电力系统故障分析的基本知识PowerPointPre.pptx
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电力系统故障分析基本知识ppt课件
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 S远小于电源的 容量 S，这时可设S ，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
二、暂态过程分析 |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ω：周期分量（period）、ω：频率为ω的分量; α ：非周期分量; m ：模值（mode）; M ：最大值 （maximum）; ∞ ：稳态值 （t→∞）;
平均额定电压值
UN
Uav
6
6.3
10
10.5
35
37
110
115
220
230
500
550
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）
I
~
II
III
10.5/121
110/6.6
1.2标幺制—频率、角速度和时间的基准值
f、ω、t的基准值 fB=fN=50Hz (f*=1) ωB=2ωfB=100π 特点：当f=fN=50Hz时，可有 x*=L* ψ*=I*x* E*=ψ* sinωt=sint*
1.1 故障概述—故障类型
故障类型：
简单故障 （单重故障）
对称故障：三相短路f（3）
电力系统故障
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）
复杂故障（单重故障）
1.1 故障概述—故障类型
故障类型：
概念
重要 特性
1.3无限大功率电源供电的三相短路分析
二、暂态过程分析 |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ω：周期分量（period）、ω：频率为ω的分量; α ：非周期分量; m ：模值（mode）; M ：最大值 （maximum）; ∞ ：稳态值 （t→∞）;
平均额定电压值
UN
Uav
6
6.3
10
10.5
35
37
110
115
220
230
500
550
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）
I
~
II
III
10.5/121
110/6.6
1.2标幺制—频率、角速度和时间的基准值
f、ω、t的基准值 fB=fN=50Hz (f*=1) ωB=2ωfB=100π 特点：当f=fN=50Hz时，可有 x*=L* ψ*=I*x* E*=ψ* sinωt=sint*
1.1 故障概述—故障类型
故障类型：
简单故障 （单重故障）
对称故障：三相短路f（3）
电力系统故障
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）
复杂故障（单重故障）
1.1 故障概述—故障类型
故障类型：
电力系统故障分析的基本知识培训课件
其中， Iωm= Um ∕Z ;Im= Um ∕ ( Z+Z′)
三、短路冲击电流及短路功率的计算
1、短路冲击电流：
•短路电流可能出现的最大瞬时值称为短路冲击电流。
那，在什么情况下短路电流会出现最大瞬时值呢？
i
短路电流
周期分量 强制分量
短路
冲击电流
短路电流
非周期分量
+Iωm
短路
全电流
0
t
短路前空载 -Iωm
i =0
由图可知：
如短路t=0时刻短路电流强制周期分量为负的幅值-Iωm
时，且 当t = 0.01s时（短路后半个周期），电流瞬时
值最大！ 如 =900，则因电压相位超前电流900，
正是电压过零时刻。
短路冲击电流：
0.01
0.01
iimp Im Ime Ta (1 e Ta )Im
KimpIm Kimp 2 I源自对称故障不对称 故障
造成短路的原因： 天灾 人祸
短路的危害：
短路电流远大于正常电流——>热效应引起导体 和绝缘损坏；电动力效应使导体变形或损坏。 短路引起电压降低，是为残压。——>影响用电 设备正常工作。 不对称短路引起不平衡电流，产生不平磁通 ——>通信干扰。 破坏系统稳定性。
短路计算的目的：
其中： Kimp称为冲击系数。
冲击系数与Ta有关，也就是与定子短路回路中电抗与电
阻的相对大小有关。
1、对于无限大容量电源，近似取值为1.8； 2、对于有限大容量电源，其取值（1.8 ~1.9）：
1.9 ——> 短路发生在发电机机端。
Kimp=
1.85 ——> 短路发生在高压母线。 1.8 ——> 短路发生在其余较远处。
电力系统分析(完整版)PPT课件
输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
电力系统分析基础培训课件.pptx
(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讯 线路感应出电动势,影响通讯.
