不对称故障的分析计算
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《电力系统分析》
不对称故障的分析与计算
水利与建筑工程学院
电气与动力实验室
1、不对称短路分析与计算
一、实验目的
1、掌握运用Matlab进行电力系统仿真实验的方法;
2、理解导纳矩阵、阻抗矩阵及其求解方法;
3、掌握不对称短路的分析和计算方法;
4、学会编写程序分析不对称故障。
二、预习与思考
1、用Matlab对基本的矩阵进行运算。
2、导纳矩阵、阻抗矩阵有何关系,如何求取阻抗矩阵?
3、不对称短路有哪些,它们的边界条件分别是什么,如何形成它们的复合序网络图?
4、如何用程序实现不对称短路的计算?
三、系统网络及参数
图1 系统网络图
表1 元件参数及阻抗
四、实验步骤和要求
1、根据以上网络和参数,编写程序进行下列故障情况下的故障电流、节点电压和线路电流的计算。
(1)通过故障阻抗Z f=j0.1p.u., 节点3发生三相短路;
(2)通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生单相接地短路;
(3)通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生相间短路;
(4)通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生两相接地短路。
五、实验报告
1、完成下表2-表9。
表2 节点3发生三相对称短路时的故障电流
表3 节点3发生三相对称短路时各节点电压
表4 节点3发生单相短路时的故障电流
表5 节点3发生单相短路时各节点电压
表6 节点3发生相间短路时的故障电流
表7 节点3发生相间短路时各节点电压
表8 节点3发生两相接地短路时的故障电流
表9 节点3发生两相接地短路时各节点电压
2、书面解答本实验的思考题。
电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。
然而,由于各种原因,电力系统可能会发生不对称故障,导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。
因此,对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。
本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法,并使用Markdown文本格式进行输出。
2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。
其主要原因包括:单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。
不对称故障的特点如下:1.电流和电压的相位不同:在不对称故障中,电流和电压的相位不同,通常表现为电流和电压波形的不对称。
2.非对称系统功率:由于不对称故障,电力系统中的功率将变得非对称。
正常情况下,三相电流和电压的功率应该平衡,但在不对称故障中,这种平衡被破坏。
3.对称分量的存在:在不对称故障中,由于相序的不同,电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。
3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算,一般可以采用以下步骤:3.1 系统参数获取首先,需要获取电力系统的各项参数,包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。
这些参数将用于后续的计算。
3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置,对故障状态进行建模。
常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。
3.3 网络方程建立基于故障状态的建模,可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。
通过求解节点方程或潮流方程,可以得到电流和电压的分布情况。
3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果,可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标,包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。
3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果,可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。
通过故障保护和控制系统的响应,可以及时检测和隔离故障,保证电力系统的平安运行。
4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。
不对称度计算公式在我们的学习和工作中,经常会遇到各种各样的计算公式。
今天,咱们就来好好聊聊不对称度计算公式这个话题。
话说我之前教过一个学生小明,他在学习不对称度计算公式的时候,那叫一个头疼。
这不对称度计算公式啊,乍一听可能会让人觉得有点迷糊,但其实只要咱们耐心拆解,也没那么复杂。
先来说说什么是不对称度。
简单来讲,不对称度就是用来衡量某个量在分布上的不均衡程度的一个指标。
