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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(xiàn)與大地成等電位狀態(tài),,既該相線(xiàn)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(xiàn),,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(xiàn)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(xiàn)覆冰引起架空線(xiàn)倒桿斷線(xiàn)造成短路;架空線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)變形,使母線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路弧垂一致并符合安全規(guī)定,,保證架空線(xiàn)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(xiàn),、誤操作,。
5.7 一旦發(fā)生故障,要從電力系統(tǒng)中把故障線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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?,F(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(huà)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(huà)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(xiàn)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(huà)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:
一,、系統(tǒng)特色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(huà),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(xiàn)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(xiàn)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,。或者要求變電站(所)已經(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:
如上圖所示,,在無(wú)人值守的變電站一級(jí)建立視頻和環(huán)境監(jiān)控體系,,將多個(gè)變電站的視頻和數(shù)據(jù)信息通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到分控中心。多個(gè)分控中心本著負(fù)荷分擔(dān)的原則,,對(duì)所屬各變電站信息進(jìn)行分析處理,,進(jìn)行相應(yīng)的顯示、錄像和控制,,同時(shí)可以通過(guò)電力系統(tǒng)提供的通訊網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心,。監(jiān)控中心根據(jù)需要選擇觀察前端變電站的信息,并為省一級(jí)的控制中心預(yù)留通訊接口,,可以隨時(shí)將信息上報(bào),,供統(tǒng)計(jì)分析之用。如前 1.1 前端變電站數(shù)量所敘,,當(dāng)前端變電站數(shù)量n大于64時(shí),,為了系統(tǒng)的整體性能穩(wěn)定,我們需要建立分控中心,;分控中心只需增加相應(yīng)的業(yè)務(wù)臺(tái)即可,。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(xiàn),。
3,、鳥(niǎo)獸跨接導(dǎo)線(xiàn)引起短路。
4,、運(yùn)行人員誤操作(如檢修后未拆除地線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)方式
電網(wǎng)的接線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)方式,;如果是發(fā)生的地點(diǎn)是在降壓變電所的話(huà),,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,??傮w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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路的利用率,,確保線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路1:鋼芯鋁絞線(xiàn)lgj-120,,截面積120㎜2,,長(zhǎng)度為100㎞,每條線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0(1)=0.408ω/㎞,;每條線(xiàn)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(xiàn)路2:鋼芯鋁絞線(xiàn)lgj-150,,截面積150㎜2,長(zhǎng)度為100㎞,,每條線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0(1)=0.401ω/㎞,;每條線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容b0(1)=2.85×10﹣6s/㎞。
線(xiàn)路3:鋼芯鋁絞線(xiàn)lgj-185,,截面積185㎜2,,長(zhǎng)度為100㎞,每條線(xiàn)路單位長(zhǎng)度的正序電抗x0(1)=0.394ω/㎞,;每條線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路電抗標(biāo)幺值
公式⑤
式中
——線(xiàn)路單位長(zhǎng)度電抗,;
——線(xiàn)路長(zhǎng)度,,km;
——基準(zhǔn)容量,,mva,;
——輸電線(xiàn)路額定平均電壓,基準(zhǔn)電壓,,kv,。
輸電線(xiàn)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(xiàn)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??;y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(xiàn)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(xiàn)路和無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn),。
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(xiàn)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