南京理工大学
6
四、减少短路危害的措施
于中性点接地的系统）发生通路的情况。
南京理工大学
3
一、短路的类型
表1-1
短路种类
各种短路的示意图和代表符号
示意图
代表符号
三相短路 两相短路接地 两相短路 单相短路
f(3) 5％ f(1,1) 20％ f(2) 10％ f(1) 65％
南京理工大学
4
二、短路的主要原因
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。
4 3
B 2
x5
B 2
4
3
南京理工大学
11
第三节 无限大功率电源供电的三相短路过渡过程分析
• 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
图1-2 简单三相电路短路
南京理工大学
12
•短路前电路处于稳态：
e Em sin(t ) i Im 0 sin(t )
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，
即 L R ，故可近似认为 90。因此，非周期电 流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并 且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。
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。
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讯 线路感应出电动势,影响通讯.
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四、减少短路危害的措施
于中性点接地的系统）发生通路的情况。
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3
一、短路的类型
表1-1
短路种类
各种短路的示意图和代表符号
示意图
代表符号
三相短路 两相短路接地 两相短路 单相短路
f(3) 5％ f(1,1) 20％ f(2) 10％ f(1) 65％
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二、短路的主要原因
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。
4 3
B 2
x5
B 2
4
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第三节 无限大功率电源供电的三相短路过渡过程分析
• 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
图1-2 简单三相电路短路
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12
•短路前电路处于稳态：
e Em sin(t ) i Im 0 sin(t )
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，
即 L R ，故可近似认为 90。因此，非周期电 流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并 且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。
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。
电力系统故障分析的基本知识(ppt 47页)
采取特别措施， 使系统恢复正常运行
继电保护装置 自动重合闸
安全自动装置
1.2 电力系统故障类型
• 短路故障（横向故障）shunt faults • 断相故障（纵向故障）series faults • 复杂故障 simultaneous faults
1.3 短路故障 shunt faults short circuit faults
故障分析的基本知识
• 1基本概念 • 2标么制 • 3对称分量法 • 4序阻抗的基本概念 • 5电力系统相序网络的构成
1 基本概念
1.1电力系统的运动状态
正常运行状态 稳态
Steady state
