电力系统分析基础例7

1、发电机：G额定容量为100MVA, G额定容量为200MVA。额定电压均为10.5KV，次12暂态电抗为 0.2。变压器：T额定容量为100MVA, T额定容量为200MVA,变比为10.5/115KV,短路电12压百分数均为 10。线路：三条线路完全相同，长60km，电抗为0.44/km。负荷： S 1 为 50j25(MVA)， S 3为 25j0(MVA)。为了选择母线三上的断路器及线路13和23的继电保护，要求计算母线3短路后 瞬时短路点的交流电流；该时刻母线1和2的电压；该时刻13和23线路上的电流。解：(1) 系统的等值电路：系统等值电路如图7 8 (b)所示，采用标幺值的近似计算法，功率基准值SB为 B50MVA (改为100MVA重新按此步骤计算一遍，图改正过来，要电子版)电压基准值UB为平均额定电压。图中所有阻抗、导纳均为计算所得的标幺值。所有参数计算如下:图 7 8 例 7 3 系统图及等值电路（a）系统图；（b）等值电路；（c）简化等值电路;x = 0.2 x= 0.1G1100x二 0.2二 0.05G 2200x 二 O.lx竺二 0.05 T-1100x 二

2、 0.1X 竺二 0.025 T-2200x 二 0.44 x 60 x 50 二 0.1 L1152y11152乙=x 314 x 0.8 x 10-8 x 60x = 0.022250(2)短路前运行状况分析计算： 如果要计及正常分量，则必须进行一次潮流计算，以确定短路点的电压以及各待求分量 正常运行时的值。这里采用实用计算，忽略电阻和并联支路，则等值电路可简化为图 78(c),即所有电动势、电压的标幺值均为1,电流均为零。因此，短路点电压和各待求量的 正常值为：U 二 1；U 二 U 二 13|0| 1|0| 2|0|1二 I 二 01310123101j0.1083j0.0333jO,0313图 7一9 例7 一 3简化网络的步骤(a)(f)网络简化过程( 3)计算故障分量：故障分量就是在短路母线3对地之间加一个负电压(一1),如图7 9 (a)所示。用此电路即可求得母线3的短路电流I(略去右上角的两撇)、线路1-3和2-3的故障电流%和A/以及母线1和2电压的故障分量AU/和AU/。23 1 2图79 (b)(f)为简化网络的步骤。由图79 (f)可得:jxj0.05 _ j

3、9.85为了求得网络中各点电压和电流的分布，总是由短路点向网络中其他部分倒退回去计 算，例如从图7 9 (f)(d)可求得：AIG1j 0.1083j0.1083 + j0.1833AI = I -A I =- j 6.19G 2 fG1A U = 0 (j0.15)(j3.66) = 0.549 1AU. =0(j0.075)(j6.19)=0.464 2已知各母线电压即可求得任意线路的电流：AI13AU A U0.451+3 = 4.51j 0.1j 0.1AI23AU AU0.53623 = j5.36j 0.1j0.1这里顺便求出A112 :AI12AU A U1 : j 0.10 腭=j 0-85AI较AI和AI小的多,121323它实际上是故障分量中母线1和2之间的平衡电流。如果要计算短路后的I“，不能假定正常时的I为零，因此此时I和AI可能是同一数量级1212|0 |12|0 |的。(4)计算各待求量的有名值：I = 9.85 x 50= 2.47 kAfv3 x 115qAI = 4.51 x 一 = 1.13kA13，-；3 x 115qAI = 5.36 X 50=

4、 1.35kA2323再 X 115U 二U +AU 二(1-0.549)X115二51.9(KV)11|0|1U 二 U +AU 二(1-0.464) X115 二 61.6(KV)22|0|2例8-2】在例7-3 的系统中，又已知二台发电机中性点均不接地；二台变压器均为(Y0/A )；三条输电线的零序电抗均为0.20 (以50MVA为基准值)。要求计算节点 3 分别发生单相短路接地、两相短路和两相短路接地时故障处的短路 电流和电压(初始瞬间基波分量)。解( 1) 形成系统的三个序网图。正序网络见图7-8 (c)；负序网络与正序网络相同，但无电源，其中假设发电机负 序电抗近似等于x，如图8-39 (a)所示；零序网络见图8-36 (b)。(2) 计算三个序网络对故障点的等值阻抗。 在例7-3中已求得正序电抗为：厂 j0-1015零序网络的化简过程示于图8-36 (c)，得:浊)=j 0-1179jO.0666图 8-36 例 8-1 网络图(a)负序网络；(b)零序网络；(c)零序网络化简1)12)a 相短路接地：3) 计算故障处各序电流(假设故障点在正常电压时为 1)。=I = I

5、 =3(1)3(2)3(0) j 0.1015 + j 0.1015 + j 0.1179b、c 两相短路：=-1=2= - j4 933(1)3(2) j 0.1015 + j 0.10153)b、c 两相短路接地：一 j 6.4113(厂 j0.1015 + jo。15 % jO179j 0.1015 + j 0.1179=j 6.41j 0.1179= j 3.44j0.10153(2)丿j 0.1015 + j 0.11793(0) _ j6.41 j0.1015 + j0.1179 _ j2.974) 计算故障处相电流有名值。1) a相短路接地时a相短路电流：I = 3t I = 3 (- j 3.12 )50=-j9.36 x 0.25 = -j 2.34 (KA )3a3(1) B3 X1152) b、c 两相短路时 b、c 相短路电流：I 二-j 运i I =-八厅(-j4.93 )x 0.25 = -2.13 (KA ) 3b3(1) Bi =-i = 2.13 (ka)3c3b3) b、c两相短路接地时b、c相短路电流:=k3b121+kI+ I-I13(1)13(

6、2)13(0) B=(-0.5 - j0.866 )(- j 6.41)+(-0.5 + j0.866 )(j 3.44 )+ j 2.97 x 0.25=(-8.53 + j4.45)x 0.25 = -2.13 + j1.11(KA)I=3c虹13(1 严 213(2) + 13(0)七=(8.53 + j4.45)x 0.25 = 2.13 + j1.11(KA)I = I = 2.40( KA)3b3c(5)计算故障处相电压(先用式(8-38)求各序电压，然后求相电压)1) a相短路接地U = 1 - j 0.1015(- j3.12)= 1 - 0.316 = 0.6843(1)U=-j 0.1015(- j3.12) =-0.3163(2)U= - j 0.1179(- j3.12)=-0.3683(0)U =a 2U+(xU7+ U3b3(1)3(2)3(0)=(0.5 - J0.866)x 0.684+(-0.5 + J0.866)(0.316) 0.368= 0.551 j 0.866U =0.551 + J 0.8663c有名值：U = U = 1.03 x 115 = 118.45(KV) 3b3c2)b、c 两相短路：U = U = J 4.93x J 0.1015 = 0.53(1)3(2)U = U + U = 13a3(1)3(2)U = (a 2)U/= 0.53b3(1)U =0.53c有名值：U =1x115=115(kV);U =U =0.5x115=57.5(kV);3a3b3c3) b、c 两相短路接地：U = U = U= J3.44 x J 0.1015 = 0.353(1)3(2)3(0)U = 3U = 3 x 0.35 = 1.053a3(1)有名值：U =1.05x115=120.75(kV)3a

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