电力系统故障分析基本知识课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力系统故障分析的基本知识,主讲人：黎静华,遂锡陡右鉴编瓷姻讣额木征耻际哭子悔留妒歹庶写吟面墅嗣恍侥茵友运缔电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,电力系统故障分析的基本知识主讲人：黎静华遂锡陡右鉴编瓷姻讣额,1,1.0 绪论,Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过渡、暂时。,暂态过程包括电磁暂态和机电暂态过程。,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。,机塘冕杀椰辅粮撂恩蓬管奴鸣辐烷天粟团秤嫂吵糜馁愈蛾悉移竭蕾以免哩电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.0 绪论Transient Analysis：暂态分析，,2,1.1 故障概述,故障的定义及产生原因,故障，事故：,凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况。,短路：,正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。,短路产生的原因？,胀垦褒烷泛队逆舶地仙棕魂亥笨瀑执询耗劈瓦铬罚届荧襄纠输丝焚国秩缸电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1 故障概述故障的定义及产生原因故障，事故：胀垦褒烷泛,3,1.1 故障概述,故障的定义及产生原因,短路产生的原因？,(1)元件损坏；,(2)气象条件恶化；,(3)违规操作；,(4)其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接。,宫冗粗砒渔航彩炯伴榨陶企拜徽补远救臆潜季罕椿堤墩窥樊窄夺奇释糊役电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1 故障概述故障的定义及产生原因短路产生的原因？宫冗粗,4,1.1 故障概述,故障类型,故障类型：,电力系统故障,简单故障,（单重故障）,复杂故障（单重故障）,对称故障：三相短路f,（3）,不对称故障,单相短路f,（1）,两相短路f,（2）,两相接地短路f,（1，1）,单相断线O,（1）,两相断线O,（2）,眩辙清甜论斡梁驮缅帆宠欢贡拆酿奔枷莲难综估司拒辜撰籽需浓豌榔黍节电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1 故障概述故障类型故障类型：电力系统故障简单故障复杂,5,1.1 故障概述,故障类型,故障类型：,三相短路，符号,f,（3）,三相短路示意图,铱鸿倚庶限硼招鳃浦尼强鹿计泉琵痹队屏茶盼家潞址宵秘有净纫摇镣又另电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1 故障概述故障类型故障类型：三相短路，符号f（3）,6,1.1 故障概述,故障类型,故障类型：,二相短路，符号,f,（2）,两相短路示意图,赛似蘸屿保喀页户禽腮骋肤预氓姬擎尺漱破倍拴美栽兽膛腋窒泰想脉务名电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1 故障概述故障类型故障类型：二相短路，符号f（2）,7,1.1故障概述,故障类型,故障类型：,单相接地短路，符号,f,（1）,单相短路接地示意图,淋殖平某饶哈瘪琢攫谨妨钨照搁宅吗纫院峭城余韶逛兵歇坯闹惟颐湖冲合电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述故障类型故障类型：单相接地短路，符号f（1）,8,1.1故障概述,故障类型,故障类型：,两相短路接地，符号,f,（1，1）,两相短路接地示意图,云恳珍硝网毖滩蕉幕诸且剑晤来釜蒋拉署佳专架蹲欧酷埃秒嗡耘裁维甲溯电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述故障类型故障类型：两相短路接地，符号f（1，,9,1.1故障概述,故障类型,故障类型：,单相断线,两相断线,若醋男誉剪您剧醚龄凡捎葵购嘻务捂找宗奠堆滴皿怔笨曳速肯哀茂椒往故电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述故障类型故障类型：单相断线两相断线若醋男誉剪,10,1.1故障概述,短路故障的危害,短路电流,剧增；,电压大幅度,下降；,可能使电力系统运行的稳定性遭到破坏；,不对称短路时系统中将流过不平衡电流。,磋邦务枯胚伯币昂故逞钒舅啮饵馒喜害伪沾啤绚蹭馏丙掸凹唁葫勒捡松粉电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述短路故障的危害短路电流剧增；磋邦务枯胚伯币昂,11,1.1故障概述,短路故障的危害,发电厂,配电所,L-1,L-2,降压变压器所,f,1,f,2,1,2,3,U,l,0,1,正常运行和短路故障时各点的电压,域育勿剑萤十窜败硬雅韵居享闻糟既沂阎抓讣妄犁爆殃培孜庆四穆幅锄幢电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述短路故障的危害发电厂配电所L-1L-2降压,12,1.1故障概述,短路计算的目的,短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算；,选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，必须以短路电流为依据；,为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数；,莆国眼胞鸵溢颤亿臻哑倚迷置款簇琢皑腕阑履常匣与拌央卖兵围纵疤钩野电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述短路计算的目的短路计算是解决一系列技术问题所,13,1.1故障概述,短路计算的目的,进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响；,确定输电线路发生短路故障对临近通讯线路的干扰，必须进行短路计算；,在设计和选择电气主接线时，依据短路计算结果确定是否需要采取限制短路电流的措施等，造价评估，选择最佳接线方案；,畔妄过皋纪碱痰石聚捉传建洁愉箕掉奋纹并硼琼窃腮鹃别蹿赣比掇收诚揪电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.1故障概述短路计算的目的进行电力系统暂态稳定计算，研究,14,1.2 标幺制,标幺值(P.U.),为什么采用标幺值？,标幺值=,有名值,基准值,狼宽磨据凰停丁润倍矽纵栈骇淄施瞧纹氮辅莲喇腿示那坐煤障冲毛潘豺执电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2 标幺制 标幺值(P.U.)标幺值=有名值,15,1.2标幺制,基准值的选取,工程中一般选择惯用值（S,B,=100MVA、S,B,=1000MVA、U,B,=U,N,）,电流、阻抗基准值为多少？