[工程科技]1暂态第一章故障分析的基本概念.ppt

电力系统暂态分析 Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过渡、暂时 物理特点：由一个状态（初始状态）变化到另一状态（终止状态）的过程分析， 数学特点：用微分方程描述的过程分析。 应用：电力系统设计、规划、控制等； 第一章 电力系统故障分析的基本知识 本章的主要内容是简单介绍电力系统产生故障的原因、故障的种类、故障的分类、故障的危害、短路计算的目的。 目录 第一节 故障概述 第二节 标么制 第三节 无限大功率电源供电的三相短路电流分析 第一节 概述 故障，事故，短路故障：正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。 1．故障类型（电力系统故障分析中） 名称 图示 符号 产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。 如：例如架空输电线的绝缘子，电气设备载流部分的绝缘材料在运行中损坏，运行人员在线路检修后末拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障 电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分 短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害： 1、短路电流值大大增加，短路点的电弧有可能烧坏电气设备，短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。 2、导体也会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形，甚至损坏。 3、短路还会引起电网中电压降低，特别是靠近短路点处的电压下降得最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。 4、破坏系统的稳定，引起大片地区停电 5、不对称接地短路所引起的不平衡电流产生不平衡磁通 为了减少短路对电力系统的危害，可以采取限制短路电流的措施：如加电抗器。 短路问题是电力技术方面的基本问题之一。掌握短路发生以后的物理过程以及计算短路时各种运行参量(电流、电压等)的计算方法是非常必要的 分类： 形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行） （横向与纵向） 分析方法上：不对称故障、对称故障（f（3）） 计算方法上：并联型故障、串联性故障 简单故障：在电力系统中只发生一个故障。 复杂故障：在电力系统中的不同地点 （两处以上）同时发生不对称故障。 第二节 标幺制 一 、 标幺值(P.U.) 三相电路中基准值的基本关系: 稳态分析： , 其中：SB：三相功率 UB：线电压 IB：星形等值电路中的相电流 ZB：单相阻抗 短路分析中：ZB：单相阻抗---故障分析中的等值电路计算与稳态分析相同 IB：星形等值电路中的相电流 UB：相电压？ 三、基准值改变时标幺值的换算 进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。 若已知以设备本身额定值为基准值的标幺值X*(N)，求以系统基准值SB、UB为基准时的标幺值X*(B). 例如：已知US%，STN，求在系统基准容量SB时的标幺值电抗？ 四、变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标么值的计算 用标么值计算时，也就是在各元件参数的有名值归算到同一个电压等级后，在此基础上选定统一的基准值求各元件参数的标么值的。 下面分别介绍准确计算法和一种近似计算法。短路电流计算一般采用近似计算法。 (一)准确计算法 即，准确计算法有3种， ⑴ 阻抗归算法； （阻抗按变压器实际变比归算，简单网络较方便） ⑵ 就地处理法； （基准电压按变压器实际变比归算，大网络计算较方便） ⑶ 在就地处理中，取定各段的基准电压（不一定按变压器实际变比作基准电压归算），则可出现1：k*的理想变压器，然后再将1：k*变压器用π形等值电路表示。 （二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Ua f、ω、t的基准值 fB=fN=50Hz (f*=1) ωB=2ωfB=100π 第三节 无限大功率电源供电的三相短路分析 本节将分析图所示的简单三相电路中发生突然对称短路的暂态过程。 在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。这种电源称为无限大功率电源。这个名称从概念上是不难理解的： （1）电源功华为无限大时，外电路发生短路(—种扰动)引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率(对应于同步电机的转速)保持恒定； （2)无限大功率电源可以看作是由无限多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。 往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对大小来判断电源能否作为无限大功率电源。若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗曲1