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電力系統(tǒng)的短路分析原理篇一

摘要：破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的最為常見(jiàn)的原因是各種類(lèi)型的短路故障,。它危害性極大，由此引發(fā)的其他電氣故障也最多,。本文簡(jiǎn)要探討了各種類(lèi)型的短路故障的原因,、特點(diǎn)、危害,、查找方法、預(yù)防措施等,，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有一定的參考作用,。

關(guān)鍵詞：短路原因特點(diǎn)故障短路預(yù)防

概念

電力系統(tǒng)的短路故障，是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接,。由于此時(shí)故障點(diǎn)的阻抗變得很小,，電流便會(huì)在一瞬間升高，短路點(diǎn)以前的電壓下降,，會(huì)影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,，嚴(yán)重短路甚至?xí)斐上到y(tǒng)癱瘓。

在正常運(yùn)行時(shí),，除中性點(diǎn)外,，相與相或者相與地之間是絕緣的,。三相系統(tǒng)中，短路故障的基本類(lèi)型為三相短路,、兩相短路,、單相短路,、單相短路接地、兩相短路接地等,。其中，三相短路屬對(duì)稱(chēng)短路,，其它形式的短路,，均屬不對(duì)稱(chēng)短路；在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中,，發(fā)生單相短路接地故障最為常見(jiàn),，大約占短路故障的65%，兩相短路約占10%,，兩相短路接地約占20%,，發(fā)生三相短路故障的可能性最小，雖然只占短路故障的5%[1]左右,，卻是危害系統(tǒng)最嚴(yán)重的,，在實(shí)際中一定要引起我們的足夠重視。

1．1 單相接地短路：是指三相交流供電系統(tǒng)中一根相線與大地成等電位狀態(tài),，既該相線的電位與大地的電位相等,，都是“零”。通俗的講就是a相或b相或c相一相接地,。

1．2 兩相短路：任意兩相導(dǎo)線,，直接金屬性連接或經(jīng)過(guò)小阻抗連接在一起。通俗講指兩相直接短接在一起,。

1．3 兩相短路接地：是指三相交流供電系統(tǒng)中兩根相線與大地成等電位狀態(tài)了,。通俗講就是a、b,、c三相中的任意兩相同時(shí)與大地的無(wú)電阻的直接連接,。

1．4 三相短路：就是電力系統(tǒng)內(nèi)a、b,、c三相在某一點(diǎn)的零電阻,、零電抗的直接連接。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,，破壞程度很大,。

三相短路分三種：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪罚粌上嘀g短路,；三相全部短路,。發(fā)生短路的原因

產(chǎn)生短路的原因有很多,，既有客觀的，也有主觀的,，但是主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或者相對(duì)地絕緣被損壞,。

2．1 由于設(shè)計(jì)、制造,、安裝,、維護(hù)不當(dāng)?shù)仍斐傻脑O(shè)備缺陷發(fā)展成為短路。如選擇電纜截面太小或擴(kuò)大生產(chǎn)增加負(fù)荷使電路超載,、過(guò)載,，長(zhǎng)期持續(xù)下去，就可能造成絕緣老化或者絕緣的完全失效,，導(dǎo)致短路,。

2．2 假冒、偽劣電器設(shè)備的絕緣不合格也會(huì)造成短路,。

2．3 氣候惡劣,，低溫導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線造成短路；架空線路弧垂不一致或弧垂太大,，刮大風(fēng)時(shí)會(huì)引起短路,；雷電沖擊使架空線路的絕緣子發(fā)生閃絡(luò)短路；環(huán)境溫度過(guò)高,、機(jī)械損傷等,。

2．4 誤操作引起的短路故障。工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉刀閘,，引起電弧短路,；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶電誤合接地刀閘造成的短路故障。檢修人員在檢修低壓帶電開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí),，距離帶電體較近,，未采取必要的安全措施防止短路造成故障。

2．5 電纜,、變壓器,、發(fā)電機(jī)等設(shè)備中載流部分的絕緣材料在運(yùn)行中損壞[1]。

2．6 動(dòng)物作祟,，如鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分,；老鼠竄入高壓配電室造成短路故障,；老鼠咬破置于管道中的電纜絕緣等,。

短路特點(diǎn)

電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，電流劇增,，短路電流比正常工作時(shí)的電流要大幾十倍,，甚至幾百倍,，在高壓下，電流可達(dá)數(shù)千萬(wàn)安,。因此應(yīng)千方百計(jì)限制短路電流,，并使短路電流持續(xù)時(shí)間盡量縮短。

3．1 短路點(diǎn)距離電源越進(jìn)線路阻抗越小,，短路電流會(huì)越來(lái)越大,。

3．2 短路故障持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，直接導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞的厲害程度,，時(shí)間越長(zhǎng)損壞越嚴(yán)重,。

短路故障的危害[2]

短路故障引起的后果是破壞性的。

具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4．1 當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí),，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備,，同時(shí)很大的短路電流會(huì)通過(guò)設(shè)備使發(fā)熱增加，當(dāng)短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),，可能使設(shè)備過(guò)熱,，使導(dǎo)體發(fā)紅，甚至溶化損壞絕緣,，破壞設(shè)備,。

4．2在供電系統(tǒng)中，強(qiáng)大的短路電流,，特別是沖擊電流,，使兩相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力。一般可以計(jì)算為：

f(3)=■.im2.l/a×10一7(n)(三相短路)

f(2)=2.l/a×10一7(n)(單相短路)

由上式可見(jiàn),，短路電流越大,，電動(dòng)力越大，破壞性越強(qiáng),。這種電動(dòng)力可能使母線變形,，使母線定固件損壞，也可能使開(kāi)關(guān)相鄰刀片變形,，開(kāi)關(guān)損壞,。

4．3 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，有可能使并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步,，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定,，使整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞，引起大片地區(qū)的停電,。這是短路故障最嚴(yán)重的后果,。

4．4 短路產(chǎn)生的電弧、火花可能引發(fā)惡性事故,，如火災(zāi),、電擊,、爆炸等。

4．5 短路故障發(fā)生后,，短路點(diǎn)電壓將降到零,，短路點(diǎn)附近各點(diǎn)的電壓也將明顯降低，對(duì)用戶(hù)工作影響很大,，系統(tǒng)中最主要的負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī),，它的電磁轉(zhuǎn)矩同它的端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí),，電磁轉(zhuǎn)矩將明顯降低,，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，以致造成產(chǎn)品報(bào)廢及設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果,。

4．6 不對(duì)稱(chēng)接地短路所造成的不平衡電流,，將產(chǎn)生零序不平衡磁通。會(huì)在鄰近的平行線路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì),，將會(huì)造成對(duì)通信的干擾,，并危及設(shè)備和人身的安全。

短路的預(yù)防

為了保證安全可靠供電,，除設(shè)計(jì)時(shí)要科學(xué),、合理以外，還應(yīng)采取各種必要的安全措施,，減少各類(lèi)短路故障的發(fā)生,。

