第5章 电力系统短路故障分析(4)

电力系统分析部分习题答案(参考) 稳态部分第四章复杂电力系统的潮流计算4-1-3解：（1）不考虑非标准变比时：（因为对称，所以只求上三角元素）所以：（2）当考虑非标准变比时，只有变压器两侧的节点的自导纳和这两个节点之间的互导纳有变化。

第五章电力系统的有功功率和频率调整5-1-2解：解得：均未超出发电厂的出力范围，为最优分配方案。

5-1-3解：（1）由耗量特性得到两台发电机的耗量为增率分别为：当负荷为40MW时两台发电机均按下限发电，各承担20MW负荷，相应微增率为因此负荷增加时机组1首先增加负荷，而机组2仍按下限发电，此时综合耗量微增率取决于发电机1。

负荷增加直到时发电机2才增加负荷。

当时此时当负荷大于55MW时才可以按照等耗量为增率准则最优分配负荷。

当负荷为250MW时两台发电机均满发电，此时即按等耗量为增率分配时发电机2就满发，在增加负荷时只有发电机1增加功率，综合耗量微增率仍表现为发电机1的耗量微增率。

时此时所以时按最优分配，综合特性为：得：（2）当负荷为150时按最优分配，代入综合特性为（3）最优分配时解得：平均分配时节省的燃料费用为：5-2-1解：（a）（b）5-2-2解：因为PG3满载，所以只有PG1和PG2能够参加调频（1）（此时PG1和PG2均未满载）（2）此时PG1已经超载，所以应该以发电机2和负荷的调节特性计算频率。

5-2-5解：所以设联络线的功率为Pab，则有解得：Pab=-230.77MW5-2-8解：第六章电力系统无功功率和电压调整6-2-3 思路见P230 6-36-3-2 注意升压变，符号的变化6-3-3 有一台降压变压器，其归算到高压侧的参数为，低压侧的最大、最小负荷表示于图中，高压侧电压波动范围是106.7～113.3kV，如果负荷允许的电压波动范围是6～6.6kV,是否可以选择变压器的分接头以满足电压水平的要求？若可以，试选择之。

若不能，试说明原因。

解：选择110-2×2.5%的分接头校验：最大负荷时：最小负荷时：求电压偏移：所以不能选出合适的变压器分接头满足调压要求6-3-8三串电容器组成，每串串3个，所以6-3-10：解：（1）选用调相机时：最大负荷时：即：最小负荷时解得：k=10.3312 高压侧电压=k*11=113.64kV 所以选择110+2.5%的抽头 k=10.25计算容量（2）当选用电容器时：依据最小负荷时选取变压器的抽头：k=10.75,所以选择电容器的容量为6-3-13：解：设补偿容量为则通过变压器的功率为：所以：所以6-3-17解：依题意，变电所的低压侧要求常调压。

电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类，有中性点接地系统和中性点不接地系统。

其中，两种接地系统按接地故障的方式分类，又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。

单相接地是最常见的线路故障，两相接地、三相接地出现几率小，但有明显的相间短路特征。

★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点：1.一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为同一相别。

3.零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。

4.故障相电压超前故障相电流约80度左右（短路阻抗角，又叫线路阻抗角）；零序电流超前零序电压约110度左右。

☆两相短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。

2.电流增大、电压降低为相同两个相别。

3.两个故障相电流基本反向。

4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。

☆两相接地短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；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。

☆三相短路故障特点：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度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。

★电力系统工作接地（接地保护）变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接，称为工作接地。

工作接地分为直接接地与非直接接地（包括不接地或经消弧线圈接地）两类，工作接地的接地电阻不超过4?为合格。

☆电网中性点运行方式：大接地电流系统（110kV及以上）1.直接接地，又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统（35kV及以下）1.不接地，又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例：中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系：T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。

