相接地短路一般不超过全部短路的。大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中，常见的是先发生一点接地，而后其路。中性点非直接接地的系统中，常见的是先发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。接地短路。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计

32、算短路电流的计算.两相及三相短路两相及三相短路两相及三相短路不超过全部短路的。这种短路更为严重，继电两相及三相短路不超过全部短路的。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。保护应迅速切断两相及三相短路。.断相或断相接地断相或断相接地线路断相一般伴随断相接地，而发电厂的断相，大都是断路器合闸或线路断相一般伴随断相接地，而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行。两相运行一般不允许长期存在，应由相熔断器熔断一相的两相运行。两相运行一般不允许长期存在，

33、应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。继电保护自动或运行人员手动断开健全相。.绕组匝间短路绕组匝间短路这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算.转换性故障和重叠性故障转换性故障和重叠性故障发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障（转换性故障）

34、，或发生两种及两种以上的故障障转换为另一种故障（转换性故障），或发生两种及两种以上的故障（重叠性故障），这种故障不超过全部故障的。主要短路形式的（重叠性故障），这种故障不超过全部故障的。主要短路形式的示意图及表示符号示意图及表示符号如表所示如表所示。四、短路的危害四、短路的危害系统发生短路时，由于网络总阻抗大为减少，将在系统中产生几倍甚系统发生短路时，由于网络总阻抗大为减少，将在系统中产生几倍甚至几十倍于正常工作电流的短路电流。强大的短路电流将造成严重的至几十倍于正常工作电流的短路电流。强大的短路电流将造成严重的后果，主要有下列几方面：后果，主要有下列几方面：上一页 下一页返回任务二任务二 短

35、路电流的计算短路电流的计算（）强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加，短路持续时间（）强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加，短路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏，甚至烧毁。较长时，足以使设备因过热而损坏，甚至烧毁。（）巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可（）巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏。能使导体变形、扭曲或损坏。（）短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步（）短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废，甚至损坏设备。电动机将因转矩下降而减速或停转

36、，造成产品报废，甚至损坏设备。（）短路将引起系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的（）短路将引起系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，最终造成系统瓦解，形成地区发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电，这是短路所导致的最严重后果。性或区域性大面积停电，这是短路所导致的最严重后果。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算（）巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对（）巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网

37、络称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统可能产生干扰。、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统可能产生干扰。五、短路计算的目的五、短路计算的目的在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题不可或缺的基本计算。这些问题主要是：问题不可或缺的基本计算。这些问题主要是：（）选择有足够机械强度和热稳定度的电气设备，如断路器、互感（）选择有足够机械强度和热稳定度的电气设备，如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算器、瓷瓶、母线、电

38、缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流，用来校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流冲击电流，用来校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量，用来校验设备的热稳定度；计算指定时刻短路电流的有效周期分量，用来校验设备的热稳定度；计算指定时刻短路电流的有效值，用来校验断路器的断流能力。值，用来校验断路器的断流能力。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算（）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，（）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但必须对电力网中发生的各

39、种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况，要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况，有时还需知道系统中某些节点的电压。有时还需知道系统中某些节点的电压。（）在设计和选择发电厂和电力系统的主接线时，为了比较各种不（）在设计和选择发电厂和电力系统的主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。行必要的短路电流计算。所谓计算条件，一般包括：短路时系统的运行方式；短路的类型和地所谓计算条件，一般包括：短路时系统

40、的运行方式；短路的类型和地点；短路发生后所采取的措施等。点；短路发生后所采取的措施等。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算从短路计算的角度看，系统的运行方式指的是系统中投入运行的发电、从短路计算的角度看，系统的运行方式指的是系统中投入运行的发电、变电、输电、用电的设备的多少以及它们之间相互连接的情况。计算变电、输电、用电的设备的多少以及它们之间相互连接的情况。计算不对称短路时，还应包括中性点的运行状态。对于不同的计算目的所不对称短路时，还应包括中性点的运行状态。对于不同的计算目的所采用的计算条件是不同的。采用的计算条件是不同的。六、短路电流的效应和稳定度校验六、短路电流

41、的效应和稳定度校验.短路电流的热效应和热稳定度短路电流的热效应和热稳定度（）短路电流热效应（）短路电流热效应的实用计算法。的实用计算法。电力系统中，短路全电流瞬时值电力系统中，短路全电流瞬时值 的表达式：的表达式：上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算（）周期分量的热效应。（）周期分量的热效应。任意曲线（）的定积分，可采用辛卜生法近似计算。任意曲线（）的定积分，可采用辛卜生法近似计算。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算 ,当时，当时，进一步简化，进一步简化，（）短路电流非周期分量热效应（）短路电流非周期分量热效应的计算的计算（）短路热稳定度的校验

42、。（）短路热稳定度的校验。一般电器的热稳定度校验条件。一般电器的热稳定度校验条件。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算 母线及绝缘导线和电缆等导体的热稳定度校验条件。母线及绝缘导线和电缆等导体的热稳定度校验条件。确定导体的确定导体的比较麻烦，可根据满足热稳定要求求出最小截面。比较麻烦，可根据满足热稳定要求求出最小截面。.短路电流的电动力和动稳定度短路电流的电动力和动稳定度（）短路时最大电动力。（）短路时最大电动力。在短路电流中，三相短路冲击电流在短路电流中，三相短路冲击电流 为最大。为最大。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算可以证明三相短路时可