5．1 做好短路電流的計(jì)算工作，選擇正確的電氣設(shè)備,，使電氣設(shè)備的額定電壓和線路的額定電壓相符,。

5．2 對(duì)繼電保護(hù)的整定值和熔體的額定電流要正確選擇，采用速斷保護(hù)裝置,，以便發(fā)生短路時(shí)能迅速切斷短路電流,，減少短路電流持續(xù)時(shí)間，把短路造成的損失降到最小,。

5．3 采用電抗器,。以增加系統(tǒng)的阻抗來(lái)限制短路電流。

5．4 變電站要安裝避雷針,，變壓器附近和線路上要安裝避雷器,，減少惡劣天氣中雷擊造成的災(zāi)害。

5．5 始終保持線路弧垂一致并符合安全規(guī)定,，保證架空線路施工質(zhì)量,。

5．6 對(duì)帶電安裝和檢修電氣設(shè)備的工作，工作人員一定要注意力要高度集中、防止出現(xiàn)錯(cuò)接線,、誤操作。

5．7 一旦發(fā)生故障,，要從電力系統(tǒng)中把故障線路或設(shè)備切斷,，使其余部分可以繼續(xù)運(yùn)行。

5．8平時(shí)要加強(qiáng)管理,。及時(shí)清除導(dǎo)電粉塵,、防止導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備；防止老鼠等小動(dòng)物進(jìn)入高壓配電室,，爬上電氣設(shè)備,。

5．9 保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。維護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)章制度,，正確操作電氣設(shè)備,，禁止帶負(fù)荷拉刀閘，帶電合接地刀閘,。線路施工,、維護(hù)人員在距帶電部位距離較近的地方工作，要采取防止短路的措施,。要對(duì)線路,、設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各類(lèi)缺陷,。

小結(jié)

通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)短路故障的淺析,，可以在實(shí)際運(yùn)用中更快的了解故障的原因，做好相應(yīng)的預(yù)防措施,。同時(shí)也能加快對(duì)故障的維修處理,，縮短短路故障運(yùn)行時(shí)間，盡可能把損失降到最低,，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏道止.電力系統(tǒng)分析[m].北京:中國(guó)電力出版社，2004.[2]劉萬(wàn)順.電力系統(tǒng)故障分析[m].北京:中國(guó)電力出版社,，2004.

電力系統(tǒng)的短路分析原理篇二

電力行業(yè)解決方案----電力系統(tǒng)需求分析

隨著電力部門(mén)網(wǎng)絡(luò)的全面改造,，各變電站/所均實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，以提高生產(chǎn)效益,。在電力調(diào)度通訊中心建立監(jiān)控中心,，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù)、環(huán)境參量,、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視,，以便能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各個(gè)變電站/所的情況，并及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況做出反應(yīng), 適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需要,，已經(jīng)提到了電力部門(mén)的發(fā)展議事日程,。目前，各局都設(shè)立了運(yùn)行管理值班室及調(diào)度部門(mén),，雖有對(duì)各專(zhuān)業(yè)的運(yùn)行歸口協(xié)調(diào)職能,，但不能及時(shí)掌握運(yùn)行狀況和指揮處理運(yùn)行障礙。現(xiàn)在對(duì)運(yùn)行監(jiān)視通常由各專(zhuān)業(yè)運(yùn)行部門(mén)采用打電話來(lái)了解和判斷處理故障,。各種運(yùn)行管理聯(lián)系是松散的,，再依靠原始的人工方式已不能滿(mǎn)足通信網(wǎng)的發(fā)展需要。要跟上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展步伐,，必須在健全和完善電力網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)建立電力遙視警戒系統(tǒng),。電力遙視警戒系統(tǒng)將變電站的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電站前端的設(shè)備/處理機(jī)采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,。監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),，進(jìn)行監(jiān)控，存儲(chǔ),、管理,。電力遙視警戒系統(tǒng)的實(shí)施為實(shí)現(xiàn)變電站/所的無(wú)人值守，從而為推動(dòng)電力網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化,、綜合化,、集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的技術(shù)保障,。

我公司開(kāi)發(fā)研制的以圖像監(jiān)控為主,、數(shù)據(jù)監(jiān)控為輔的變電站遙視警戒系統(tǒng)正適應(yīng)了電力部?quot;遙視“系統(tǒng)建設(shè)的需要。該系統(tǒng)為采用ip數(shù)字視頻方式,，能夠?qū)Ω髯冸娬?所的有關(guān)數(shù)據(jù),、環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視,，能夠?qū)崟r(shí),、直接地了解和掌握各個(gè)變電站/所的情況，并及時(shí)對(duì)發(fā)生的情況做出反應(yīng), 適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需要,。該系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的機(jī)械狀況及規(guī)范管理有著顯著作用,，同時(shí)對(duì)安全防范、環(huán)境狀況和對(duì)付自然災(zāi)害等有著重大意義,，能起到切實(shí)提高無(wú)人/少人值守變電站的安全水平,。

電力系統(tǒng)需求分析：

一、總體需求

變電站智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)的功能,，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1通過(guò)圖像監(jiān)控,、安防（防盜）系統(tǒng),、消防系統(tǒng)、保護(hù)無(wú)人值守或少人值守變電站人員和設(shè)備的安全,。

1.2通過(guò)圖像監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì),，避免誤操作。

1.3通過(guò)圖像監(jiān)控,、燈光聯(lián)動(dòng),、環(huán)境監(jiān)控監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)的作用,。1.4配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等）的工作。

二,、用戶(hù)主要需求規(guī)范

2.1監(jiān)控對(duì)象

2.1.1變電站廠區(qū)內(nèi)環(huán)境,。

2.1.2主變壓器外觀及中性點(diǎn)接地刀。

2.1.3對(duì)變電站內(nèi)的全部戶(hù)外斷路器,、隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閘的合分狀態(tài)給出特寫(xiě)畫(huà)面,。

2.1.4對(duì)變電站內(nèi)各主要設(shè)備間的監(jiān)視(包括大門(mén)、控制室,、繼保室,、通信室、高壓室,、電容器室,、電抗器室、低壓交流室等),。

2.2系統(tǒng)功能

2.2.1監(jiān)視和錄像功能

利用安裝在監(jiān)視目標(biāo)區(qū)域的攝像機(jī)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和錄像,，并將被監(jiān)視目標(biāo)的動(dòng)態(tài)圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心可將控制信號(hào)發(fā)送到設(shè)在變電站的監(jiān)控主機(jī),，實(shí)現(xiàn)各種控制,。

監(jiān)控中心、變電站運(yùn)行維護(hù)人員通過(guò)業(yè)務(wù)臺(tái)或監(jiān)控主機(jī)對(duì)變電站監(jiān)控范圍的目標(biāo)區(qū)域中設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視,，同時(shí)在業(yè)務(wù)臺(tái)或監(jiān)控主機(jī)上完成對(duì)變電站攝像機(jī)的控制（左右,、上下、遠(yuǎn)近景,、調(diào)焦等）,，畫(huà)面切換的控制和錄像控制。