新稳态
电压、频率的偏差 在允许范围内
故障 Faul
t
负荷增减 原动机调整
事故状态
运行参数大大偏离正常值 电能质量严重变坏 正常供电局部或全部 遭到破坏
3.1 对称分量
问题的提出：当一个三相电路的对称性遭到破坏，网络中会 出现三相不对称的电压和电流，这时候不能只取一相进行计 算。能不能找到一种方法，把这种不对称的电路转换成对称 的电路来计算？
一组不对称的三相量可以分解成三组不同的对 称三相量（正序分量 负序分量 零序分量）之和。
.
.
.
.
F a Fa1Fa2Fa0
已知标么 值，可根 据基准值 求出有名 值
2.3 不同基准的标么值之间的相互转换
问题的提出：
电力系统中各种电气设备的铭牌参数通常是以本身 的额定条件为基准的标么值或百分值给出的。而进 行电力系统计算时，必须取统一的基准值。因此必 须把以额定值为基准的标么值换算成统一基准下的 标么值。
第一步：先将以额定值为基准值的标么值换算为有 名值；
电力系统故障分析相关知识概述PPT(76张)
aqa
Fqa
iad产a生n的ai沿cod轴sPd和， q轴的qa磁n通ai为c：os2 ()Pq
则ia产生磁通为： a a da a q n a a c i2 o P d s n a c i2 ( o 2
1.2.1 abc电压方程和磁链方程
由此可得 ia 产生的 a相绕组磁链为： a L a i a n a n [ n a c i2 o P d s n a c i2 ( o 2 s ) P q ] n 2[c2o P ds co 2(2 s)P q]ia 故 a相绕组的自感为：
L an 2[c2o P ds c2 o ( 2 s )P q]
定子回路
ua
ri a
ea
ri a
d a dt
ub
rib
eb
rib
d b dt
uc
ric
ec
ric
d c dt
转子回路
uf
rf if
ef
rf if
d f
dt
0
rD iD
eD
rD iD
d D
dt
0
rQ iQ
eQ
rQ iQ
d Q
dt
1.2.1 abc电压方程和磁链方程
3. 磁琏方程
a
b
c
f
D
Q
La Mab Mac Maf MaD MaQ
Mab Mac Maf MaD Lb Mbc Mbf MbD Mbc Lc Mcf McD Mbf Mcf Lf MfD MbD McD MfD LD MbQ McQ 0 0
故障分析解析PPT课件
电力系统典型故障分析的一般方法：
• 1、选取特殊相进行分析。 • 2、由故障特征确定故障边界条件。 • 3、由故障边界条件，通过对称分量法求取
特殊相各序分量。 • 4、由各序分量关系，绘制特殊相序网图。
对称分量法Байду номын сангаас
序网图的绘制方法
• 在序网图中，只有正序网络图包含电源 电势，负、零序网络图中没有电源电势。
电力系统典型故障的类型：
• 1、短路故障（横向故障）: • 相间短路： • 两相短路故障 ： 用K（2）表示 • 三相短路故障：用K（3）表示 • 接地短路： • 单相接地短路故障：用K（1）表示 • 两相接地短路：用K（1.1）表示 • 2、断线故障（纵向故障）： • 单相断线故障（两相运行） ：用F（1.1）表示 • 两相断线故障（单相运行） ：用F（1）表示
出现零序电流、零序电压。 2、电流增大、电压降低为相同两个
相别。 3、零序电流向量为位于故障两相电
流间。 4、故障相间电压超前故障相间电流
约80度左右；零序电流超前零序 电压约110度左右。
电流电压的相位关系。（注意选取相位基准时应躲开故障初 始及故障结束部分，因为这两个区间一是非周期分量较大， 二是电压电流夹角由负荷角转换为线路阻抗角跳跃较大，容 易造成错误分析） 4、绘制向量图，进行分析。
三相短路故障录波图分析
分析三相短路故障录波图要点： 1、三相电流增大，三相电压降低；
没有零序电流、零序电压。 2、故障相电压超前故障相电流约80
两相短路保护安装处相量图
单相接地短路故障的特点
