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第 七 章對 稱 故 障SF6 斷 路 器 設 備 ( 本 圖 由 PacifiCorp 公 司 提 供 )。

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路為 了 計 算 電 力 系 統 發 生 三 相 短 路 故 障 時 之 次 暫 態 故 障 電流 , 本 節 作 了 下 述 幾 點 假 設 :1. 變 壓 器 由 漏 電 抗 來 等 效 代 表 , 且 變 壓 器 之 繞 線 電 阻 、 並 聯導 納 、 以 及 Δ–Y 之 相 位 移 等 , 均 予 以 忽 略 。2. 傳 輸 線 以 等 效 串 聯 電 抗 表 示 , 且 串 聯 電 阻 及 並 聯 導 納 均 予以 忽 略 。3. 同 步 機 則 以 定 電 壓 源 串 聯 一 次 暫 態 電 抗 來 等 效 表 示 , 且 電樞 電 阻 、 凸 極 特 性 以 及 飽 和 情 形 均 予 以 忽 略 不 計 。4. 所 有 非 旋 轉 性 之 阻 抗 負 載 均 予 以 忽 略 不 計 。5. 額 定 值 小 於 50 馬 力 之 感 應 電 動 機 予 以 忽 略 , 若 要 將 其 考 慮進 來 , 則 其 表 示 法 與 同 步 電 機 均 同 。歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 349

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路圖 7.3 以 同 步 發 電 機 供 電 給 同 步 電 動 機 之 系 統 單 線 圖歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 349

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路圖 7.4 應 用 重 疊 定 理 於 電 力 系 統 三 相 短 路 中 之 情 形(a) 三 相 短 路歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 350

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路圖 7.4 應 用 重 疊 定 理 於 電 力 系 統 三 相 短 路 中 之 情 形(b) 以 兩 個 極 性 相 反 之 電 壓 源 代 表 短 路歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 350

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路圖 7.4 應 用 重 疊 定 理 於 電 力 系 統 三 相 短 路 中 之 情 形(c) 應 用 重 疊 定 理歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 350

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路圖 7.4 應 用 重 疊 定 理 於 電 力 系 統 三 相 短 路 中 之 情 形(d) 設 定 V F 為 故 障 處 之 故 障 前 電 壓 值歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 350

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路 圖 7.3 所 示 為 一 系 統 單 線 圖 , 其 包 含 了 一 個 同 步 發 電 機 ,兩 個 變 壓 器 , 一 條 傳 輸 線 以 及 一 個 同 步 電 動 機 。今 若 假 設 在 匯 流 排 1 處 發 生 某 個 三 相 短 路 , 則 其 正 序 等 效電 路 即 如 圖 7.4(a) 所 示 , 其 中 E g ’’ 及 E m ’’ 分 別 代 表 故 障發 生 前 與 次 暫 態 電 抗 連 接 之 電 壓 源 之 內 電 勢 , 又 開 關 SW之 閉 合 即 模 擬 故 障 之 發 生 。在 此 為 了 計 算 次 暫 態 故 障 電 流 , 我 們 並 假 設 E g ’’、E m ’’ 均為 定 值 電 壓 源 。歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 349

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路在 圖 7.4(b) 中 , 故 障 點 係 以 兩 個 大 小 相 同 且 極 性 相 反 之 電壓 源 V F 表 示 。由 圖 7.4(c) 的 兩 個 電 路 , 再 加 上 重 疊 定 理 之 應 用 , 即 可 計算 出 故 障 電 流 。 必 須 注 意 的 是 , 若 V F 等 於 故 障 點 在 故 障 發 生 前 之 電 壓 ,則 圖 7.4(c) 之 第 二 個 線 路 即 可 視 為 故 障 發 生 前 之 系 統 情形 。因 此 ,I’’ F2 =0, 且 V F 對 系 統 並 無 任 何 的 影 響 , 並 可 將 其從 第 二 個 線 路 圖 中 予 以 移 除 , 即 如 圖 7.4(d) 所 示 。歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 349

7.3 電 力 系 統 之 三 相 短 路經 由 圖 7.4(d) 的 第 一 個 電 路 圖 , 可 計 算 出 次 暫 態 故 障 電流 , 即 I’’ F =I’’ F1 。在 本 電 路 中 , 因 發 電 機 所 導 致 之 故 障 電 流 部 分 為 I’’ g =I’’ g1 +I’’ g2 =I’’ g1 +I L , 其 中 I L 為 故 障 發 生 前 之 發 電 機 電流 , 同 時 亦 可 推 得 ,I’’ m =I’’ m1 -I L 。歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 349

例 題 7.3 電 力 系 統 中 之 三 相 短 路 電 流如 圖 7.3 所 示 之 同 步 發 電 機 , 以 額 定 MVA, 功 率 因 數0.95 落 後 , 且 高 於 額 定 電 壓 5% 之 情 形 下 運 轉 , 若 匯 流 排1 發 生 直 接 三 相 短 路 故 障 , 試 分 別 計 算 下 列 各 值 , 並 以 標么 值 表 示 。(a) 次 暫 態 故 障 電 流 。(b) 忽 略 故 障 前 之 電 流 後 , 試 計 算 次 暫 態 發 電 機 電 流 及 電動 機 電 流 。(c) 將 故 障 發 生 前 之 電 流 一 併 考 慮 後 , 計 算 次 暫 態 發 電 機電 流 及 電 動 機 電 流 。歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 350

例 題 7.3 電 力 系 統 中 之 三 相 短 路 電 流 ( 解 答 a )如 圖 7.4 所 示 為 電 抗 的 標 么 值 。 在 圖 7.4(d) 之 第 一 個 電 路圖 中 , 由 故 障 點 看 進 去 之 戴 維 寧 阻 抗 可 計 算 為發 電 機 故 障 前 之 端 電 壓 為因 此 次 暫 態 故 障 電 流 為歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 351

例 題 7.3 電 力 系 統 中 之 三 相 短 路 電 流 ( 解 答 b ) 於 圖 7.4(d) 之 第 一 個 電 路 圖 中 , 應 用 電 流 分 流 定 理 可 得 :歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 351

例 題 7.3 電 力 系 統 中 之 三 相 短 路 電 流 ( 解 答 c ) 發 電 機 的 電 流 基 準 值 為 : 且 發 電 機 故 障 前 之 電 流 為 :歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 351

例 題 7.3 電 力 系 統 中 之 三 相 短 路 電 流 ( 解 答 c ) 所 以 發 電 機 和 電 動 機 之 次 暫 態 電 流 ( 包 含 故 障 前 之 電 流 )為 :歐 亞 書 局黃 世 杰 / 電 力 系 統 / 第 7 章P. 351