43、以证明三相短路时，可以证明三相短路时可以证明三相短路时，在导体中间相产生在导体中间相产生的电动力最大，的电动力最大，（）短路动稳定度校验的条件。（）短路动稳定度校验的条件。一般电器的稳定度校验条件。一般电器的稳定度校验条件。硬母线的动稳定度校验条件。硬母线的动稳定度校验条件。七、对称短路电流的计算七、对称短路电流的计算.标幺值的概念标幺值的概念上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算在一般的电路计算中，电压、电流、功率和阻抗的单位分别用、在一般的电路计算中，电压、电流、功率和阻抗的单位分别用、表示，这种用实际有名单位表示物理量的方法被称为有名单表示，这种用实际有名单位表示物

44、理量的方法被称为有名单位制。在电力系统计算，还广泛地采用标幺制。标幺制是相对单位制位制。在电力系统计算，还广泛地采用标幺制。标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中每个物理量都用标幺值表示。标幺值定义由下式的一种，在标幺制中每个物理量都用标幺值表示。标幺值定义由下式给出：给出：标幺值是没有量纲的数值，对于同一个实际有名值，基准值选的不同标幺值是没有量纲的数值，对于同一个实际有名值，基准值选的不同，其标幺值也就不同。因此，当我们说一个量的标幺值时，必须同时，其标幺值也就不同。因此，当我们说一个量的标幺值时，必须同时说明它的基准值，否则，标幺值的意义是不明确的。说明它的基准值，否则，标幺值的意义是不明

45、确的。电力系统中每一个元件都有额定参数，以各元件的额定参数作为规定电力系统中每一个元件都有额定参数，以各元件的额定参数作为规定值的标幺值称为标幺额定值。值的标幺值称为标幺额定值。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算发电机、变压器、电抗器等由产品给出标幺额定值。发电机、变压器、电抗器等由产品给出标幺额定值。电力系统中各元件的额定值不同，所以标幺额定值也不统一，不便于电力系统中各元件的额定值不同，所以标幺额定值也不统一，不便于直接进行电路计算。任意选择统一的基准参数作为规定值，所得的标直接进行电路计算。任意选择统一的基准参数作为规定值，所得的标幺值叫作标幺基准值。幺值叫作标

46、幺基准值。通常以通常以和和为独立基准功率和基准电压，故：为独立基准功率和基准电压，故：上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算在工程计算中，对短路电流的计算一般精确度要求不高，常采用近似在工程计算中，对短路电流的计算一般精确度要求不高，常采用近似计算法。计算法。为了简化计算，取同一电压级的各元件最高额定电压与最低额定电压为了简化计算，取同一电压级的各元件最高额定电压与最低额定电压的平均值，并称为的平均值，并称为“电网的平均额定电压电网的平均额定电压”。将由变压器联系的两侧。将由变压器联系的两侧电网的额定电压用电网的平均额定电压代替，变压器的实际电压比用电网的额定电压用电网的

47、平均额定电压代替，变压器的实际电压比用变压器两侧电网的平均额定电压之比（称为近似变化）来代替，这就变压器两侧电网的平均额定电压之比（称为近似变化）来代替，这就是近似计算法。是近似计算法。根据我国现有的电压等级，对不同电压等级相应的平均额定电压做如根据我国现有的电压等级，对不同电压等级相应的平均额定电压做如下规定：下规定：上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算电网额定电压：、电网额定电压：、。、。电网的平均额定电压：电网的平均额定电压：.、.、.、。、。.阻抗归算阻抗归算为了方便和简化计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件为了方便和简化计算，通常将发电机、变压器、电

48、抗器、线路等元件的阻抗归算至统一基准容量的阻抗归算至统一基准容量（一般取或（一般取或1000基准容量）基准容量）和基准电压和基准电压（一般取电网的平均额定电压（一般取电网的平均额定电压）时）时的基准标幺阻抗。的基准标幺阻抗。（）发电机等旋转电机阻抗的归算。（）发电机等旋转电机阻抗的归算。上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗相对值，其阻抗标幺发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗相对值，其阻抗标幺值可按下式计算：值可按下式计算：（）变压器阻抗的归算。（）变压器阻抗的归算。其计算式为：其计算式为：（）电抗器阻抗的归算。（）电抗器

49、阻抗的归算。其计算式为：其计算式为：上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算（）线路阻抗的归算。（）线路阻抗的归算。其计算式为：其计算式为：（）三绕组变压器等效电抗的归算。（）三绕组变压器等效电抗的归算。三绕组变压器电路三绕组变压器电路如图如图所示所示。图中图中上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算.运算曲线法计算有限容量电源提供的三相短路电流运算曲线法计算有限容量电源提供的三相短路电流（）计算曲线的概念。（）计算曲线的概念。计算曲线是表示发电机三相短路电流周期分量有效值的标幺额定值计算曲线是表示发电机三相短路电流周期分量有效值的标幺额定值 与短路回路

50、计算电抗与短路回路计算电抗及短路时间之间的函数关系，即及短路时间之间的函数关系，即*由于各种类型发电机参数不同，计算曲线按不同发电机标由于各种类型发电机参数不同，计算曲线按不同发电机标准参数分别做出，区分有无自动电压调整器，准参数分别做出，区分有无自动电压调整器，如图所示如图所示。（）应用计算曲线法的具体计算步骤。（）应用计算曲线法的具体计算步骤。绘制等值网络。绘制等值网络。.选取基准功率选取基准功率和基准电压和基准电压；上一页 下一页返回任务二任务二 短路电流的计算短路电流的计算.发电机电抗用发电机电抗用，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和，略去网络各元件的电阻、输电线路的电容和变压器的