《电力系统分析》课程教学课件（讲稿）08 电力系统三相短路的暂态过程

第5章电力系统三相短路的暂态过程 ■5.1短路的一般概念 ■5.2恒定电势源电路的三相短路 ■5.3同步电机突然三相短路的物理过程 ■5.4无阻尼同步电机三相短路电流计算 ■5.5有阻尼同步电机的突然三相短路 ■5.6强行励磁对短路暂态过程的影响 2015-1-2 电力系统分析第五章电力系统三相短略的营态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 1 第5章 电力系统三相短路的暂态过程  5.1 短路的一般概念  5.2 恒定电势源电路的三相短路  5.3 同步电机突然三相短路的物理过程  5.4 无阻尼同步电机三相短路电流计算  5.5 有阻尼同步电机的突然三相短路  5.6 强行励磁对短路暂态过程的影响

内容提要 ■提出短路的基本概念、短路造成的危害以及 短路计算的目的； ■假设发电机容量为无限大、电压及频率为恒 定的条件下，基于磁链守恒原则对电力系统 三相短路的暂态过程、短路电流及功率进行 分析； ■发电机突然发生三相短路的暂态过程； 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短略的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 2 内容提要  提出短路的基本概念、短路造成的危害以及 短路计算的目的；  假设发电机容量为无限大、电压及频率为恒 定的条件下，基于磁链守恒原则对电力系统 三相短路的暂态过程、短路电流及功率进行 分析；  发电机突然发生三相短路的暂态过程；

5.1短路的一般概念 一、短路的原因、类型及后果 ■电力系统的短路故障也称为横向故障，一相或两相断 线的情况为断路故障，也称为纵向故障。 ■短路 一一 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。 ■1.短路的原因： (1)元件损坏 (2)气象条件恶化 (3)违规操作 (4)其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短略的营态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 3 5.1 短路的一般概念 一、短路的原因、类型及后果  电力系统的短路故障也称为横向故障，一相或两相断 线的情况为断路故障，也称为纵向故障。  短路——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。  1.短路的原因： (1) 元件损坏 (2) 气象条件恶化 (3) 违规操作 (4) 其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接

2005年华北联网系统进行的人工三相完全金 属性接地短路试验 电杆拉线被盗倒杆线路短路 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短路的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 4 2005年华北联网系统进行的人工三相完全金 属性接地短路试验 电杆拉线被盗 倒杆线路短路

2.短路故障种类 三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路 表51各种短路的示意图和代表符号 三相短路一一对称 短路种类 示意困 短路代表符号 短路；其他类型的 三相短路 K 短路一一不对称短 路 f1.10 ■在各种类型的短路 两相短路接地 777777777777777777777777 中，单相短路占大 多数(65%)，两相 两相短路 f 短路较少，三相短 路的机会最少 单相短路 ) 77777717777771777777777777 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短路的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 5 2.短路故障种类  三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路 三相短路——对称 短路；其他类型的 短路——不对称短 路 在各种类型的短路 中，单相短路占大 多数（65%），两相 短路较少，三相短 路的机会最少

3.短路的危险后果 ① 出现大电流。 电源供电回路阻抗↓→短路 回路电流值↑↑ ■ 短路点的电弧有可能烧毁电 气设备；短路电流通过电气 设备中的导体时，热效应引 起导体或其绝缘的损坏；导 体受到很大的电动力冲击， 图短路引发变压器着火 致使导体变形，甚至损坏。 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短略的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 6 3.短路的危险后果 ① 出现大电流。  电源供电回路阻抗↓→短路 回路电流值↑↑  短路点的电弧有可能烧毁电 气设备；短路电流通过电气 设备中的导体时，热效应引 起导体或其绝缘的损坏；导 体受到很大的电动力冲击， 致使导体变形，甚至损坏。 图 短路引发变压器着火

② 系统电压大幅度下降。 电网电压的降低使由各母线供电的用电设备不能正常工 作。 异步电动机，TemU2→n↓，甚至停转。 发电厂 配电所 ⑨0 降压变电所 f行 靠近短路点处的电压下降最多， 可能使部分用户供电受到破坏。 1:正常运行。 2:f1点短路。 3:f2点短路。 图正常运行和短路故障时各点的电压 2015-1-2 电力系统分析第五章电力系统三相短略的黄态过程 >

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 7 ② 系统电压大幅度下降。  电网电压的降低使由各母线供电的用电设备不能正常工 作。  异步电动机，Tem ∝U2→n↓，甚至停转。 图 正常运行和短路故障时各点的电压 靠近短路点处的电压下降最多， 可能使部分用户供电受到破坏。 1：正常运行。 2：f1点短路。 3：f2点短路

③发电厂失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停 电一一最严重后果。 ■.「或2点短路，发电机输出的有功功率都要下降。 发电机的输入功率是由原动机的进汽量或进水量决定的，不 可能立即相应变化。 ■∴.发电机的输入和输出功率不平衡，发电机的转速将变化， 这就有可能引起并列远行的发电机失去同步，破坏系统的稳 定，引起大片地区停电。 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短略的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 8 ③发电厂失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停 电——最严重后果。 ∵f1或f2点短路，发电机输出的有功功率都要下降。 发电机的输入功率是由原动机的进汽量或进水量决定的，不 可能立即相应变化。 ∴发电机的输入和输出功率不平衡，发电机的转速将变化， 这就有可能引起并列远行的发电机失去同步，破坏系统的稳 定，引起大片地区停电

④ 发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通 在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设 在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等 会产生严重的影响。 2015-1-2 电力系统分析第五幸电力系统三相短略的暂态过程

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 9 ④ 发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通 在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设 在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等 会产生严重的影响

4预防短路措施 ① 采取合理的防雷措施，加强运行维护管理； ② 线路上安装电抗器。 ③采用继电保护装置，切除故障设备，保证无故障部 分安全运行； ④ 架空线路采用自动重合闸装置； 发电厂 配电所 切除 降压查电所 2015-1-2 电力系统分析 第五章电力系统三相短略的暂态过程 10

2015-1-2 电力系统分析 第五章 电力系统三相短路的暂态过程 10 4.预防短路措施 ① 采取合理的防雷措施，加强运行维护管理； ② 线路上安装电抗器。 ③ 采用继电保护装置，切除故障设备，保证无故障部 分安全运行； ④ 架空线路采用自动重合闸装置； 切除