監(jiān)控中心可通過(guò)系統(tǒng)的瀏覽功能查看監(jiān)控中心或遠(yuǎn)程變電站的錄像或圖片,。

2.2.2報(bào)警功能

報(bào)警類(lèi)別：消防報(bào)警,、防盜報(bào)警、動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)告警錄像,，同時(shí)傳送報(bào)警信息和相關(guān)圖像至監(jiān)控中心,，并自動(dòng)在地理區(qū)域圖上或相關(guān)表格進(jìn)行提示,，顯示報(bào)警的內(nèi)容和具體位置。

系統(tǒng)告警時(shí)能聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備,，如燈光,、警笛等。

當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí),，能把報(bào)警信息發(fā)送到指定的移動(dòng)電話上,。

2.2.3控制功能

被授權(quán)的網(wǎng)上任一操作人員能對(duì)任一攝像點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角,、方位,、焦距、光圈,、景深的調(diào)整,，進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和控制。

應(yīng)保證控制唯一性,，當(dāng)某個(gè)操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制時(shí),，其它同級(jí)操作人員則不能控制。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：

一,、變電站遙視警戒系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1系統(tǒng)充分體現(xiàn)了先進(jìn)性,、智能性、高性?xún)r(jià)比原則,。

1.2可擴(kuò)展性

1.2.1為了適宜未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展的要求,，系統(tǒng)在滿(mǎn)足現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上預(yù)留足夠的接口以便系統(tǒng)擴(kuò)充之用。系統(tǒng)中控制部件（軟,、硬件）采用模塊式結(jié)構(gòu),、模組式交換矩陣、內(nèi)部總線化等技術(shù)措施,，可以方便靈活的進(jìn)行擴(kuò)充,，充分保證系統(tǒng)在將來(lái)的適應(yīng)性。

1.2.2靈活的組網(wǎng)方式,，方便被監(jiān)控變電站的增加,。

1.2.3幾個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以作為子系統(tǒng)組成更大的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可按多級(jí)（至少三級(jí)）組網(wǎng)的方式,，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),，高一級(jí)監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級(jí)監(jiān)控中心的運(yùn)行。

1.3開(kāi)放性

整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng),，兼容性強(qiáng),，能與現(xiàn)有電力mis網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)（如變電站自動(dòng)化系統(tǒng)）互融，提供完整的維護(hù)業(yè)務(wù)平臺(tái),。

1.4靈活性

1.4.1系統(tǒng)可以很方便進(jìn)行軟件升級(jí),，保證用戶(hù)投資,。

1.4.2可調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量與帶寬占用，系統(tǒng)采用軟件編解碼,，可以根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)節(jié)幀數(shù),、分辨率、圖像質(zhì)量等,。

1.4.3多種圖像瀏覽方式,，包括單畫(huà)面、四畫(huà)面,、九畫(huà)面,、十六畫(huà)面多種瀏覽方式。

1.4.4系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能,，可以方便靈活的使用,。

1.5先進(jìn)性

采用國(guó)際最新的mpeg-1圖像壓縮處理技術(shù)，圖像清晰,，畫(huà)面質(zhì)量高,，占用帶寬小,，實(shí)時(shí)性強(qiáng),。

1.6實(shí)時(shí)性

視頻延時(shí)小于0.5s。

1.7可靠性

1.7.1具有設(shè)計(jì)獨(dú)到的視頻流量管理功能,，保證網(wǎng)絡(luò)通暢,。

1.7.2實(shí)行操作權(quán)限管理，保證統(tǒng)一,、規(guī)范管理,。

1.7.3系統(tǒng)具有自診斷功能。

1.7.4系統(tǒng)具備防雷和抗強(qiáng)電干擾能力,，可適應(yīng)變電站中強(qiáng)電磁工作環(huán)境,。

1.7.5系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間mtbf>50000小時(shí)。

1.8完善性

1.8.1具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能,。

當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí),，能把報(bào)警信息以短消息形式發(fā)送到指定移動(dòng)電話上。

與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)縫結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)告警時(shí)燈光,、警笛聯(lián)動(dòng)并錄像。

1.8.2功能完善的錄像管理體系,。系統(tǒng)可選用手動(dòng),、告警、定時(shí)錄像三種錄像方式,；提供指定周期的滾動(dòng)刪除功能,，有效防止存儲(chǔ)空間耗盡,。

1.8.3系統(tǒng)具備完善的控制功能：

系統(tǒng)設(shè)權(quán)限管理，對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)給予不同的權(quán)限,，有效防止越權(quán)操作,。

被授權(quán)的網(wǎng)上任一操作人員可對(duì)任一攝像點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角,、方位,、焦距、光圈,、景深的調(diào)整,。進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和控制。

1.8.4有專(zhuān)為電力系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的紅外測(cè)溫和門(mén)禁管理功能接口,。

1.9良好的硬件平臺(tái)

系統(tǒng)硬件平臺(tái)為機(jī)架式設(shè)計(jì),，實(shí)現(xiàn)高度一體化、高度工程化,，便于施工,、安裝、調(diào)試,。

1.10良好的軟件平臺(tái)

系統(tǒng)的軟件操作簡(jiǎn)便,、模塊化結(jié)構(gòu)，能應(yīng)用于windows等操作系統(tǒng),。

系統(tǒng)特色與主要技術(shù)手段：

1.1 整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，兼容性強(qiáng),，能與現(xiàn)有電力mis網(wǎng)和其他監(jiān)控系統(tǒng)互融,，提供完整的維護(hù)業(yè)務(wù)平臺(tái)。

1.2 可多級(jí)靈活組網(wǎng),、任意組合,。

1.3 采用國(guó)際最新的mpeg-1圖像壓縮處理技術(shù)，圖像清晰,，畫(huà)面質(zhì)量高,，占用帶寬小，實(shí)時(shí)性強(qiáng),。

1.4 具有設(shè)計(jì)獨(dú)到的視頻流量管理功能和功能完善的錄像管理體系,。1.5 具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和告警的采控和處理功能。

1.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性高,，體積小,，便于安裝。是高度工程化的產(chǎn)品,。1.7 有專(zhuān)為電力系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)的紅外測(cè)溫和門(mén)禁管理功能接口,。1.8 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的安全性,，適合電力系統(tǒng)的要求。

1.9 系統(tǒng)支持基于瀏覽器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能,，可以方便的使用,。

1.10系統(tǒng)設(shè)備先進(jìn)，五年內(nèi)不會(huì)因技術(shù)陳舊造成整個(gè)系統(tǒng)性能不高和過(guò)早淘汰,。

二,、主要技術(shù)手段

2.1流媒體管理技術(shù)

