电力系统分析第7章.ppt

* 电力系统分析 Power System Analysis( 七、电力系统故障分析的基本知识) * 第一页，共三十五页。 第七章 电力系统故障分析的基本知识 主要内容 1、短路的一般概念 3、无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 2、标幺制的近似计算法 第二页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 故障:一般指短路和断线,分为简单故障和复杂故障 简单故障:电力系统中的单一故障 复杂故障:同时发生两个或两个以上故障 短路:指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 断线:也称纵向故障，例如一相断线使系统发生两相运行的非全相运行情况。 一相断线或两相断线故障也属于不对称故障，其分析计算方法与不对称短路故障类似。 　 第三页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 表1-1 各种短路的示意图和代表符号 一、短路的类型 短路类型 示意图 符号 发生的机率 三相 短路 f(3) 5% 二相 短路 f(2) 10% 二相接地 短路 f(1,1) 20% 单相接地 短路 f(1) 65% 对称 不对称 第四页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 ①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。 ②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 ③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 ④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 二、短路的主要原因 第五页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 (1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应，导体 间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。 (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并 列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造 成大面积停电，这是短路最严重的后果。 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通信 线路感应出电动势,影响通讯. 三、短路的危害 第六页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 (1)限制短路电流（加电抗器） 。 (2)继电保护快切。 (3)结线方式。 (4)设备选择. 四、减少短路危害的措施 第七页，共三十五页。 §7.1 短路的一般概念 五、计算短路电流的目的 短路电流计算结果 是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆 等）的依据； 是电力系统继电保护设计和整定的基础； 是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据， 根据它可以确定限制短路电流的措施。 第八页，共三十五页。 §7.2 标幺制 一、计算短路电流的基本假设 1、以电网的平均电压取代元件的额定电压 同一电压级中各元件的额定电压可能不一样 线路首端，升压变压器二次侧高出10% 线路末端，降压变压器一次侧UN 发电机高出5% 简化计算——同一电压级中各元件的额定电压相同，数值上=平均电压，Uav=(1.1UN+UN)/2=1.05UN 2、高压电网只计及电抗,当RdΣ XdΣ/3时,忽略RdΣ 第九页，共三十五页。 §7.2 标幺制 二、具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立(近似法) 1、发电机 有名值 T1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1 U2 U3 U4 x1*j x2*j x3*j x4*j x5*j x6*j 采用平均电压后简化计算,无需考虑变压器变比归算 取U4为基本级 归算到基本级 第十页，共三十五页。 §7.2 标幺制 2、变压器 3、输电线 第十一页，共三十五页。 §7.3 无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 恒定电势源（又称无限大功率电源），是指端电压幅值和频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零。 一、三相短路的暂态过程 简单三相电路短路 第十二页，共三十五页。 §7.3 无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 短路前电路处于稳态：其a相的表达式为 第十三页，共三十五页。 §7.3 无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 a相的微分方程式如下： 其解就是短路的全电流，它由两部分组成： 周期分量和非周期分量。 假定t＝0时刻发生短路 第十四页，共三十五页。 §7.3 无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 a相的微分方程式如下： 其解就是短路的全电流，它由两部分组成： 周期分量和非周期分量。 假定t＝0时刻发生短路 第十五页，共三十五页。 §7.3 无穷大功率电源供电的三相短路电流分析 短路电流的强制分量,