1、出现负、零序分量； 2、序网构成中正、负、零序分量串联，也即在正序的基础上串入了X∑2+X∑0 阻抗； 3、接地故障必然产生零序分量； 4、不对称故障必然产生负序分量； 5、短路点非故障相电流为零，对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零， 对于双电源网络当各序分量阻抗分配系数C1=C2=C0 即X1N/（X1M+X1N）=X2N/（X2M+X2N）=X0N/（X0M+X0N）时保护安装处 非故障相电流为零；不等时不为零。（此处所说的是故障分量，不包括故障前 的负荷电流） 6、故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。 7、负、零序电流超前负、零序电压（180度减一个线路阻抗角）约105度。
第1章 电力系统故障分析的基本知识ppt课件
停电前后卫星拍到的美国上空照片
停电后的曼哈顿
16
美国电网的运行风险！
17
2003年8月28号伦敦大停电
下午6点，下班高峰，持续两个多小时
地铁停运
25万人被困地铁站
18
近年的电力系统停电事故
2003年9.23瑞典丹麦大停电
2003年9.28意大利全国大停电 2003年中国21个省拉闸限电
3
电阻、电抗、电导、输入阻抗、转移阻抗、 变压器变比、时间常数、放大倍数
直接影响
系统元件 参数
功率、电压、电流、频率、电动势的角位移
定量确定
系统运行 参量
电力系统的运行状态 稳态运行 暂态运行
4
稳态和暂态
5
暂态过程的分类
• 机电暂态过程：转动元件（发电机和电动 机），主要是由于机械转矩和电磁转矩之 间的不平衡引起的。 • 重点：电力系统受到各种扰动后的机电暂 态过程——稳定分析 • 电磁暂态过程：非转动元件（变压器和输 电线），并不涉及角位移、角速度等机械 量。 • 重点：交流电力系统中发生短路故障后的 电磁暂态过程。——故障分析
第1章 电力系统故障分析的基 本知识
第一章 电力系统故障分析的基本知识
• 第1节 什么是电力系统故障？（故障概述）
• 第2节 如何使故障计算更简明？（标幺值） • 第3节 最简单的故障分析是什么？ ——（无限大功率电源供电的三相短路分析）
2
暂态的概念
• 电力系统：发电机、变压器、输电线路、用电设 备（负荷）。分为：电力元件和控制元件。
工作条件下发生污闪；
（2）载流部分的绝缘材料在运行中损坏；
（3）鸟兽跨接在导线上或者杆塔倒塌发生短路；
（4）操作违规。
第七章 电力系统故障的基本知识PPT课件
f
U fb U fa
U fc c
b a
Ifa
Ifb
Ifc
Za
Zb
Zc
K
f点短路可看作在f点接一特殊用电设备：
• 两相（B、C相）短路接地：
Zb Zc 0 Za 负载采用星形接地接法,即开关K闭合
• 单相（A相）短路：
Zb Zc Za 0 负载采用星形接地接法,即开关K闭合
f
U fb U fa
理解：正常运行之内的……连接。
在电力系统中，正常运行时，相与相或相与地 之间的连接都要通过用电设备，如电动机、电 灯等，不连接用电设备的地方应当是相互绝缘 的。
1、短路的分类
短路种类
对示称意短图路
不三 相 短 路 对 称 两相短路接地 短两 相 短 路 路
单相短路
代表符号 f(3) f(1,1) f(2) f(1)
选择电气接线、电气设备和载流导体的依据 • 配置继保装置并整定其参数的依据 • 限制短路电流措施的依据
三、断线故障
电力系统正常运行情况以外的同相之间断开连接 的故障。——纵向故障
正常运行
分析 方法 与短 路分 析相 似！
断线运行（非全相运行）
第二节 无限大容量电源供电系统 的三相短路分析；
一、短路的一般化理解
短路冲击电流的作用：检验设备动稳定性
IV 短路电流的最大有效值
ia
短路前空载
全电流
电压过零点
t
短路后半个周期： T/2
结论：由上图（冲击电流示意图）可看出，短路后第 一个周期内的电流有效值最大。因此，短路电流的
最大有效值即为短路后第一个周期内的电流有效值
计算公式如下：
Iimp I 1 2(Kimp 1)2 其中 I Im / 2
电力系统运维与故障排查培训ppt
故障排查目的
确保电力系统安全、稳定 、经济运行，提高供电可 靠性，减少停电时间和影 响范围。
故障排查重要性
随着电力系统的复杂性和 规模的增加，故障排查成 为运维工作中不可或缺的 一部分。
故障排查流程
初步检查
观察设备外观、闻气味、 听声音等手段初步判断故 障可能存在的位置。
故障定位
使用专业的检测仪器和工 具，结合系统运行参数和 经验，准确定位故障点。
维护等。
运维任务执行
按照运维计划执行各项维护任务， 包括设备巡检、定期维护、故障处 理等。
运维效果评估
对运维工作的效果进行评估，及时 发现问题并进行改进，确保运维工 作的有效性。
运维管理技术