對(duì)于一個(gè)基于tcp/ip網(wǎng)絡(luò)的圖像傳輸系統(tǒng)，如果僅僅滿(mǎn)足于圖像能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,，那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。由于視頻源眾多，情況各異,，圖像監(jiān)控所需的視頻傳輸數(shù)據(jù)往往會(huì)彼此或和其他系統(tǒng)爭(zhēng)用帶寬,。若只有一、二個(gè)視頻源,，情況尚可忍受,；若視頻源超過(guò)一定數(shù)目，需要調(diào)看圖像的用戶(hù)又多的話,，局面就會(huì)混亂不堪,。其后果就是圖像質(zhì)量下降、延遲,、停滯,，甚至造成系統(tǒng)癱瘓,。無(wú)疑這是用戶(hù)所不能接受的,。

變電站遙視警戒系統(tǒng)采用強(qiáng)大的流媒體軟件技術(shù)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了適合變電站遙視警戒系統(tǒng)所使用的視頻服務(wù)器軟件。它的主要作用是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬,、流量和用戶(hù)的請(qǐng)求合理地分配各個(gè)視頻流數(shù)據(jù)的傳輸,，并可以依據(jù)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況采取網(wǎng)絡(luò)多播（mutilcast）技術(shù)以降低多個(gè)用戶(hù)請(qǐng)求同一視頻流數(shù)據(jù)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量。從而保證了圖像質(zhì)量,，有效降低了在多用戶(hù)并發(fā)操作下的圖像延遲和帶寬占用,。同時(shí)也保證了高級(jí)別用戶(hù)可以及時(shí)有效地獲取所需信息。并且使變電站遙視警戒系統(tǒng)的采用不會(huì)影響在同一網(wǎng)絡(luò)上用戶(hù)其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行,。2.2數(shù)據(jù)采控技術(shù)

包括所有模擬信號(hào),、開(kāi)關(guān)信號(hào)、電壓電流的采集及設(shè)備遠(yuǎn)程控制等,，相對(duì)來(lái)說(shuō),，這是遙測(cè)遙控系統(tǒng)中比較成熟的技術(shù)。anyshow變電站遙視警戒系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采控模塊系統(tǒng)穩(wěn)定,，準(zhǔn)確性高,。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的485總線方式,，可以很方便接入各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備。本方案采用我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的一體化數(shù)據(jù)采集平臺(tái),，具有數(shù)字輸入量,，模擬輸入量和數(shù)字控制量的平滑接入能力，用于采集紅外,、門(mén)禁等告警數(shù)據(jù),，準(zhǔn)確率高，反應(yīng)時(shí)間短,，是一款高性能的數(shù)據(jù)采控產(chǎn)品,。

2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

tcp/ip網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。變電站遙視警戒系統(tǒng)在tcp/ip網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用通訊層,，針對(duì)圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理,，適合多點(diǎn)視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，降低了系統(tǒng)資源的占用率,。同時(shí)設(shè)計(jì)了專(zhuān)用文件傳輸協(xié)議,，用于錄像文件的傳輸。該通訊層支持多種tcp/ip協(xié)議的傳輸,，包括tcp,、udp、多播等,。

2.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、處理、分析技術(shù)

為了對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,，變電站遙視警戒系統(tǒng)使用了microsoft公司的sql server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),。并成功地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的分布存儲(chǔ)和訪問(wèn)，有效地降低了系統(tǒng)負(fù)擔(dān),，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。同時(shí)，系統(tǒng)支持對(duì)數(shù)據(jù)的多種查詢(xún)和分析方式,。

同時(shí)系統(tǒng)提供了各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù),。主要有告警數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史統(tǒng)計(jì)值數(shù)據(jù)庫(kù),、實(shí)時(shí)曲線數(shù)據(jù)庫(kù),、系統(tǒng)事件數(shù)據(jù)庫(kù)。從而為整體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),、處理及分析提供了強(qiáng)有力的依據(jù),。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與系統(tǒng)組網(wǎng)方式:

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

1.1前端變電站數(shù)量

電力變電站遙視警戒系統(tǒng)不限定前端變電站/所的數(shù)量，但前端變電站/所的數(shù)量會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能,。變電站遙視警戒系統(tǒng)在前端變電站/所少于等于32個(gè)時(shí)系統(tǒng)性能最佳,。在前端變電站/所少于等于64個(gè)時(shí)，系統(tǒng)性能基本不受影響,。當(dāng)前端變電站/所數(shù)量大于64個(gè)時(shí),，通常的做法是將這些變電站/所拆分成若干個(gè)分控中心(每個(gè)分控中心的前端變電站/所數(shù)量小于64個(gè))。在這些分控中心之上再建立一個(gè)監(jiān)控中心,，從而組成一個(gè)樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。監(jiān)控中心主要完成一些對(duì)分控中心的管理(包括非實(shí)時(shí)管理，如報(bào)表,、統(tǒng)計(jì)等和實(shí)時(shí)管理即接管),。

1.2傳輸信道選擇

目前，對(duì)于變電站遙視警戒系統(tǒng)通常有以下幾種傳輸方式：

· 以太網(wǎng)傳輸方式

以太網(wǎng)傳輸方式要求各變電站（所）的光纖或微波設(shè)備提供以太網(wǎng)接口,，以便于變電站（所）的圖像,、聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)接口上傳至監(jiān)控中心?；蛘咭笞冸娬荆ㄋ┮呀?jīng)和監(jiān)控中心通過(guò)局域網(wǎng)相連,。變電站（所）的圖像、聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)經(jīng)過(guò)各級(jí)路由器,、交換機(jī)或hub上傳至監(jiān)控中心,。

· 2m--以太傳輸方式

2m--以太傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設(shè)備提供2m接口，以便于變電站（所）的圖像,、聲音及數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)2m--以太網(wǎng)橋上傳至監(jiān)控中心,；監(jiān)控中心通過(guò)2m--以太網(wǎng)橋?qū)⒏髯冸娬荆ㄋ┑纳蟼鞯膱D像、聲音及數(shù)據(jù)匯集到中心網(wǎng)絡(luò)交換器上與局域網(wǎng)上其他機(jī)器連接,，供其進(jìn)行處理,。

·2m模擬傳輸方式

2m模擬傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設(shè)備提供2m接口，以便于變電站（所）的圖像,、及數(shù)據(jù)經(jīng)2m圖像編碼器上傳至監(jiān)控中心,；監(jiān)控中心經(jīng)2m圖像解碼器將各變電站（所）的圖像解碼到模擬監(jiān)視器或電視墻上,，或經(jīng)過(guò)二次編碼接入中心以太網(wǎng),。同時(shí)將各個(gè)變電站（所）的數(shù)據(jù)匯集以便集中管理。

以上幾種傳輸方式的性能比較如下表：

1.3系統(tǒng)整體組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

變電站遙視警戒系統(tǒng)可按行政區(qū)域劃分,，采用星形拓?fù)淙?jí)組網(wǎng)結(jié)構(gòu),，如圖所示:

從實(shí)際的應(yīng)用來(lái)看,，如果所屬變電站數(shù)目不多,，分控中心和監(jiān)控控中心不需要單獨(dú)設(shè)置。也可以根據(jù)實(shí)際的需要和行政劃分不設(shè)立分控中心,，而以監(jiān)控中心取代分控中心的作用,。

電力系統(tǒng)的短路分析原理篇三

論電力系統(tǒng)三相短路的原因和防范措施

重慶中機(jī)龍橋熱電有限公司 ——王超——

【摘要】電力是維持當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主要能源之一，是人類(lèi)生活當(dāng)中不可缺少的重要部分,，整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展關(guān)系到我們每一個(gè)人正常的生活次序,，大則關(guān)系到整個(gè)國(guó)家長(zhǎng)治久安，小則關(guān)系到每一個(gè)家庭,。目前由于電力系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的構(gòu)建和發(fā)展,，同時(shí)隨著電子產(chǎn)品的日新月異，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的連接方式,，電氣系統(tǒng)重大短路事故也有了新的解釋和任務(wù),。本文針對(duì)新形勢(shì)下電力系統(tǒng)短路故障做一個(gè)分析，并制定相關(guān)對(duì)策,。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng),、短路、大電流,、損壞

一,、電力系統(tǒng)中短路原因的分析

導(dǎo)致短路發(fā)生的最終原因是承載電力的載體絕緣受到破壞，引起絕緣破壞的原因主要有：

1,、電氣設(shè)備絕緣材料的自然老化,、污穢或機(jī)械損傷。

2,、雷擊引起過(guò)電壓,，自然災(zāi)害引起桿塔倒地或斷線。

3、鳥(niǎo)獸跨接導(dǎo)線引起短路,。

4,、運(yùn)行人員誤操作（如檢修后未拆除地線就合閘等）。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,，各類(lèi)短路發(fā)生的幾率不同,，其中單相接地發(fā)生得最多，三相短路發(fā)生得最少,。根據(jù)某些系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)資料,，在所有短路故障中，三相短路占5%,，單相接地占65%,，兩相短路占10%，兩相接地短路占20%,。雖然三相短路發(fā)生的幾率最小,，但其產(chǎn)生的后果最嚴(yán)重，同時(shí)它又是分析不對(duì)稱(chēng)故障的基礎(chǔ),，因此將重點(diǎn)進(jìn)行研究,。

二、短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備的危害 短路故障一旦發(fā)生,，往往造成十分嚴(yán)重的后果,，主要有：、電流急劇增大,。短路時(shí)的電流要比正常工作電流大得多,，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)正常電流的十幾倍。大型發(fā)電機(jī)出線端三相短路電流可達(dá)幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)安培,。這樣大的電流將產(chǎn)生巨大的沖擊力,，使電氣設(shè)備變形或損壞，同時(shí)會(huì)大量發(fā)熱使設(shè)備過(guò)熱而損壞,。有時(shí)短路點(diǎn)產(chǎn)生的電弧可能直接燒壞設(shè)備,。

2、電壓大幅度下降,。三相短路時(shí),，短路點(diǎn)的電壓為零，短路點(diǎn)附近的電壓也明顯下降,，這將導(dǎo)致用電設(shè)備無(wú)法正常工作,，例如異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，甚至停轉(zhuǎn),。

3、可能使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞。電力系統(tǒng)發(fā)生短路后,，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減少,，而原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率來(lái)不及相應(yīng)減少，從而出現(xiàn)不平衡功率,，這將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速,。有的發(fā)電機(jī)加速快，有的發(fā)電機(jī)加速慢,，從而使得發(fā)電機(jī)相互間的角度差越來(lái)越大,，這就可能引起并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，引起大片地區(qū)停電,。

4、不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)系統(tǒng)中將流過(guò)不平衡電流,，會(huì)在鄰近平行的通訊線路中感應(yīng)出很高的電勢(shì)和很大的電流,，對(duì)通訊產(chǎn)生干擾，也可能對(duì)設(shè)備和人身造成危險(xiǎn),。

5,、使系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓降低，給用戶(hù)造成經(jīng)濟(jì)損失,。

6,、破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至引起系統(tǒng)強(qiáng)烈振蕩,，造成大面積停電或使整個(gè)電力系統(tǒng)瓦解,。

7、巨大的短路電流將在周?chē)臻g產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng),，尤其是不對(duì)稱(chēng)短路所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng),，會(huì)對(duì)周?chē)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng),、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,。

在以上后果中，最嚴(yán)重的是電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性的破壞,，整個(gè)電網(wǎng)呈現(xiàn)低電壓,，在低電壓的情況下各運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備電流增加，最易燒壞運(yùn)行設(shè)備的線圈,，導(dǎo)致人身和設(shè)備損壞事故的不斷擴(kuò)大,。

三、防范短路電流的有效措施

短路電流的危害性很大,，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家,、企業(yè)和政府部門(mén)的研究成果,，總結(jié)出一些有效的短路電流防范措施，具體措施如下：

1,、合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是防范短路電流的一項(xiàng)基本措施,，從電網(wǎng)的發(fā)展歷程來(lái)看，也可以將這一歷程視為不斷對(duì)低電壓等級(jí)進(jìn)行合理分區(qū)以及不斷升高電壓等級(jí)的過(guò)程,。在規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí),，可以采取的措施是比較多的，既可以發(fā)展更高等級(jí)的電網(wǎng)電壓,，也可以在建設(shè)輸電線路時(shí),，根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)合理降低網(wǎng)絡(luò)的緊密程度；或者分片運(yùn)行減壓電網(wǎng)等,，總體而言,，應(yīng)該根據(jù)每個(gè)地方和各個(gè)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇和應(yīng)用，不能不加選擇地盲目使用,。

2,、正確選擇電網(wǎng)的接線方式

電網(wǎng)的接線方式對(duì)防范短路電流的發(fā)生具有重要的作用，正確的選擇會(huì)起到有效限制短路電流的效果,。接線方式的種類(lèi)是比較多的,，根據(jù)不同的情況有不同的選擇，如當(dāng)限制的是大電流接地系統(tǒng)中的短路電流,，那么可以采用部分變壓器的中心點(diǎn)不接地的接線方式,；如果是發(fā)生的地點(diǎn)是在降壓變電所的話，則最有效的方式是變電器低壓側(cè)分列運(yùn)行,，這種方法可以有效對(duì)低壓和中壓配電裝置里的短路電流進(jìn)行限制,。總體原則就是要隨著不同的系統(tǒng),、不同的場(chǎng)所來(lái)選擇不同的接線方式,。

3、大力發(fā)展直流輸電

通過(guò)大力發(fā)展直流輸電也可以有效防控短路電流的產(chǎn)生,。因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制換流器觸發(fā)相位,，能夠很快地對(duì)直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)會(huì)自動(dòng)將電流保持為定值,，這樣就可以起到保持直流電流平穩(wěn)輸送的作用,，進(jìn)而有效確保直流電網(wǎng)的正常運(yùn)作。而對(duì)與交流系統(tǒng)來(lái)說(shuō),，當(dāng)使用直流輸電時(shí),，由于直流電網(wǎng)被分為多個(gè)相互間獨(dú)立的交流子系統(tǒng)，這樣就有效避免了短路電流相互注入的發(fā)生,，一旦出現(xiàn)短路電流就可以起到大大降低短路電流危害性的作用,。

