电气工程基础第七章
七电力系统的短路计算
2
0 . 87 0 . 33
X X X X X
2*
X X X X X
*
T 1N *
10 . 5 10 . 5 2 100 100 31 . 5 10 . 5 100 121
2
2
3*
L
Sd 2 U dII
0 . 4 80 U T2 2 N S d 2 S T 2 N U dII
t T a
T a
t
它的初值inp0与以下情况有关 Um 使inp0达最大，则Im-Ipm在t=0时与 ' 时间轴平行。 i(0) 若空载（Im=0） inp0= - Ipmsin(α- Φ) ip0 i 一般ωL>>R Φ= 90 np 0 I m I pm I pm 使inp0达最大,取α= 0 代入全电流i公式
0 . 22
2
4*
T 2 N *
10 . 5 110 100 15 5 100 100 7 . 26
2
100 121
2
0 . 58 1 . 10
5*
LN *
S
d 2 dIII
U LN Sd 2 U dIII 3 I LN
6 100 3 0 . 3 7 . 26 0 . 38
X R % U N Sd 100 3 I N U d2
输电线路： X Ld *
Sd XL XL 2 Xd Ud
四、多级电压网络中标么值计算
I G 10.5/121 XT1 XG XG* T1 Ⅱ XL1
' X L 1
T2 110/6.6
电气工程基础
电力系统分析第一章绪论1.发电厂、变电站、电力网、电力系统、动力系统发电厂：生产电能的工厂，它把不同种类的一次能源转换成电能。
变电站：联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。
电力网：由变电站和不同电压等级输电线路组成的网络，称为电力网。
电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体称为电力系统。
动力系统：在电力系统的基础上，还把发电厂的动力部分，如火力发电厂的锅炉、汽轮机，水力发电厂的水库、水轮机，核动力发电厂的核反应堆等也包含在内的系统，称之为动力系统。
注：从广义上来说动力系统+电力网称为电力系统，狭义上来说电力网就是电力系统。
2.电力系统的特点和要求特点:(1)电能不能大量存储；(2)过渡过程十分短暂(3)与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系(4)地区性特点较强要求：(1)保证供电可靠(2)保证良好的电能质量(3)为用户提供充足的电力(4)提高电力系统运行经济性3.电能的质量指标、我国电压允许偏差、频率变化允许偏差衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
我国电压允许偏差为±5%频率变化允许偏差为±0.2%~±0.7%4.电力系统额定电压制定原则、我国电压等级原则：根据技术经济上的合理性、电气制造工业的水平和发展趋势等各种因素而规定的。
电压等级：低于3kV系统的额定电压和3kV及以上系统的额定电压两类。
5.接地及接地的种类为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称为接地。
5种接地方式：工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地、防静电接地。
6.中性点的接地方式及特点（1）中性点不接地------保护接地（2）中性点直接接地------保护接零（3）中性点经消弧线圈接地（4）中性点经电阻接地第二章发电系统1.能源的分类、电能（1）按获得的方法分：一次能源：能源的直接提供者，例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等二次能源：由一次能源转成而成的能源，例如电能、蒸汽、煤气等（2）按被利用的程度分常规能源：已被人们广泛利用的能源，例如煤炭、石油、天然气、水能等新能源：用新发展的科学技术开发利用的能源，例如太阳能、风能、海洋能、地热能等（3）按能否再生分可再生能源：自然界中可以不断再生并且有规律地得到补充的能源，例如水能、风能、太阳能、海洋能等。
电气工程第7章45节-文档资料
7.5节一 同步发电机突然三相短路的电磁暂态过程(续1)
1 超导体闭合回路磁链守恒原则
超导体就是电阻为零的导体
超导体闭合回路：磁链不变
d Ri 0
dt
Ψ i
R=0
d 0
e
R
dt
ψ=常数
7.5节
1 超导体闭合回路磁链守恒原则(续1)
1
Li1 1
0 0
Li0 0
Li 1
i1 +i0
1
抗Zik 。
Zik
E i Ik
E
-
2
-
+
E 1
+ Z2k Z1k
-
+ E i
-
Zik + E n
Znk
k
Ik
7.4节 三 利用转移电抗计算三相短路电流
1 网络化简法 2 单位电流法 3 例题
7.4节 三 利用转移电抗计算三相短路电流(续1)
1 网络化简法
E 1
X1
E 2
X2
X4
X3 n
k
E 3
E 1
7.4节
例7-6(续3)
-
E3 1
+
因此有转移电抗：
X11 X3k
X8
X10
k
+
X2k
X1=0.83 +
-
-
E2 1.1 E1 1.25
X1k = X1 = 0.83
X2k
1 X 8 X10 ( X 8
1 X 10
1 )
X 11
3.04
X3k
1 X 8 X11( X 8
1 X 10
1 ) 1.21 X 11
电气工程基础复习题
电气工程基础复习题复习题第一章引论1.电力系统的输电方式有哪几种？直流输电与交流输电2.为什么电能要采用高电压传输？因为最合理的减少线损的途径就是提高电压3.掌握电力系统中常用设备的国标图形符号。
详见课件4.电力系统主要由哪些部分构成？发电厂，输电线路，配电系统，负荷5.电力负荷包括哪些？电灯，电热器，电动机（感应电动机，同步电动机）整流器，变频器或其他装置6.电力系统的基本参量有哪些？总装机容量，年发电量，最大负荷，年用电量，额定频率，最高电压等级7.线路电压越高，其输送功率和输送距离如何变化？输送功率越大，输送距离越远8.线路、发电机、变压器的额定电压有什么规定？线路额定电压即线路的平均电压，线路始端电压为1.05Ｘ额定值，并使末端电压不低于0.95Ｘ额定值。