状态监测技术
通过各种传感器和监测设备对电力设 备的运行状态进行实时监测，及时发
现异常情况。
预防性维护技术
根据设备的运行状态和历史数据，预 测设备可能出现的故障，提前进行维
通过检测设备内部的 化学成分变化判断是 否存在腐蚀或气体泄
漏等故障。
在线监测技术
利用传感器和通信技 术实时监测设备的运 行参数，实现远程故
障诊断和预警。
04
案例分析
案例一：某地区电网故障排查
总结词
复杂电网故障排查
详细描述
某地区电网出现大面积停电，故障排查人员通过 分析故障录波数据，快速定位到故障点，及时恢 复了供电。
03 输电线路和配电系统
负责将电能从发电厂传输到用户，包括高压输电 线路、变电站和低压配电网络。
电力系统的运行方式
01 正常运行方式
电力系统按照设计容量和正常运行方式进行供电 。
02 备用运行方式
在正常运行方式之外，为应对突发事件或高峰负 荷，电力系统采取备用运行方式。
电力系统运维与故障排查培训ppt
故障排查的基本原则
全面、准确、及时地检测、定位和修复故障，防止故障扩大或产生 连锁反应。
故障排查流程
01
02
03
04
初步检查
通过观察、听诊、触觉等方式 对设备进行检查，初步判断是
否存在异常。
检测与定位
使用专业的检测仪器和工具对 故障进行检测和定位，确定故
障的具体位置和性质。
修复与验证
对故障进行修复，并进行验证 ，确保故障已被排除且系统运
利用在线监测和诊断系统，对 电力设备的性能和故障进行实 时监测和预警，为故障处理提
供依据。
03
故障电力系统中的设备、线路、装置等进行检查、测 试和诊断，以确定是否存在故障或异常情况的过程。
故障排查的重要性
及时发现和排除故障，确保电力系统的安全、稳定运行，减少停电 等事故的发生，提高电力供应的可靠性和稳定性。
运维管理流程
设备管理
对电力系统的各类设备 进行登记、建档、定期 检查和维修，确保设备
正常运行。
安全管理
制定安全管理制度，开 展安全检查，确保员工
和设备安全。
故障处理
对发生的故障进行及时 排查和处理，分析故障 原因，采取预防措施。
运维计划
制定年度、季度、月度 运维计划，合理安排人 力、物力资源，确保计
新能源的融入将给电力系统带来新的挑战，需要 技术人员不断更新知识。
安全防护的重要性
随着网络攻击事件的增加，电力系统的安全防护 变得越来越重要。
提高运维与故障排查水平的建议
加强技术培训
定期组织技术培训，提高运维和故障排查人员的技能水平。
引入先进技术
积极引入先进的运维和故障排查技术，提高工作效率。
建立完善的维护体系
全面、准确、及时地检测、定位和修复故障，防止故障扩大或产生 连锁反应。
故障排查流程
01
02
03
04
初步检查
通过观察、听诊、触觉等方式 对设备进行检查，初步判断是
否存在异常。
检测与定位
使用专业的检测仪器和工具对 故障进行检测和定位，确定故
障的具体位置和性质。
修复与验证
对故障进行修复，并进行验证 ，确保故障已被排除且系统运
利用在线监测和诊断系统，对 电力设备的性能和故障进行实 时监测和预警，为故障处理提
供依据。
03
故障电力系统中的设备、线路、装置等进行检查、测 试和诊断，以确定是否存在故障或异常情况的过程。
故障排查的重要性
及时发现和排除故障，确保电力系统的安全、稳定运行，减少停电 等事故的发生，提高电力供应的可靠性和稳定性。
运维管理流程
设备管理
对电力系统的各类设备 进行登记、建档、定期 检查和维修，确保设备
正常运行。
安全管理
制定安全管理制度，开 展安全检查，确保员工
和设备安全。
故障处理
对发生的故障进行及时 排查和处理，分析故障 原因，采取预防措施。
运维计划
制定年度、季度、月度 运维计划，合理安排人 力、物力资源，确保计
新能源的融入将给电力系统带来新的挑战，需要 技术人员不断更新知识。
安全防护的重要性
随着网络攻击事件的增加，电力系统的安全防护 变得越来越重要。
提高运维与故障排查水平的建议
加强技术培训
定期组织技术培训，提高运维和故障排查人员的技能水平。
引入先进技术
积极引入先进的运维和故障排查技术，提高工作效率。
建立完善的维护体系
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 。
第二节 标幺制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 、 标幺值(P.U.)