4,、使用故障電流限制器

故障電流限制器是當(dāng)前電力系統(tǒng)必備的元件之一，它在防范短路電流方面具有突出的作用,，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）通常而言,，隨著電壓的不斷升高,，故障電流也會(huì)越來(lái)越強(qiáng),，這時(shí)候也就越來(lái)越難以斷開(kāi)。而使用故障電流器后可以有效減輕斷路器的開(kāi)端負(fù)擔(dān),，電路的開(kāi)斷就變得容易多了,。

（2）故障電流限制器還可以快速地限制短路電流，這樣就能夠大大減輕線路的電壓損耗,，同時(shí)發(fā)電機(jī)的失步概率也會(huì)顯著降低,。另外系統(tǒng)電壓、頻率等的穩(wěn)定性也會(huì)得到增強(qiáng),，因短路電流所引起的電網(wǎng)和設(shè)備事故就能夠得到及時(shí)和有效的防范,。

（3）由于當(dāng)前絕大部分的輸電線路其實(shí)際輸送能力都小于穩(wěn)定極限，當(dāng)出現(xiàn)短路電流時(shí)極易受損,。而在引入故障電流限制器后,，它可以在短路電流達(dá)到峰值之前就起作用，使大部分電力設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定極限和熱穩(wěn)定極限有效降低,，同時(shí)也能夠相應(yīng)地減小電網(wǎng)的極限比,，從而提高了輸電線路的利用率，確保線路輸送的安全和穩(wěn)定,，并降低電網(wǎng)的整體投入,。

5、加強(qiáng)變電器繞組變形的診斷工作

電網(wǎng)系統(tǒng)其實(shí)有其脆弱的一面,，很多因素,，如雷擊、繼電保護(hù)誤動(dòng)等因素都很有可能造成電網(wǎng)出現(xiàn)短路,。而一旦出現(xiàn)短路故障,，短路電流就會(huì)強(qiáng)烈沖擊電網(wǎng)，造成變壓器繞組出現(xiàn)局部變形的現(xiàn)象,，很多時(shí)候直接造成了繞組的損壞,，即使沒(méi)有損壞，也會(huì)遺留下很多故障隱患,，例如,，會(huì)使得絕緣距離發(fā)生變化，并損害固體絕緣,，引發(fā)局部放電,。如果是因雷電過(guò)壓引起的,，則會(huì)因餅間擊穿而產(chǎn)生突發(fā)性絕緣事故。另外,，還是使繞組的機(jī)械性能下降,，一旦接著再出現(xiàn)短路事故，損壞事故將無(wú)法避免,。因此,，當(dāng)變電器繞組因短路電流的沖擊而出現(xiàn)變形時(shí)就要及時(shí)進(jìn)行診斷和搶修，避免因二次短路的出現(xiàn)而徹底損壞,。

隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的飛速發(fā)展,，將各類(lèi)短路事故限制在萌芽狀態(tài)，嚴(yán)格控制短路事故后果的擴(kuò)大化,，已不再是科技難題,，通過(guò)各界人士的共同努力我相信，日后的電力系統(tǒng)短路故障將越來(lái)越少,。

電力系統(tǒng)的短路分析原理篇四

課

程

設(shè)

計(jì)（論文）

課程名稱(chēng)

電力系統(tǒng)分析

題目名稱(chēng)

電力系統(tǒng)短路計(jì)算

學(xué)生學(xué)部（系）

機(jī)械電氣學(xué)部電氣工程系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

電氣工程及其自動(dòng)化班

學(xué)

號(hào)

學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

2012年x

月x日

課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)

題目名稱(chēng)

電力系統(tǒng)短路計(jì)算

學(xué)生學(xué)部（系）

機(jī)械電氣學(xué)部電氣工程系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

電氣工程及其自動(dòng)化班

姓

名

學(xué)

號(hào)

一,、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容

1、掌握比較復(fù)雜的電網(wǎng)進(jìn)行電力系統(tǒng)三相短路起始次暫態(tài)電流的計(jì)算,，短路后指定時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算,。

2、給短路點(diǎn)處賦予平均額定電壓及基準(zhǔn)容量,，求解等值網(wǎng)絡(luò)數(shù)值并根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)畫(huà)出等值網(wǎng)絡(luò),。

3、不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)短路點(diǎn)故障相電流和非故障相電壓的計(jì)算,。

4,、對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)短路后任意支路故障電流和節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算。

5,、書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（電子版）,，并打印紙質(zhì)版上交。

二,、課程設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)

二,、課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作

1、按照規(guī)范的格式,，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě),；

2、完成電力系統(tǒng)三相短路電流,、對(duì)稱(chēng)短路電流,、不對(duì)稱(chēng)短路電流的計(jì)算三相短路起始次暫態(tài)電流的計(jì)算，短路后指定時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算,。

3,、完成計(jì)算的手算過(guò)程

4,、運(yùn)用計(jì)算機(jī)的計(jì)法。

四,、課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排

序號(hào)

設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容

地點(diǎn)

起止日期

資料收集,，完成電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算

圖書(shū)館

2012.5.25-6.1

電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)短路電流計(jì)算

圖書(shū)館

6.2-6.3

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)

c8-323

6.12-6.18

課程設(shè)計(jì)上交

1-110

五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)

[1]

科技創(chuàng)新報(bào)導(dǎo)[j]．武昌:華中科技大學(xué)出版社,2010年第9期

[2]

何仰贊．電力系統(tǒng)分析題解[m]．武漢:華中科技大學(xué)出版社2008.7

[3]

蔣春敏.電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與分析計(jì)算[m].北京:中國(guó)水利水電出版社,2011.2

[4]

戈?yáng)|方.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[m].北京:中國(guó)電力出版社,1998.12

[5]

李梅蘭,、盧文鵬.電力系統(tǒng)分析

[m]

北京:中國(guó)電力出版社,2010.12．

發(fā)出任務(wù)書(shū)日期：

2012

年

x

月

x

日

指導(dǎo)教師簽名：

計(jì)劃完成日期：

2012

年

x

月

x

日

教學(xué)單位責(zé)任人簽章：

電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障造成的危害性是最大的,。作為電力系統(tǒng)三大計(jì)算之一，分析與計(jì)算三相短路故障的參數(shù)更為重要,。設(shè)計(jì)示例是通過(guò)兩種不同的方法進(jìn)行分析與計(jì)算三相短路故障的各參數(shù),，進(jìn)一步提高短路故障分析與計(jì)算的精度和速度,，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),、安全運(yùn)行、設(shè)備選擇,、繼電保護(hù)等提供重要依據(jù),。

