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国家电网考试备考-电力系统分析

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发表时间:2019-06-05 14:51


  一、电力系统构成


      1、定义:电力系统是指由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。


      2、功能:是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能


  二、电力系统短路的基本类型


  电力系统短路的基本类型有:三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路等。各种短路故障示意图和代表符号如表1-1所示,其中三相短路为对称短路,其他为不对称短路。


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  运行经验和统计数据表明,电力系统中各种短路故障发生的几率是不同的,其中发生三相短路的几率最少,发生单相接地短路的几率最大。


  三、短路电流计算涉及的概念


  在实际工程问题中,经常需要计算短路电流,计算中涉及到如下概念:


      (1)无限大容量系统。无限大容量电力系统指,容量相对于被供电系统容量大得多的电力系统,其特征是,当被供电系统中负荷变动甚至发生短路故障,电力系统母线电压及频率基本维持不变。一般,电力系统等值电源阻抗不超过短路电路阻抗的5%~10%,或电力系统容量超过被供电系统容量50倍时,可视为无限大容量电力系统,简称无限大系统或无穷大系统。实际应用中对11OkV配电网,可将供电变压器看作无穷大系统对11OkV配电网供电。


      (2)短路电流周期分量。电力系统发生短路故障时,与正常负荷状态相比,供电回路的阻抗大为减小,因此出现数值很大的短路电流。显然,短路电流的大小由电源电压和短路回路阻抗决定,电源电压是正弦周期分量,与之对应,产生的是短路电流中的周期分量。在计算中,通常求取的就是这个短路电流周期分量,即在非周期分量衰减完毕后的稳态短路电流。


      (3)短路电流非周期分量。电力系统正常运行时,线路和设备上流过负荷电流,当发生短路时,在短路回路中将流过短路电流。由于短路回路存在电感,导致电流不能突变,因此,在电流变化的过渡过程中,将出现一个随时间衰减的非周期分量电流,即短路电流中的非周期分量。


      (4)短路冲击电流。短路全电流中的最大瞬时值称为短路冲击电流,其数值约为短路电流周期分量的1.8倍。


  四、三相对称短路


  在电力系统的各种短路故障中,虽然三相短路发生的几率最小,但其对电力系统的影响和危害最大。无穷大系统发生三相短路示意图如图所示。


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  五、不对称短路


  电力系统不对称短路包括两相短路、两相接地短路和单相接地短路。


      (一)序分量的概念


  当电力系统发生不对称短路时,三相不再对称,三相的电流和电压数值也不再相等。如果将此不对称的电流或电压进行分解,可以分解出正序分量、负序分量,对于接地短路还有零序分量,分别用下标1、2和0表示。以电流为例,各序分量电流相量图如图1-11所示,对于工频50Hz,正序电流三相对称,即大小相等,相位互差120o;负序电流三相对称,即大小相等,相位互差120o;但相序与正序电流相反;零序电流三相大小相等,相位相同。三相短路电流为                                                                                                                                                                                                 


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