发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压将比线路额定电压高5％变压器一次侧接电源，与用电设备相当，变压器一次侧额定电压等同于用电设备的额定电压（直接和发电机相连的升压变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压）；变压器的二次侧额定电压应较线路额定电压高5％。
正常时变压器二次侧电压比线路额定电压高5％，变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10％9.发电厂主要有哪些类型？火力发电厂（75％），水力发电厂（20％，迳流式，坝后式，河床式，抽水蓄能），核能发电厂（1％），其他可再生能源发电方式（4％，风力，地热，潮汐，太阳能）10.变电所有哪些类型？按功能划分：升压变电所，降压变电所按系统地位：枢纽变电所，中间变电所，地区变电所，终端变电所11.电力负荷如何分级？一级负荷，二级负荷，三级负荷；详见课本25页12.电力系统运行的特点是什么？1）电能目前还不能大量储存；2）电力系统的暂态过程非常迅速；3）供电中断有可能给国民经济和人民生活造成重大损失4）对电能质量（电压和频率）的要求十分严格，偏离规定值过多时，将导致产生废品，损坏设备，甚至出现从局部范围到大面积的停电。
电工学第七章
SBst2
KMR
FR
M 3~ KMF FR
KMR
7.3 正反转控制
Q FU
同时作用？
SBstp KMR KMF SBst1
KMF KMR
SBst2
FR
M 3~ KMF FR
KMR
Q FU SBstp KMR KMF SBst1
KMF
SBst2
KMR
FR
M 3~ KMF FR
KMR
一、电气互锁电路
第 7 章 电气自动控制
第 7 章 电气自动控制
7.1 手动控制 7.2 起停控制电路 7.3 正反控制电路 7.4 顺序连锁控制电路 7.5 行程控制
7.6 时间控制
7.1
手动控制
Q
一、刀开关（Q）
1. 作用：起接通电源的作用。 单刀：用在某一相线上 分为： 双刀：用在两相上 三刀: 用在三相上
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
三、 断路器 （Q） —— 自动开关或空气开关
1. 作用：兼有刀开关和熔断器的作用。
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
三、 断路器 （Q） —— 自动开关或空气开关
1. 作用：兼有刀开关和熔断器的作用。
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
7.2 起停自动控制
一、按钮（SB）
1. 作用: 用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。 2. 结构：
触点1
1 —常闭触点或动断触点
2 —常开触点或动合触点
触点2
3. 符号： 动断触点 动合触点
电气工程基础
电气工程基础第一章绪论1 煤炭、石油、天然气、水能、核能、风能等由自然界提供的能源，称为一次能源；在我们生活中广泛使用的电能则是由一次能源转换而成的，称为二次能源。
2 电力网：由各类升降压变电站、各种电压等级的输电线路所组成的整体。
电力网的作用是输送、控制和分配电能。
3 电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体4 动力系统：由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电站、输电线路、降压变电站和负荷等环节构成的整体。
5.电力网的分类：地方电力网：是指电压等级在35～110kV，输电距离在50km 以内的中压电力网。
区域电力网：是指电压等级在110~220kV，输电距离在50~300km 的电力网。
超高压电力网：是指电压等级在330~750kV，输电距离在300~1000km 的电力网。
6.变电站的分类:枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，它连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。
中间变电站：是指将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系起来的变电站。
一般汇集2~3 个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。
终端变电站：处于电力网末端的变电站，一般是降压变电站，也称为末端变电站。
.7 电力网的电压等级及确定原则确定原则：输送功率、输送距离、同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
国家规定，用户处的电压偏移一般不得超过±5％。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失变压器的额定电压，分一次绕组和二次绕组。
一次绕组的额定电压：降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压；升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
二次绕组的额定电压：升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％；当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％8 电力系统的特点：①电能不能大量储存；②过渡过程十分短暂；③电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系；④电力系统的地区性特点较强。
电气工程基础-第7章-电力系统的短路计算.pdf