一、基礎(chǔ)資料

1．電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖

電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。

2．電力系統(tǒng)參數(shù)

如圖1所示的系統(tǒng)中k（3）點(diǎn)發(fā)生三相短路故障,，分析與計(jì)算產(chǎn)生最大可能的故障電流和功率。

（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)如下：

發(fā)電機(jī)g1：額定的有功功率110mw,，額定電壓=10.5kv,；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.264，功率因數(shù)=0.85,。

發(fā)電機(jī)g2：火電廠共兩臺(tái)機(jī)組,，每臺(tái)機(jī)組參數(shù)為額定的有功功率25mw；額定電壓un=10.5kv,；次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值=0.130,；額定功率因數(shù)=0.80。

（2）變壓器銘牌參數(shù)由參考文獻(xiàn)《新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)》中查得,。

變壓器t1：型號(hào)sf7-10/110-59-16.5-10.5-1.0,，變壓器額定容量10mv·a，一次電壓110kv,，短路損耗59kw,，空載損耗16.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5,，空載電流百分值i0%=1.0,。

變壓器t2：型號(hào)sfl7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5mv·a,，一次電壓110kv,，短路損耗148kw,，空載損耗38.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5,，空載電流百分值i0%=0.8,。

變壓器t3：型號(hào)sfl7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16mv·a,，一次電壓110kv,，短路損耗86kw，空載損耗23.5kw,，阻抗電壓百分值uk%=10.5,，空載電流百分值i0%=0.9。

（3）線路參數(shù)由參考文獻(xiàn)《新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)》中查得,。

線路1：鋼芯鋁絞線lgj-120,，截面積120㎜2，長(zhǎng)度為100㎞,，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0（1）=0.408ω／㎞,；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.79×10﹣6s／㎞。

對(duì)下標(biāo)的說(shuō)明

x0(1)=x單位長(zhǎng)度（正序）,；x0（2）=x單位長(zhǎng)度（負(fù)序）,。

線路2：鋼芯鋁絞線lgj-150，截面積150㎜2,，長(zhǎng)度為100㎞,，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0（1）=0.401ω／㎞；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.85×10﹣6s／㎞,。

線路3：鋼芯鋁絞線lgj-185,，截面積185㎜2，長(zhǎng)度為100㎞,，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0（1）=0.394ω／㎞,；每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.90×10﹣6s／㎞。

（4）負(fù)載l：容量為8＋j6（mv·a）,，負(fù)載的電抗標(biāo)幺值為,；電動(dòng)機(jī)為2mw，起動(dòng)系數(shù)為6.5,，額定功率因數(shù)為0.86,。

3．參數(shù)數(shù)據(jù)

設(shè)基準(zhǔn)容量sb=100mv·a；基準(zhǔn)電壓ub=uavkv,。

（1）sb的選取是為了計(jì)算元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算方便,，取sb-100mv·a，可任意設(shè)值但必須唯一值進(jìn)行分析與計(jì)算。

（2）ub的選取是根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目可知系統(tǒng)電壓有110kv,、6kv,、10kv，而平均額定電壓分別為115,、6.3,、10.5kv。平均電壓uav與線路額定電壓相差5%的原則,，故取ub=uav,。

（3）為次暫態(tài)短路電流有效值，短路電流周期分量的時(shí)間t等于初值（零）時(shí)的有效值,。滿(mǎn)足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件下的最大次暫態(tài)短路電流作為計(jì)算依據(jù),。

（4）為沖擊電流，即為短路電流的最大瞬時(shí)值（滿(mǎn)足產(chǎn)生最大短路電流的三個(gè)條件及時(shí)間=0.01s）,。一般取沖擊電流=××=2.55,。

（5）為短路電流沖擊系數(shù)，主要取決于電路衰減時(shí)間常數(shù)和短路故障的時(shí)刻,。其范圍為1≤≤2,，高壓網(wǎng)絡(luò)一般沖擊系數(shù)=1.8。

二,、電抗標(biāo)幺值定義

（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值

公式①

式中

——發(fā)電機(jī)電抗百分?jǐn)?shù)，由發(fā)電機(jī)銘牌參數(shù)的,；

——已設(shè)定的基準(zhǔn)容量（基值功率）,，；

——發(fā)電機(jī)的額定有功功率,，mw

——發(fā)電機(jī)額定有功功率因數(shù),。

（2）負(fù)載電抗標(biāo)幺值

公式②

式中

u——元件所在網(wǎng)絡(luò)的電壓標(biāo)幺值；

——負(fù)載容量標(biāo)幺值,；

——負(fù)載無(wú)功功率標(biāo)幺值,。

（3）變壓器電抗標(biāo)幺值

公式③

變壓器中主要指電抗，因其電抗,，即可忽略,，由變壓器電抗有名值推出變壓器電抗標(biāo)幺值為

公式④

式中

%——變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)；

——基準(zhǔn)容量,，mva,、——變壓器銘牌參數(shù)給定額定容量，mva,、額定電壓,，kv；

——基準(zhǔn)電壓取平均電壓，kv,。

（4）線路電抗標(biāo)幺值

公式⑤

式中

——線路單位長(zhǎng)度電抗,；

——線路長(zhǎng)度，km,；

——基準(zhǔn)容量,，mva；

——輸電線路額定平均電壓,，基準(zhǔn)電壓,，kv。

輸電線路的等值電路中有四個(gè)參數(shù),，一般電抗,，故0。由于不做特殊說(shuō)明,，故電導(dǎo),、電納一般不計(jì)，故而只求電抗標(biāo)幺值,。

（5）電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值（近似值）

cos

公式⑥

式中

——設(shè)定的基準(zhǔn)容量,，mva；

——電動(dòng)機(jī)額定的有功功率,，mw,；

cos——電動(dòng)機(jī)額定有功功率因數(shù)。

三,、短路次暫態(tài)電流（功率）標(biāo)幺值計(jì)算

（1）短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值（）

（?。?/p>

（ka）

公式⑦基準(zhǔn)容量；基準(zhǔn)電壓(kv),。

（2）沖擊電流（）的計(jì)算

（ka）

公式⑧

（3）短路容量的計(jì)算

（）

公式⑨

四,、各元件電抗標(biāo)幺值

1.電力系統(tǒng)等值電路如圖2

2.各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算

設(shè)基準(zhǔn)容量；

基準(zhǔn)電壓,。

（1）發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式①得

;

（2）變壓器電抗值標(biāo)幺值由公式③得

,；；

（3）線路電抗標(biāo)幺值由公式④得

,；,；

（4）負(fù)載電抗標(biāo)幺值由公式②得

（5）電動(dòng)機(jī)電抗標(biāo)幺值由公式⑥得

3.等值簡(jiǎn)化電路圖

（1）

等值電路簡(jiǎn)化過(guò)程如圖2和圖3所示。

（2）

考慮電動(dòng)機(jī)的影響后,，短路點(diǎn)的等值電抗為五,、三相短路電流及短路功率

短路次暫態(tài)電流標(biāo)幺值

短路次暫態(tài)電流有名值

沖擊電流

短路功率

六、y矩陣形成于計(jì)算

計(jì)算機(jī)編程計(jì)算中,，考慮了對(duì)地電容標(biāo)幺值和變壓器實(shí)際變比標(biāo)幺值,。

(1)

