电力系统暂态分析PPT王洪涛_精品文档.ppt
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电力系统暂态分析电力系统暂态分析暂态分析，瞬变、过渡、暂时暂态分析，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，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。
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。
应用：
电力系统设计、规划、控制等。
绪绪论论第一章第一章电力系统故障分析的基本知识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、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。
短路计算的目的。
介绍标幺制在故障分析中的应用。
介绍标幺制在故障分析中的应用。
最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相短最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相短路电流分析。
路电流分析。
目录目录第一节第一节故障概述故障概述第二节第二节标么制标么制第三节第三节无限大功率电源供电的三相短路无限大功率电源供电的三相短路电流分析电流分析第一节第一节概述概述故障，事故，短路故障：
正常运行情况故障，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。
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）故障类型（电力系统故障分析中）名称名称图示图示符号符号三相短路三相短路二相短路二相短路f（3）f：
faultf
（2）单相短路接地单相短路接地二相短路接地二相短路接地一相断线一相断线二相断线二相断线f
（1）f（1.1）名称名称图示图示符号符号发生短路故障的主要原因发生短路故障的主要原因雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等线履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等自然的污秽加重降低绝缘能力自然的污秽加重降低绝缘能力运行人员违反安全操作规程而误操作，例如线路运行人员违反安全操作规程而误操作，例如线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。
或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。
产生短路的主要原因是电气设备载流部分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。
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电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分路部分短路对电力系统的正常运行和电气设备有短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害：
很大的危害：
1、短路电流值大大增加，短路点的电弧有、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的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。
坏。
2、导体也会受到很大的电动力的冲击，致、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。
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、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。
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、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、不对称接地短路所引起的不平衡电流产生不平衡磁通生不平衡磁通为了减少短路对电力系统的危害，可以采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。
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。
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路时各种运行参量（电流、电压等电流、电压等）的计算方法的计算方法是非常必要的。
是非常必要的。
短路电流计算的主要目的为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据。
为此，定性提供依据。
为此，计算短路冲击电流以校验设备计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；的热稳定性；为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据必要的数据；为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。
并正确整定其参数提供可靠的依据。
故障分析的分类：
故障分析的分类：
形式上又可称为短路故障、断线故障（非形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行）全相运行）（横向与纵向）（横向与纵向）分析方法上：
不对称故障、对称故障分析方法上：
不对称故障、对称故障（ff（33）计算方法上：
并联型故障、串联性故障计算方法上：
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。
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。
处以上）同时发生不对称故障。
第二节第二节标幺制标幺制一一、标幺值标幺值与稳态中有所不同，故障计算时近似计与稳态中有所不同，故障计算时近似计算。
故标么值也是用近似计算。
算。
故标么值也是用近似计算。
标幺值标幺值=有名值有名值基准值基准值二二、基准值的选取基准值的选取基准值的选取有一定的随意性，工程中一般基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯用值（选择惯用值（SSBB=100MVA=100MVA、SSBB=1000MVA=1000MVA、UUBB=U=UNN）三相电路中基准值的基本关系三相电路中基准值的基本关系:
稳态分析：
稳态分析：
其中：
其中：
SB：
三相功率三相功率UB：
线电压线电压IB：
星形等值电路中的相电流星形等值电路中的相电流ZB：
单相阻抗：
单相阻抗短路分析中：
短路分析中：
ZB：
单相阻抗：
单相阻抗-故障分析中的等值电路计算与稳态分故障分析中的等值电路计算与稳态分析相同析相同IB：
星形等值电路中的相电流星形等值电路中的相电流UB：
相电压相电压电电力力系系统统三三相相电电路路分分析析中中用用标标幺幺制制时时，基基准准值值的选取有几个任意给定量？
为什么？
的选取有几个任意给定量？
为什么？
答：
答：
有两个任意给定量。
因为有有两个任意给定量。
因为有44个变量分别个变量分别为为SB：
三相功率三相功率;UB：
线电压线电压;IB：
星形等值电路中星形等值电路中的相电流的相电流;ZB：
单相阻抗。
：
单相阻抗。
而他们之间有二个约束方而他们之间有二个约束方程分别为程分别为给定二个量后，余者可由这二个方程唯一地解给定二个量后，余者可由这二个方程唯一地解出。
出。
三、基准值改变时标幺值的换算三、基准值改变时标幺值的换算进行电力系统计算时，必须取统一的基准进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。
值。
若已知以设备本身额定值为基准值的标幺若已知以设备本身额定值为基准值的标幺值值X*（N），求以系统基准值，求以系统基准值SB、UB为基准时的标为基准时的标幺值幺值X*（B）.例如：
已知例如：
已知US%，STN，求在系统基准容量，求在系统基准容量SB时的标幺值电抗？
时的标幺值电抗？
额定容量额定容量SSNN小，则电抗小，则电抗xx*（BB）大，小机组、大，小机组、小变压器的电抗大；小变压器的电抗大；简单网络计算中，选取简单网络计算中，选取SSBB=S=STNTN（SSNN），可），可减少参数的计算量。
减少参数的计算量。
四、变压器联系的不同电压等级电四、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。
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。
法。
短路电流计算一般采用近似计算法。
（一一）准确计算法准确计算法10.5/121110/6.6假设在图中己选定第假设在图中己选定第11段作为基本段，其它段作为基本段，其它各段的参数均向这一段归算，然后选择功率基各段的参数均向这一段归算，然后选择功率基准值相电压基淮值分别为准值相电压基淮值分别为SSBB和和UUB1B1。
其他各段的。
其他各段的基准电压分别为：
基准电压分别为：
UUB2B2=U=UB1B1*121/10.5*121/10.5；UUB3B3=U=UB2B2*6.6/110*6.6/110作等值电路作等值电路：
jxGjxT1jxLjxT2jxR取基准电压取基准电压=额定电压，可简化计算额定电压，可简化计算变压器电抗可由任一侧计算变压器电抗可由任一侧计算线路电抗就地处理更方便线路电抗就地处理更方便即，准确计算法有即，准确计算法有3种，种，阻抗归算法；阻抗归算法；（阻抗按变压器实际变（阻抗按变压器实际变比归算，简单网络较方便）比归算，简单网络较方便）就地处理法；就地处理法；（基准电压按变压器实（基准电压按变压器实际变比归算，大网络计算较方便）际变比归算，大网络计算较方便）在就地处理中，取定各段的基准电压在就地处理中，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），（不一定按变压器实际变比作基准电压归算），则可出现则可出现1：
k*的理想变压器，然后再将的理想变压器，然后再将1：
k*变压器用变压器用形等值电路表示。
形等值电路表示。
（二）
（二）近似计算法近似计算法平均额定电压平均额定电压Uav=1.05UN,若取若取SB=100MVA，UB=Uav5502301153710.56.3Uav50022011035106UN成为工程中惯用的基准值。
成为工程中惯用的基准值。
假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取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，即有以下简单计算：
计算称为近似计算法，即有以下简单计算：
容量大，电抗小容量大，电抗小第三节第三节无限大功率电源供电的三相短路分析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。
称短路的暂态过程。
RLRLiaRLRLibRLRLic在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。
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：
不难理解的：
（1）电源功率为无限大时，外电路发生短路）电源功率为无限大时，外电路发生短路（种扰动种扰动）引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，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因而电源的电压和频率（对应于同步电机的转速对应于同步电机的转速）保持保持恒定；恒定；
（2）无限大功率电源可以看作是由无限多个有限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，电源电压保功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。
持恒定。
往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总往往是以供电电源的内阻抗与
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