三相短路电流计算-课程设计.docx

课程设计 《三相短路电流计算的研究》学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2013.1.18目录摘要 …………………………………………………………………………………1第一章 引言 ………………………………………………………………………2第二章 三相短路电流计算原理 …………………………………………………22.1基本假设………………………………………………………………………22.2标幺值…………………………………………………………………………22.3元件的电抗标么值的计算……………………………………………………32.4短路电流计算的步骤…………………………………………………………42.5短路电流计算的方法…………………………………………………………4第三章 三相短路电流计算过程……………………………………………………63.1参数整理………………………………………………………………………63.2最大运行方式下（即G1、G2、G3同时运行），当开关K打开时 ………93.3最大运行方式下（即G1、G2、G3同时运行），当开关K闭合时………133.4最小运行方式下（即G2运行，G1、G3停机），当开关K打开时………173.5最小运行方式下（即G2运行，G1、G3停机），当开关K闭合时………203.6四种情况下短路电流汇总 …………………………………………………23第四章 设计总结 …………………………………………………………………24摘要：电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。关键词：电力系统，三相短路，等值电路，电抗，标幺值第一章 引言：在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生严重影响的故障。所谓短路是指相与相或相与地之间直接金属性连接。短路种类主要有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等四种。三相短路属对称短路，其它属不对称短路。发生短路的原因有多种，如设备或装置存在隐患、设备或装置存在隐患、自然灾害。短路发生后，短路电流在设备中产生巨大的的电动力，可能引起设备变形、扭曲、断裂。短路电流通常比正常工作电流大几十倍。导体的发热量与电流的平方成正比，使设备温度急剧上升，可能导致设备短时过热。不仅烧坏设备，还可能伤及工作人员。短路电流通过线路时在周围产生交变的电磁场。特别是不对称短路，对附近通信线路和无线电波产生电磁干扰。短路电流使电网电压降低。电网电压的下降可能导致用电设备正常工作的破坏，还可能造成系统中并列运行的发电机失步或者导致电网枢纽电压的崩溃，所有这些都可能引起电力系统瓦解而造成大面积停电事故。在某些不对称短路情况下，非故障相电压将超过额定值，引起“工频电压升高”的内部过电压现象。所以，有必要对系统进行短路计算分析。根据计算结果，合理选择和校验电气设备，进行继电保护装置的选型与整定计算，分析电力系统的故障及稳定性能，选择限制短路电流的措施和确定电力线路对通信线路的影响等。第二章 三相短路电流计算原理2.1基本假设为简化计算，又不失计算结果精度，对短路电流计算作基本假设：（1）电力系统在正常工作时三相是对称的；所有发电机的转速和电势相位在短路过程中保持不变，即发电机无摇摆现象。（2）电力系统各元件的电容和电阻略去不计；各元件的电抗在短路过程中保持不变；即不受铁芯饱和的影响；变压器还略去励磁电流和励磁回路。各电力元件的寄生电容仅在超高压时才考虑；在1kV及以下的低压网络中，或短路回路的总电阻常大于总电抗的1/3(甚至大于电抗)时，应计入电阻。在高压电网中计算短路电流非周期分量的时间常数时，应考虑短路回路中电阻的影响。2.2标幺值标么值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比，即标幺值=可见标么值是一个无单位的比值，而且，对同一个实际值，当所算的基值不同时其标幺值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”。在计算时要把电气元件的（额定）基值的标幺值转换为统一选定的基准值下的标幺值。以电抗的标幺值为例，转换公式为: X*= X*N基准电压等于额定电压时，上面公式变成: X*= X*N四个电气量对于选取的四个基准量的标幺值为:U*= S*= I*=I X*=X在实用计算中，通常选取某一段电路的平均标称电压作为基准电压，也就是说各段电路的基准电压均等于该段电路的平均电压。我国电力系统中常用到的各电压级的平均标称电压为：3.15，6.3，10.5，37，115，230，345，525（kV）等。标么值的特点：①在三相电路中,标么值相量等于线量。②三相功率和单相功率的标么值相同。③三相电路的