導(dǎo)納矩陣等值電路如圖4所示,，節(jié)點(diǎn)數(shù)為⑥，電抗標(biāo)幺值參考圖2,。

(2)導(dǎo)納計(jì)算公式為：

公式⑩

式中

（3）變壓器變比的定義

式中

變壓器變比標(biāo)幺值

（4）y矩陣的形成,。

對(duì)地電納

y=

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)次暫態(tài)短路電流為

短路點(diǎn)次暫態(tài)短路電流有名值為(ka)

短路點(diǎn)沖擊電流為(ka)

短路點(diǎn)短路功率為(mva)

兩種算法的次暫態(tài)短路電流比較誤差為δi=10.08-9.22=0.86(ka)

七、結(jié)論

1．解析法

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的次暫態(tài)短路電流為

2.y矩陣

短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的導(dǎo)納標(biāo)幺值為

短路點(diǎn)的次暫態(tài)短路電流為

3.優(yōu)缺點(diǎn)

（1）解析法誤差大,，每一短路處需要逐一分析與計(jì)算,。

（2）y矩陣計(jì)算時(shí)考慮對(duì)地電容，變壓器實(shí)際變比,，則誤差?。粂矩陣對(duì)角元素將各節(jié)點(diǎn)的等值短路電抗（阻抗）均求出,；使分析其他點(diǎn)的短路故障提供了更容易更直觀的參數(shù)值,；y矩陣程序通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

（3）兩種分析與計(jì)算三相短路故障的各參數(shù)結(jié)果如圖5

心

得

體

會(huì)

通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我發(fā)現(xiàn)自己有很多不足的地方,如基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固,很多知識(shí)點(diǎn)都忘記了,計(jì)算速度慢及準(zhǔn)確性低,分析問(wèn)題能力不夠全面等等,。同時(shí),，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，如怎樣使用word的工具,計(jì)算公式輸入,，畫(huà)圖等,。明白了有些東西看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但一旦做起來(lái)卻需要很多心思,，要注意到很多細(xì)節(jié)問(wèn)題,。要做到能好好理解課本的內(nèi)容，一定要認(rèn)認(rèn)真真做一次計(jì)算,。因此,，完成課程設(shè)計(jì)使我對(duì)課本的內(nèi)容加深了理解?？傮w來(lái)說(shuō)，這次的課程設(shè)計(jì)不單在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)方面反映了我的學(xué)習(xí)還要加倍努力,，還在對(duì)一些軟件的應(yīng)用需要加強(qiáng),。

由于一開(kāi)始找的網(wǎng)絡(luò)是開(kāi)路的，列不出導(dǎo)納矩陣,，所以再找了一個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)作補(bǔ)充,。但對(duì)c語(yǔ)言編程的計(jì)算機(jī)計(jì)法有待探究，只是基本上明白程序過(guò)程,，還不能明白的徹底,。隨著科技發(fā)展及計(jì)算機(jī)計(jì)法的方便，簡(jiǎn)單,，我將認(rèn)真學(xué)好這種方法,，以便以后工作的需要。

總體而言，這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí),，發(fā)現(xiàn),、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題,、鍛煉實(shí)踐能力的考察,，使我們更清楚地知道不足之出，從而提高我們,。

學(xué)生簽名：

2012年x

月

x

日

教

師

評(píng)

語(yǔ)

****年**月**日

成績(jī)

及

簽

名

指導(dǎo)教師簽名：

****年**月**日

電力系統(tǒng)的短路分析原理篇五

電力系統(tǒng)的短路分析

短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障,。所謂短路，其內(nèi)容是指一切不正常的相與相或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）之間發(fā)生通路的情況,。

一,、短路的原因

產(chǎn)生短路的原因很多，其主要原因如下：

1,、元件損壞,，如絕緣材料自然老化等。

2,、氣象條件惡化,，如雷擊等。

3,、人為事故,，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉閘等。（發(fā)生概率較高）

4,、其他,，如工程建設(shè)時(shí)挖溝損傷電纜等。

二,、短路的類(lèi)型

在三相系統(tǒng)中,，可能發(fā)生的短路有三相短路、兩相短路,、兩相接地短路和單相接地短路等四種,。三相短路也稱(chēng)對(duì)稱(chēng)短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài),。其他類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)短路,。

注：

1、單相接地短路發(fā)生的幾率達(dá)65%左右,。

2,、短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線路。

3,、電力系統(tǒng)中在不同地點(diǎn)發(fā)生短路,，稱(chēng)為多重短路,。

三、短路的后果 短路的主要后果如下：

1,、短路故障使短路點(diǎn)附近支路出現(xiàn)比正常電流大許多倍的短路電流,，產(chǎn)生較大的電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)，破壞設(shè)備,。（此為最常見(jiàn)）

2,、短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對(duì)用戶(hù)影響很大,。

3,、短路會(huì)使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定,，造成系統(tǒng)的解列,，出現(xiàn)大面積停電。

4,、不對(duì)稱(chēng)短路對(duì)附近通信線路和無(wú)線電波會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,。

四、電力系統(tǒng)降低短路故障的發(fā)生概率采取的措施

1,、采用合理的防雷設(shè)施,，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理等。

2,、通過(guò)采用繼電保護(hù)裝置,，迅速作用于切除故障設(shè)備，保證無(wú)故障部分的安全運(yùn)行,。

3,、架空線路普遍采用自動(dòng)重合閘裝置，發(fā)生短路時(shí)斷路器迅速跳閘,，經(jīng)一定時(shí)間（0.4-1s）斷路器自動(dòng)合閘,。

4、線路上的電抗器,，通常也是為限制短路電流而裝設(shè)的,。

五、短路電流計(jì)算的目的

為確保設(shè)備在短路情況下不至于被破壞,，減輕短路后果和防止故障擴(kuò)大，必須事先對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算,。在電力系統(tǒng)和電器設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中,，短路計(jì)算也是解決一系列技術(shù)問(wèn)題不可缺少的基本計(jì)算。

計(jì)算短路電流的具體目的如下：

1,、選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的電器設(shè)備,。

2,、合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)。

3,、設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線,。

4、進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算,，分析短路對(duì)用戶(hù)的影響,。

5、確定輸電線路對(duì)通信的影響,。

為了方便計(jì)算,，在高壓系統(tǒng)中采用標(biāo)幺值的計(jì)算方法。

標(biāo)幺值是某些電氣量的實(shí)際有名值與所選的同單位規(guī)定值之比,，即 標(biāo)幺值=實(shí)際有名值/同單位規(guī)定值