那不对称度计算公式呢,通常是根据具体的情况和所涉及的物理量来确定的。
比如说在电学中,对于电压的不对称度,常见的计算公式是:电压不对称度 = (最大电压 - 最小电压)÷平均电压。
这个公式看起来简单,可对于像小明这样的初学者来说,理解和运用起来可不容易。
小明一开始总是搞混这几个量的关系,计算的时候不是把最大电压和最小电压弄反了,就是在求平均电压的时候出了错。
我就一次次给他举例,反复讲解。
我告诉他:“你就想象成是分糖果,最大电压就是得到最多糖果的那个小朋友,最小电压就是得到最少糖果的小朋友,平均电压就是大家平均能得到的糖果数。
”经过多次练习,小明终于慢慢掌握了这个公式。
再比如说在统计学中,对于数据分布的不对称度,可能会用到偏度这个概念,计算偏度的公式就相对复杂一些。
但原理还是一样的,都是为了衡量分布的不对称程度。
在实际应用中,不对称度计算公式的用处可大了。
比如在电力系统中,通过计算电压的不对称度,可以及时发现系统的故障或者不平衡情况,从而采取相应的措施来保障电力的稳定供应。
在数据分析中,了解数据的不对称度能够帮助我们更深入地理解数据的特征,做出更准确的判断和决策。
总之,不对称度计算公式虽然可能会让我们在一开始觉得有些棘手,但只要我们多练习、多思考,结合实际的例子去理解,就一定能够掌握它,让它成为我们解决问题的有力工具。
就像小明最终克服了困难一样,相信大家也都可以!。
横向不对称故障的分析计算一、两相短路设b 、c 两相短路已知:边界条件kc kb I I-=;0=ka I ;kc kb U U = 求:kb I、kc I 、ka U 、kb U 、kc U 解:1.把边界条件转化为用序分量表示的形式0)(31)(31)(31)(31)(310222221=++=-=++=-=++=kc kb ka ka kb kc kb ka ka kb kc kb ka ka I I I II a a I a I a I II a a I a I a I I由于短路未接地,所以没有零序电流00012221)(31)(31)(31)(31)(31∑-=++==-=++=-=++=z I U U U UU U U U a U a U UU U U a U a U Uka kc kb ka ka ka kb ka kc kb ka ka kb ka kc kb ka ka 即可得21ka ka U U=、21ka ka I I -=、00=ka I 2.作复合序网由于00=ka I,所以两相短路时的复合序网由正序和负序网络构成。
3.计算故障点处的各序电流及电压由复合序网可得)(21121∑∑∑+=-=z z EI Ia ka ka ,忽略电阻时为:)(21121∑∑∑+=-=x x j EI Ia ka ka212221∑∑=-==z I z I U Uka ka ka ka 忽略电阻时为212221∑∑=-==x I j x I j U Uka ka ka ka 3.计算故障点处的短路电流及各相电压(忽略电阻的影响) (1)故障点处的短路电流)(3)()(2112112212∑∑∑∑∑∑+-=+-=+=-=x x E x x j E a a I a I a I Ia a ka ka kc kb ;其中3)(2j a a -=-a b c当21∑∑=x x 时,)3(112323ka kc kb I x E I I -=-=-=∑∑ (2)故障点处的各相电压01211221121)(222ka a a ka ka ka ka ka U Ex x j E jx x I j U U U U =≈+===+=∑∑∑∑∑∑ 011122122121)(ka a ka ka ka ka kb U E U U a a U a U a U-=-≈-=+=+=∑ 012121ka a kc U E U-=-≈∑ (3)向量图分析(4)结论①短路电流不存在零序分量;其复合序网为正序网络与负序网络的并联;②两故障相短路电流总是大小相等、方向相反,)3(133kka kc kb I I j I I-=-=-=③两故障相电压总是大小相等、方向相同,其大小为非故障相电压的21,当21∑∑=x x 时,01ka a ka U E U=≈∑ ④两相短路时的正序电流在数值上与在短路点加上一个附加阻抗2)2(∑∆=z z 构成的一个增广的正序网发生三相短路时的电流相等。
第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示:电力系统中发生的故障分为两类:短路和断路故障。
短路故障包括:单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路;断路故障包括:一相断线和两相断线。
除三相短路外,均属于不对称故障,系统中发生不对称故障时,网络中将出现三相不对称的电压和电流,三相电路变成不对称电路。
直接解这种不对称电路相当复杂,这里引用120对称分量法,把不对称的三相电路转换成对称的电路,使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。
本章主要内容包括:对称分量法,电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。
§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量(正序分量、负序分量、零序分量)之和。
设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下:()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。