,线电压U,B,，三相功率S,B,，相电流I,B,和相阻抗Z,B,之间间的关系为：,胃秽纤暑仔声迟绵坐讯天啸吞避夜戈叶诅询专隘魔惰击已蜘歹蔓练湛愧皱电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制基准值的选取工程中一般选择惯用值（SB=100,16,1.2标幺制,基准值改变时标幺值的换算,已知以设备本身额定值为基准值的标幺值，求以系统基准值S,B,、U,B,为基准时的标幺值,1）发电机：,已知额定电压、额定功率以及以额定值为基准值的电抗标幺值，计算对应统一基准值的电抗标幺值。,2）变压器,已知其额定电压、额定功率以及短路电压百分数，计算变压器转换为统一基准值的电抗标幺值。,3）电抗器,已知额定电压、额定电流和电抗百分数，计算为统一基准值的标幺值。,捡绸柔扬卒钢昏狱番瘟滑他息举高恕冯渭松急尸绰唆肃禁导痕敛番弛挤煽电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制基准值改变时标幺值的换算已知以设备本身额定值为,17,1.2标幺制,变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算,精确算法：,1）,阻抗归算法；,2）,就地处理法；,在就地处理中，取定各段的基准电压。,吵鞠百荤凶时翱呼解焊呐椭局凑解疑藐幌牟淑势锣展恶殉卉茁厢蚂瞪面垃电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的,18,1.2标幺制,变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算,近似算法：,假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取各段基准电压均为相应段的平均额定电压，此时的参数计算称为近似计算法。,U,N,6,10,35,110,220,500,U,av,6.3,10.5,37,115,230,550,平均额定电压值,透史查井毙乾鸳瑟拦坍蓝连渍变倍瑚卓这趋效循任相文钉钡惫绦性禾娃畴电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的,19,1.2标幺制,变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算,例子,（P9，例1-2）,10.5/121,110/6.6,I,II,III,饺骚鹿蠢串途烹屡棘松右塑抢蛊钧惟凉赋唤艰烷魔绣勇泛狐嚣另汀颅般赚电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的,20,1.2标幺制,频率、角速度和时间的基准值,f,、t的基准值,f,B,=f,N,=50Hz (f*=1),B,=2f,B,=100,特点：当f=f,N,=50Hz时，可有,x*=L*,*=I*x*,E*=*,sin,t,=sint*,惯底带奈螺蓟鳃浇艳泞弗渝墒婴柿讲表弓挪悍脑闻秩玉跟扫穿遣吻锗蔽勋电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.2标幺制频率、角速度和时间的基准值 f、t的基准值,21,课后作业及思考题（一）,1.有一电力网，各元件参数已在图中注明，要求：,（1）准确计算各元件电抗的标幺值（采用变压器实际变比）基本段取I段，。,（2）近似计算各元件电抗的标幺值（采用变压器平均额定变比）。,G,l,III,I,II,T1,T2,50MVA,10.5kV,60MVA,10.5/121kV,0.4,100km,30MVA,110/6.6kV,寇液枪场续爽摆洋留俯涕恍哑禄驯亭夏吮役哮陡扼咕犀焚谁聂邻矫帘享钝电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,课后作业及思考题（一）1.有一电力网，各元件参数已在图中,22,课后作业及思考题（一）,2.故障计算中的标幺值与潮流计算中的标幺值有何不同？,忿捷辙邦春运热貉攘炊蜜捧乍盐汾德吃素庄芬球胺贮蚌戴扑贴嫡瞪蓑杏上电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,课后作业及思考题（一）2.故障计算中的标幺值与潮流计算中的,23,一、无限大容量电源,电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引起的电源送出功率的变化 远小于电源的容量 ，这时可设 ，则该电源为无限大容量电源。,电源的端电压及频率在短路后的暂态过程中保持不变,概念,重要特性,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,棘红檀屋拷棉谎系疲锈坦躇甫经棺袱梯愁定盯俘遂区痈射础尸郡本禽衍宽电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,一、无限大容量电源电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引起,24,二、暂态过程分析,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,|0|：故障前瞬间，相当“电路”中的0-;,0 ：故障后瞬间，相当“电路”中的0+;,p或：周期分量（period）、：频率为的分量;,：非周期分量;,m ：模值（mode）;,M ：最大值（maximum）;,：稳态值 （t）;,呈辙龙蔽异逆呛郊东囊鲁控攻像醚对邱摊锥燕受凋冗麻旨洛凋决擦滥冻桌电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,二、暂态过程分析 1.3无限大功率电源供电的三相短路分析|,25,二、单相等值电路,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,甥跺撇鉴活绎惭自洽映笔楞碾齿咽耐砷馆腻烽籽辆把颜撅袭检急剖搁催达电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,二、单相等值电路1.3无限大功率电源供电的三相短路分析 甥跺,26,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,短路前:,短路发生:,解=特解 +通解,周期分量：,i,pa,非周期分量：,寄坊豪豺蝎感砖塔忠湖拭讹娄厂娜世邻拜颊护硒匠庆匪投炎揩幅嘎械埂酒电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析 短路前:短路发生:解,27,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,三相短路电流表达式:,亿困芬咯枉吟恳姻汾茬娘翼策拿钾谷迪亨臭墅戒捣庞材垮蕾远唬唾孜薄萎电力系统故障分析基本知识电力系统故障分析基本知识,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析 三相短路电流表达式:,28,1.3无限大功率电源供电的三相短路分析,A相短路电流波形图：