第06章船舶電力系統(tǒng)的短路計算(精品)

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第二章 船舶電力系統(tǒng)短路計算,1,短路種類：,三相短路,d,（3）,兩相短路,d,（2）,單相短路,d,（1）,兩相接地短路,d,（1，1）,陸地上110,kV,及以上系統(tǒng)都采用架空線路且都是中性點直接接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地短路的故障率最高65%）。船舶電力系統(tǒng)都采用電纜線路，并大多采用中性點絕緣系統(tǒng)，發(fā)生三相對稱短路的故障率最高（80%）。,D,（3）,D,（2）,D,（1，1）,D,（1）,短路的原因：1）絕緣損壞；2）誤操作；,3）氣候等影響,3 短路產(chǎn)生的后果:,短路電流的熱效應,:,通電導體產(chǎn)生的熱量，由于短路電流很大，即使短路電流持續(xù)時間很短，也將使設備、導線急劇發(fā)熱，甚至損壞設備，或引起火災。,2)短路電流的電動力效應:,平行導體通過大電流時，導體間產(chǎn)生的電動力沖擊很大，可使導體變形，甚至損壞，使事故擴大。,3)短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降:,母線電壓大幅度下降。這樣使用電設備不能正常工作。如異步電動機的力矩與電壓的平方成正比，電壓下降使電動機電磁力矩顯著減小，轉速隨之下降，甚至停轉，造成嚴重后果。,4)由于短路，引起并聯(lián)的發(fā)電機失去同步，破壞了同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，甚至引起整個系統(tǒng)瓦解。,4 船舶電力系統(tǒng)短路計算目的,1),校核所選用的配電電器：,自動空氣斷路器：短路接通能力,短路,T/2,時，短路電流可能達到的峰值（即最大非對稱短路電流）,短路分斷能力,短路,T/2,時，對稱短路電流（有效值）。,2）校驗和確定自動空氣斷路器瞬時脫扣器動作電流整定值，為電力系統(tǒng)選擇性保護的設計和整定提供依據(jù)。,3）為校核匯流排、支持絕緣子、互感器等電器元件的熱穩(wěn)定和電動力穩(wěn)定提供依據(jù)。,5 三相交流電網(wǎng)短路的過渡過程,1）短路的過渡過程,假設：電力系統(tǒng)的容量,Sx,=,，,電力系統(tǒng)的內(nèi)部阻抗,Zx,=0，（,無限大容量的電力系統(tǒng)）則,U ,f,恒定,U a,Ub,Uc,L,L,L,R,R,R,L,L,L,R,R,R,i,a,i,b,i,c,f,u,a,=U m Sin(,t+,),u,b,=Um Sin(,t+,-120),u,c,=Um Sin(,t+,+120),短路前，電路處于穩(wěn)態(tài)：,u,=U m Sin(,t+,),i =,Im,Sin (,t+,-,),式中,Im,=Um/(R+R,),+,(L+L,),=t g,(L+L,)/(R+R,),設 ：,t=0,時發(fā)生短路，,A,相的電壓方程為：,R i +L d i /d t =Um Sin(,t+,)(2),方程（2）的特解 短路電流的周期分量,i,Z,:,i,Z,=I,Z,m,Sin(,t+,-,)(3),式中,I,Z,m,=Um/R,+(,L),短路電流周期分量 的幅值,=,t g,L/R ,電路阻抗角,電源電壓的初始相角，即,t=0,時，,A,相電壓的相位角，又稱合閘角。,(1),方程（2）對應的齊次方程的通解 非周期分量電流,i,f -Z,:,由,R i +L,di,/,dt,=0,得到,i,f -Z,=C e,p t,=Ce,t/T a,(4),式中,p=-,R/L,，,是特征方程,R+P L=0,的根,T a=-1/p=L/R,時間常數(shù),C,積分常數(shù)，即非周期電流的起始值,i,f -Z（0）,短路的全電流,i,d,=,i,z,+i,f,-z,=,I,zm,Sin,(,t+,-,)+,Ce,t/T a,(5),i,(0-),=,i (0+),Im,Sin(,-,)=,I,zm,Sin(,-,)+C,C=i,f -Z（0）,=,Im,Sin(,-,),I,zm,Sin(,-,),將上式代入（5）式：,i,d,=,I,zm,Sin,(,t+,-,),+,Im,Sin(,-,)-,I,zm,Sin(,-,),e,t/T a,(6),短路穩(wěn)態(tài)電流,I,就是短路電流的周期分量,I,=I,Z,相量圖,（,旋轉相量,m,、,m,、,Z,m,在虛軸上的投影，分,別為 電源電壓、短路前電,流、短路后周期電流的瞬,時電流。）,t=0,時刻,2）短路沖擊電流,短路沖擊電流 短路電流,的最大瞬時值,i,c j,m,m,Z,m,m-,Z,m,+1,j,i,(0),i,f-Z(0),i,Z(0),產(chǎn)生短路沖擊電流的條件,：（外部條件）,（1）短路電路近似為純感性電路，,=90；,（2）短路發(fā)生前，電路為空載，,I,m=0；,（3）,發(fā)生短路的瞬間（,t=0），,電壓瞬時值為零，,或該相的合閘相角,=0。,將,=90，,I,m=0，,=0,代入（6）式：,i,d,=-I,Z,m,Cos,t+I,Z,m,e,t/T a,(7),在,Im,=0,，,=0,=90,t=0,時刻，,短路電流的波形,t,i,d,i,Z,i,f-Z,T/2,i,cj,i,f-Z(0),i,Z,m,i,短路電流的,最大瞬時值,發(fā)生,在,路短后半個周期的時刻,（產(chǎn)生沖擊電流的內(nèi)部條件）,若,f=50,H z,，t =T/2=1/2f=0.01 s,將,t=0.01 s,代入 （7）式,i,c j,=-I,Z,m,Cos,2,f (1/2 f)+I,Z,m,e,-0.01/Ta,=I,Z,m,+I,Z,m,e,-0.01/Ta,=I,Z,m,(1+e,-0.01/Ta,),=,K,cj,I,Z,m,(8),K,cj,沖擊系數(shù),