Ø 为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此， 计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分 量以校验设备的热稳定性；
Ø 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据； Ø 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提
X L(d)*
XL Zd
XL
Sd
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 实际计算中，基准值的选择可作如下考 虑：如只有一台发电机或变压器，则可 直接取发电机或变压器的额定功率、额 定电压为基准值。如系统元件较多，为 了便于计算，通常基准功率可选取某一 整数，如100或1000MVA，或选取某一最 大容量设备的额定功率，而基准电压则 可取用网络的各级额定电压或平均额定 电压
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 电抗器通常给出其额定电压UN、额定电 流IN及电抗百分值XR（%）
X R(N )*
X R (%) 100
X R (d )*
X R (%) 100
U N Sd
3I N
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆 值
也就是说，当假设基准电压等于正常工作电压时，短路功率的 标幺值与短路电流的标幺值相等。因此
St＝It*Sd þ 短路功率的含义：一方面开关要能切断这样大的短路电流； 另一方面，在开关断流时，其触头应能经受住工作电压的作用。
因此，短路功率只是一个定义的计算量，而不是测量量。
无限大功率电源供电网络的三相短路
电工学第七章
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
C 0.01u
–
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
V o
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
V o
V N 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
VN VRp VZ Vom VR p
VN RP R1
例1：试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自 激振荡 +UCC
正反馈
RB1 C1 RB2 － RE CE
L
－
C
－
注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。
频率响应
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Ce
Rb2
Re
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
首端
三点式LC并联电路
L1 中间端 L2 尾端 C
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络
一般有 R L 则
Z L 1 R j(L ) C
1 LC
C
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
为谐振频率
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解：
（1）T3高压绕组9中性点不接地
处发生不对称接地短路：
处发生不对称接地短路：
（2）T3高压绕组9中性点直接接地
处发生不对称接地短路：
处发生不对称接地短路：
7-4如本题图示系统。当分别在 和 处发生不对称接地短路时，指定出正序网络、负序网络和零序网络。
解：
处发生不对称接地短路：正序
解：
采用有架空地线的单回架空输电线的零序阻抗
首先不考虑架空地线
返回电路的等效深度：
几何均距：
零序分量：
架空导线自身的电阻：
导线的半径： （mm）
LGJQ_600 300kV电阻. 电抗
7-3如本题图示系统，当分别在 处和 处发生不对称接地短路时，制定出下述两种运行条件下的零序网络
（1）T3高压绕组9中性点不接地
负序：
零序：
处发生不对称接地短路：正序
负序：
零序：
7-5如本题图示系统，当 点发生单相接地短路时，试作出正序、负序和零序网络。
解：
正序
负序
零序
《电气工程基础》题解（第7章）
7-1设已知三相不对称电压为： 。求正序、负序和零序电压对称分量。
解：
计算m文件
%conj(Z) = real(Z) - i*imag(Z)
Ua=80*exp(j*10*pi/180)
Ub=70*exp(j*135*pi/180)
Uc=85*Leabharlann xp(j*175*pi/180)a=exp(j*120*pi/180)
aa=exp(j*240*pi/180)
Ua0=1/3*(Ua+Ub+Uc)
Ua1=1/3*(Ua+a*Ub+aa*Uc)
Ua2=1/3*(Ua+aa*Ub+a*Uc)
RUa0=abs(Ua0)
RUa1=abs(Ua1)
RUa2=abs(Ua2)
AgUa0=angle(Ua0)/pi*180
RUa0 = 29.9635
RUa1 = 36.8571
RUa2 = 62.5999
AgUa0 = 128.0383
AgUa1 = 8.2703
AgUa2 = -13.8724
因为：
所以
零序分量：
正序分量：
负序分量：
验证：
7-2某330kV线路，三根导线水平布置。相间距离为8m，每根导线采用LGJQ-600型（轻型钢芯绞线，额定截面为600 ），大地电阻率为100 ，试计算输电线路的零序电抗。
AgUa1=angle(Ua1)/pi*180
AgUa2=angle(Ua2)/pi*180
结果：
a=-0.5000 + 0.8660i
aa = -0.5000 - 0.8660i
Ua0 = -18.4631 +23.5992i
Ua1 = 36.4738 + 5.3017i
Ua2 = 60.7740 -15.0090i