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第14章 什么叫短路?什么是对称短路?什么是不对称短路?(1)

什么叫短路?什么是对称短路?什么是不对称短路?

短路:是指电路中电源向负载的两根导线不经过负载而相互直接接通,就发生了电源被短路的情况。这时电路中的电流可能增到远远超过导线所允许的电流限度。

电力系统短路是指一相或多相载流导体接地(相与地之间短接)或相与相之间短接。在三相系统中短路的基本类型有:三相短路——K(3);两相短路——K(2);单相接地短路(单相短路——K(1)以及两相接地短路——K(1.1)。

对称短路:是指当三相短路时,由于被短路回路的三相阻抗可以认为相等,因此三相短路电流和电压仍是对称。

不对称短路:是指在发生非三相短路时,不仅每相电路中的电流和电压数值不相等,它们的相角也不相同。

电力系统发生短路的主要原因有哪些?

(1)电气设备或载流部分的绝缘破坏。

(2)大气过电压(雷过电压),操作过电压。

(3)绝缘陈旧老化和机械损伤以及设计、安装、运行维护不良。

(4)设备缺陷未发现和未及时消除。

(5)输电线路断线倒杆事故,树枝引起接地等。

(6)运行人员不遵守操作和安全工作规程而造成误操作。

(7)小动物及鸟类造成接地或相间短路等。

中性点直接接地系统和中性点不接地系统的短路各有什么特点?

在中性点直接接地的电力系统中,以单相接地的故障最多,约占全部短路故障的70%以上,两相短路和两相接地短路分别约占10%,而三相短路一般只占5%左右。

在中性点不直接接地的电力系统中,短路故障主要是各种相间短路故障,包括不同两相接地短路。在这种中性点不直接接地电力系统中,单相接地不会造成故障,仅有不大的电容性电流流过,对电气设备基本无影响,但中性点发生偏移,对地具有电位差,其相间电压不平衡,而线电压仍保持不变,即三相线电压仍为平衡的,故仍可允许运行一段时间(一般为2h)。

电力系统发生短路会产生什么后果?

(1)短路时的电弧、短路电流和巨大的电动力都会使电器设备遭到严重破坏或缩短使用寿命。

(2)使系统中部分地区的电压降低,给用户造成经济损失。

(3)破坏系统运行的稳定性,甚至引起系统振荡,造成大面积停电或使系统瓦解。

(4)巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场,尤其是不对称短路所产生的不平衡交变磁场,会对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及控制系统产生干扰。

电力系统限制短路电流的措施有哪些?

(1)在发电厂内采用分裂电抗器与分裂绕组变压器(在短路时可增加回路电抗)。

(2)在电路电流较大的母线引出线上采用限流电抗器。

(3)对大容量的机组采用单元制的发电机-变压器组接线方式。

(4)在发电厂内将并列运行的母线解列。

(5)在电力网中采用开环运行等方式以及电网间用直流联络线等。

什么叫电力系统的横向故障?

什么叫电力系统的纵向故障?电力系统的短路通常称为横向故障。它是指在网络的节点处出现了相与相之间或相与零电位之间不正常接通的情况。电力系统不对称故障的另一种类型是纵向故障,它指的是网络中的两个相邻节点(都不是零电位)之间出现了不正常断开或三相阻抗不相等的情况。

什么叫系统解列?

电力系统发生事故跳闸后,将电力系统分成两个或两个以上的部分,称为系统解列。

什么是系统振荡?

电力系统正常运行时,系统中的发电机都处于同步运行状态(并联运行的各发电机都有相同的电角度),在这种状态下,各发电机运行参数具有接近不变的数值,即稳定运行状态。当系统受到某一扰动(突然甩负荷,系统短路或切除线路)后,系统中的发电机失去稳定运行,各发电机之间失去同步,各发电机的电流、电压、功率等运行参数在某一数值来回剧烈摆动,这一现象称为系统振荡。

系统振荡有哪些现象?

系统振荡时会有下列现象:

(1)发电机、变压器、联络线、电流表、电压表、功率表的指示周期性剧烈来回摆动。

(2)连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大。电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心,每一周期约降低至零值一次。随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少。如果联络线的阻抗较大,两侧电压的电容也很大,则线路两端的电压振荡是较小的。

(3)失去同期的电网,虽然有电气联系,但仍有频率差出现,系统送电端的频率升高,受电端的频率降低。

(4)发电机发出与表计指示摆动相应的轰鸣声,发电机的强励反复动作。

(5)全厂(所)照明忽明忽暗。

(6)高频收发信机会频繁收信或发信。

(7)电流保护和阻抗保护可能启动或误动(未装闭锁装置时)。

引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?

(1)输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏。

(2)电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电站设备,负荷瞬间发生较大突变等,造成电力系统暂态稳定破坏。

(3)环状系统(或并列双回路)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引起动稳定破坏而失去同步。

(4)大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增长或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏。

(5)电源间非同步合闸未能拖入同步。

系统最长振荡周期一般按多少考虑?

除了预定解列点外,不允许保护装置在系统振荡时误动作跳闸。如果没有本电网的具体数据,除大区系统间的弱联系联络线外,系统最长振荡周期可按1.5s考虑。

什么叫低频振荡?产生的原因是什么?

并列运行的发电机间在小干扰下发生的频率0.2~2.5Hz范围内的持续振荡现象叫低频振荡。

低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应,常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。

电力系统振荡和短路的区别是什么?

(1)振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的。此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化的幅度很大。

(2)振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功率的变化而改变;而短路时,电流与电压之间的角度是基本不变的。

(3)振荡时系统三相是对称的,没有负序和零序分量;而短路时系统的对称性破坏,既使发生三相短路,开始时也会出现负序分量。

什么是电压崩溃?什么叫频率崩溃?

如果电力系统运行电压已经等于(或低于)临界电压,那么,若扰动使负荷点的电压再下降,将使无功电源永远小于无功负荷,从而导致电压不断下降最终到零。这种电压不断下降最终到零的现象称为电压崩溃。或者叫做电力系统电压不稳定。

如果电力系统运行频率已经等于(或低于)临界频率,那么,如扰动使系统频率再下降,将迫使发电机出力减少,从而使系统频率进一步下降,有功不平衡加剧,形成恶性循环,导致频率不断下降最终到零。这种频率不断下降最终到零的现象称为频率崩溃。或者叫做电力系统频率不稳定。

什么叫“标幺值”?

“标幺值”是指一个有名值A与另一个作为基准值的有名值B的比值A/B,称为A相对与基准值B的标幺值。基准值B应与A同单位,故标幺值是一个无单位的比值数。

什么是对称分量法?

由线性数学计算可知:三个不对称的相量,可以惟一地分解为三组对称的相量(分量)。因此,在线性电路中,系统发生不对称短路时,将网络中出现的三相不对称的电压和电流,分解为正、负、零序三组对称分量,分别按对称三相电路去解,然后将其结果叠加起来。这种分析不对称三相电路的方法叫对称分量法。

什么是正序分量、负序分量、零序分量?

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