电力系统暂态分析7.电力系统对称故障分析计算
时间:2008-05-06 21:29来源: 作者: 点击:次
电动机支路中的正常电流:
故障支路中的正常电流:
故障点正常电压:
⒉故障情况下的电流和电压
将图7-14(d)所示网络对k点化简,求得整个网络对k点等值电抗为:
故障点电压的故障分量为:
由此得故障支路中的故障分量电流为:
将此故障分量电流按阻抗反比分配到各并联支路中去,便有:
⒊将正常和故障情况叠加
发电机支路中的电流:
电动机支路中的电流:
故障支路中的电流:
故障点的电压:
由上可见,采用叠加原理法与直接用等值法进行计算所得结果完全相同。由本例计算还可知,大容量同步电动机在故障点附近时,它对故障电流的影响较大。
三、应用运算曲线求任意时刻短路电流周期分量
发电机的运算曲线,见《电力系统分析》附录Ⅱ,其纵坐标 为短路电流周期分量的标么值,横坐标 是以发电机本身的额定参数为基准的标么值电抗。 称为计算电抗。
如图 7-15所示的电路中,计算电抗为:
于是可按 值查运算曲线,得到短路电流周期分量的标么值 ,进而还可换算为有名值电流。
随短路点远近不同, 不同,对应的 不同。对于不同的发电机,由于其参数不同,则运算曲线也不相同。
以上是考虑一台机的情况,对于多台机的复杂网,需要首先求出各电源点至短路点之间联接的电抗—转移电抗。
如已求得转移电抗 、 ,它们是以基本级上的基准值 为基准的标么值,还需把它们归算到各发电机额定值下的标么值,于是与之对应的计算电抗应为:
然后再查运算曲线,求得各电源至短路点某时刻的周期分量电流标么值,在由标么值换算得有名值电流。短路点的总电流,则为这些标么值换算得各周期分量电流的有名值之和。
短路电流周期分量计算步骤总结为:
⒈ 网络化简,得到各电源对短路点的转移电抗;
⒉ 求各电源的计算电抗 ;
⒊ 查运算曲线,得到以发电机额定容量为基准的周期分量电流标么值;
⒋ 求得各周期分量电流有名值之和,即为短路点的总电流;
⒌ 若要求提高计算准确度,可进行有关的修正计算。
本章基本要求
一、无限大功率电源供电系统的三相短路分析
⒈牢固掌握无限大功率电源的定义、特点,短路电流周期分量 和自由分量 表达式,全电流表达式,了解三相短路电流的表达式及波形图。
⒉熟练掌握短路冲击电流和短路电流最大有效值计算。了解除冲击系数 取值范围。
二、同步发电机突然三相短路分析
⒈掌握理想电机的定义和同步发电机的原始方程—回路电压方程和磁链方程,了解各电感系数的变化规律。
在列写发电机回路电压方程和磁链方程之前,首先要注意磁链、电流和电压等变量正方向的选定。在不同的参考书上,由于选定各量的正方向不一致,其电压方程和磁链方程形式也不一样。这一点必须引起注意。
⒉掌握abc与dq0两种坐标系变换的派克变换矩阵P和逆矩阵P 。
采用派克变换相当于将同步发电机定子abc三相绕组替换为直轴和交轴两个等效绕组(dd和qq绕组),它们的轴线分别与转子的d轴和q轴相一致。因此直轴方向和交轴方向的绕组之间没有磁耦关系;直轴方向定子与转子绕组之间、交轴方向定子与转子绕组之间分别保持着变压器绕组之间的磁耦关系。这就使本来有相对运动的定子和转子绕组变成相对静止的绕组,从而使同步发电机突然短路过程的分析大为简化。
⒊掌握同步发电机在稳态、暂态、次暂态时的电动势、电抗、运行方程、等值电路和相量图。注意总结同步发电机数学模型的不同描述方法,重点是三套参数表示,即:
⑴电动势参数: 、 、 、 ;
⑵电抗参数: 、 、 、 、 ,以及 、 、 、 、 、 、
、 、 等;
⑶时间常数: 、 、 、 、 等。
要弄清楚各参数所代表的物理意义、作用及其相互关系。
⒋理解并掌握无阻尼绕组和有阻尼绕组的同步发电机三相短路时短路电流包括哪些电流分量,掌握短路电流各分量的衰减规律及其衰减时间常数的求法、物理意义。
⒌了解强行励磁对短路电流的影响。
三、起始次暂态电流的实用计算
⒈了解短路电流计算的基本假定。
⒉掌握电力系统发生三相短路时,求取短路点周期分量电流起始值的计算方法—等值法、叠加原理法和运算曲线法。
⒊了解计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理。
习题七
7-1 有一个电力系统,各元件参数如图所示。要求:
⑴准确计算各元件电抗的标么值(采用变压器实际变比)基本段取I段,UBⅠ=10.5kV。
⑵近似计算各元件电抗的标么值(采用变压器平均额定变比)。
7-2 有一台三绕组自耦变压器,给定参数为:SN=120MVA,电压230/115/37kV,Uk(1-2)%=9, Uk(2-3)%=18, Uk(3-1)%=32,试以SB=100MVA,UB为各级电压的平均额定电压为基准,求出各侧电抗的标么值,并作出变压器的等值电路图。
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