标幺值=
有名值
基准值
二 、 基准值的选取
•基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯 用值（SB=100MVA、SB=1000MVA、UB=UN）
• 三相电路中基准值的基本关系:
• 稳态分析： SB 3U B I B , UB 3IBZB
其中：SB：三相功率 UB：线电压 IB：星形等值电路中的相电流
xG*( B )
xG*( N )
SB SGn
xT 1*
Us% 100
SB STN
容量大，电抗小
• 习题1：一简单电力系统接线如下图所示，取 S法B=和2近20似M法VA分，别U计B（算1其10等）值=1电15路kV。，试用精确
G T1
l
T2
~
240MW 300MVA 10.5kV 10.5/242kV cosφ=0.80 Us%=14
• 例如：已知US%，STN，求在系统基准容量SB时 的标幺值电抗？
x*( N )
Us% 100
x*( B )
Us
%
U
2 TN
100 STN
SB
U
2 B
x*( B)
x*( N )
U U
2 N 2 B
SB SN
•额定容量SN小，则电抗x*（B）大， 小机组、小变压器的电抗大；
• 简单网络计算中，选取SB=STN （SN），可减少参数的计算量。
（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Ua
UN
6
10
35 110 220 500
Uav 6.3 10.5 37 115 230 550
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：
• 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。
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
⑴ 三相短路 ⑵ 二相短路
f（3） f ：fault f（2）
⑶ 单相短路接地 ⑷ 二相短路接地 ⑸ 一相断线 ⑹ 二相断线
f（1） f（1，1）
• 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。
ІІІ 110/6.6
假设在图中己选定第1段作为基本段，其它各段的 参数均向这一段归算，然后选择功率基准值相电压 基淮值分别为SB和UB1。其他各段的基准电压分别 为：UB2=UB1*121/10.5； UB3=UB2*6.6/110 作等值电路：
jxG jxT1
jxL
jxT2 jxR
xG*( B )
电力系统暂态分析
绪论(Introduction)
• 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
• 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。
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
Ι
ІІ
~
10.5/121
xG*(
N
)
U G2N SGn
SB
U
2 B
取基准电压=额定电压，可简化计算
xT 1*
Us % 10.52 100 STN
SB
U
2 B1
Us % 1212 100 STN
SB
U
2 B2
变压器电抗可由任一侧计算
xL*
xl
l
10.5 121
2
SB
U
2 B1
x
l l
SB
U
2 B2
线路电抗就地处理更方便
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).
• 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。
• 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。
•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 短路电流分析。
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
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 。
第二节 标幺制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 、 标幺值(P.U.)
标幺值=
有名值
基准值
二 、 基准值的选取
•基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯 用值（SB=100MVA、SB=1000MVA、UB=UN）
• 三相电路中基准值的基本关系:
• 稳态分析： SB 3U B I B , UB 3IBZB
其中：SB：三相功率 UB：线电压 IB：星形等值电路中的相电流
xG*( B )
xG*( N )
SB SGn
xT 1*
Us% 100
SB STN
容量大，电抗小
• 习题1：一简单电力系统接线如下图所示，取 S法B=和2近20似M法VA分，别U计B（算1其10等）值=1电15路kV。，试用精确
G T1
l
T2
~
240MW 300MVA 10.5kV 10.5/242kV cosφ=0.80 Us%=14
• 例如：已知US%，STN，求在系统基准容量SB时 的标幺值电抗？
x*( N )
Us% 100
x*( B )
Us
%
U
2 TN
100 STN
SB
U
2 B
x*( B)
x*( N )
U U
2 N 2 B
SB SN
•额定容量SN小，则电抗x*（B）大， 小机组、小变压器的电抗大；
• 简单网络计算中，选取SB=STN （SN），可减少参数的计算量。
（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Ua
UN
6
10
35 110 220 500
Uav 6.3 10.5 37 115 230 550
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：
• 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。
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
⑴ 三相短路 ⑵ 二相短路
f（3） f ：fault f（2）
⑶ 单相短路接地 ⑷ 二相短路接地 ⑸ 一相断线 ⑹ 二相断线
f（1） f（1，1）
• 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。
ІІІ 110/6.6
假设在图中己选定第1段作为基本段，其它各段的 参数均向这一段归算，然后选择功率基准值相电压 基淮值分别为SB和UB1。其他各段的基准电压分别 为：UB2=UB1*121/10.5； UB3=UB2*6.6/110 作等值电路：
jxG jxT1
jxL
jxT2 jxR
xG*( B )
电力系统暂态分析
绪论(Introduction)
• 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
• 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。
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
Ι
ІІ
~
10.5/121
xG*(
N
)
U G2N SGn
SB
U
2 B
取基准电压=额定电压，可简化计算
xT 1*
Us % 10.52 100 STN
SB
U
2 B1
Us % 1212 100 STN
SB
U
2 B2
变压器电抗可由任一侧计算
xL*
xl
l
10.5 121
2
SB
U
2 B1
x
l l
SB
U
2 B2
线路电抗就地处理更方便
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).
• 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。
• 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。
•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 短路电流分析。
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