正序分量: ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系统正常对称运行方式下的相序相同,达到最大值的顺序a →b →c ,在电机内部产生正转磁场,这就是正序分量。
此正序分量为一平衡的三相系统,因此有:()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。
负序分量:()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反,达到最大值的顺序a →c →b ,在电机内部产生反转磁场,这就是负序分量。
第8章电力系统不对称故障分析计算一、单项选择题1.电力系统发生三相短路,短路电流只包含( )A.正序分量B.负序分量C.零序分量D.正序和零序分量I+I+I=0,U=U=U属哪种短2.特殊相,故障处的序分量边界条件••••••(1)(2)(0)(1)(2)(0)路故障( )A.三相短路B.单相短路C.两相短路D.两相短路接地3.与一相断线故障复合序网形式上相同的短路故障是()。
A、单相接地短路B、两相短路C、两相短路接地D、三相短路4.中性点直接接地系统发生短路后,短路电流中没有零序分量的不对称故障形式是( )A.单相短路 B.两相短路C.两相接地短路 D.三相短路5.对称分量法适用于的系统是( )A.非线性系统 B.线性系统C.非刚性系统 D.刚性系统6.一般情况下,变压器的负序电抗x T(2)与正序电抗x T(1)的大小关系为( )A.X T(1)=X T(2) B.X T(1)>X T(2)C.X T(1)<X T(2) D.X T(1)》X T(2)7.中性点接地系统中发生不对称短路后,越靠近短路点,零序电压变化趋势为()A.越高B.越低C.不变D.无法判断8.系统发生短路故障后,越靠近短路点,正序电压( )A.越低B.越高C.不变D.不确定9.系统发生不对称短路后,负序电压的变化趋势为越靠近短路点,负序电压()A.不变B.越低C.越高D.先高后低10.分析不对称短路的方法是()。
A、对称分量法B、叠加原理C、运算曲线法D、节点电压法11.根据对称分量法,a、b、c三相的零序分量相位关系是()A.a相超前b相B.b相超前a相C.c相超前b相D.相位相同12.中性点直接接地系统中,发生单相接地故障时,零序回路中不包含()。
A.零序电流B.零序电压C.零序阻抗D.电源电势13.根据正序等效定则,当系统发生两相短路接地故障,附加阻抗Z△为()。
A. Z0ΣB. Z2ΣC.Z0Σ+ Z2ΣD. Z0Σ∥Z2Σ14.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要()。
学院毕业设计论文题目:电力系统不对称故障分析与计算学生姓名:学号:学部(系):机械与电气工程学部专业年级:电气工程及其自动化专业指导教师:职称或学位:20 10年5月 25日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)前言 (1)Key Words (1)1.电力系统短路故障的基本知识 (3)1.1 短路故障的概述 (4)1.2 标幺制 (4)1.3 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (6)2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (7)2.1 不对称三相量的分解 (7)2.2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (8)3 简单不对称短路的分析与计算 (9)3.1 单相(a相)接地短路 (10)3.2 两相(b,c相)短路 (11)3.3 两相(b相和c相)短路接地 (13)3.4 正序等效定则 (15)4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法 (16)4.1 简单故障的计算程序原理框图 (16)4.2 网络节点方程的形成 (17)5 电力系统不对称短路计算实例 (19)5.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算 (19)5.2 两种计算方法的对比 (26)结束语 (27)参考资料 (28)致谢 (29)附录:不对称短路电流计算程序 (29)电力系统不对称故障分析与计算摘要随着电力事业的快速发展,电力电子新技术得到了广泛应用;出于技术、经济等方面的考虑,500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位,再加上大量非线性元件的应用,电力系统的不对称问题日益严重。
因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。
基于对称分量法的基本理论,对称分量法采取的具体方法之一是解析法,即把该网络分解为正,负,零序三个对称序网,这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。
计算机程序法。
通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵,然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算,即可求得故障端点的等值阻抗。
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