电⼒系统故障分析的基本知识1 电⼒系统故障分析的基本知识1.1 电⼒系统故障分析概述⼀、概念简介短路：电⼒系统故障的基本形式。

短路故障（横向故障）：电⼒系统正常运⾏情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。

短路类型：4种。

最多的短路类型：单相短路对称短路（三相短路）、⾮对称短路（其余三种短路类型）。

断线故障（⾮全相运⾏、纵向故障）：⼀相断线、⼆相断线。

不对称故障：⾮对称短路、断线故障简单、复杂故障：简单故障指系统中仅有⼀处短路或断线故障；复杂故障指系统中不同地点同时发⽣不对称故障。

⼆、短路原因、危害原因：客观（绝缘破坏：架空线绝缘⼦表⾯放电，⼤风、冰雹、台风）、主观（误操作）。

危害：短路电流⼤（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产⽣不平衡磁通影响通信线路。

解决措施：继电保护快速隔离、⾃动重合闸、串联电抗器等三、短路计算重要性电⽹三⼤计算之⼀。

电⽓设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施。

四、短路计算的基本步骤1) 制定电⼒系统故障时的等效⽹络；2) ⽹络化简；3) 对短路暂态过程进⾏实⽤计算。

1.2 标⼳制⼀、标⼳制概念故障计算中采⽤标⼳值（相对值）表⽰，数值简明、运算简单、易于分析。

⼆、基准选取三相电路系统基准值可任意，⼀般：位的物理量）基准值（与有名值同单量）有名值（有单位的物理标⼳值（相对值）＝频率、⾓速度、时间的基准值三、基准值改变时标⼳值的换算B B B B B B B B B B B 2B 4 S ()U ()()() S , U 2 S U S BBB B MVA KV I KA Z I I U I Z S Ω===个基准值参数：、、、满⾜关系：则任意选定其中个基准参数即可。

电⽹中⼀般选定：、则：注意：标⼳值之******S =U ,=Z I U I ))(())(( ))((X B N )*(22)*(22)*(*(B)NB B N N N BB N N B B N N N I I U U X S S U U X U S S U X X ==→＝为基准）下标为基准折算（下标电抗电⾓速度倒数）时间：同步电⾓速度）⾓速度：额定频率）频率：(1(2 (f f N sB N s B B t f ωπωω==== ))((100(%)X )())((100(%)X )( *(B)R 22T*(B)NBB N R BBN N s I I U U U U S S U U ＝：电抗百分数转换电抗器电抗标⼳值＝：短路电压百分数转换变压器电抗标⼳值上式直接转换即可发电机电抗标⼳值：四、变压器联系的不同电压等级⽹络中各元件参数标⼳值的计算原则：选定某个归算电压等级，对其它电压等级的参数⽤联系变压器变⽐进⾏归算。

短路保护分析报告范文一、引言短路保护是现代电气系统中至关重要的组成部分，其作用是在电路发生短路故障时及时切断电源，防止发生火灾、电气设备损坏甚至人身伤害。

因此，短路保护的可靠性和效果对于电力系统的安全运行具有重要意义。

本报告旨在通过对短路保护的分析和评估，探讨其在电气系统中的应用。

二、短路故障类型电力系统中常见的短路故障类型包括线路短路、设备内部短路和接地故障。

线路短路通常是由于线路绝缘损坏、异物侵入或外力破坏等造成的。

设备内部短路主要是由于设备元件故障或老化引起的。

接地故障是指电气设备的金属部分与地之间发生短路，常见的故障为金属外壳与地之间的接地故障。

三、短路保护原理短路保护主要依靠电流保护进行，其原理是在电路中设置保护装置，通过检测电流变化来判断是否发生短路故障，并及时切断电源。

常见的短路保护装置有熔断器、断路器和差动保护装置等，它们都能够实现快速的短路故障切除。

四、短路保护装置的选择在选择短路保护装置时，需要考虑电气系统的负荷特性、故障类型和故障电流等因素。

一方面，保护装置的额定电流应大于电路的额定电流，以确保在正常工作时不发生误动作。

另一方面，保护装置的动作时间要远小于故障电流持续时间，以保证在发生故障时及时切断电源。

此外，根据电气系统的负荷特性和故障类型，还需考虑相应的保护功能，如过载保护、短路保护和接地故障保护等。

五、短路保护的常见问题和解决方案在实际应用中，短路保护常常会遇到一些问题。

例如，保护装置的调试和动作特性难以确定，容易误动作或漏动作。

针对这些问题，可以采取如下解决方案：加强对保护装置的调试和测试，确保其动作特性符合设计要求；定期检测保护装置的性能，及时发现和排除故障；提高操作人员的技能水平，加强对电气系统的维护和管理。

六、短路保护的改进方向当前，随着电力系统的发展和智能化水平的提高，短路保护也面临着新的挑战和机遇。

为了提高保护的可靠性和精确性，可以考虑以下改进方向：引入智能保护装置，实现对电气系统的在线监测和故障诊断；采用远方保护通信技术，实现跨区域的保护协调和联动；研究和应用新型保护方法，如基于机器学习的保护算法和自适应保护装置等。

配电线路故障查找分析配电线路故障是电力系统中常见的问题，一旦出现故障需要及时处理，否则会影响电力系统的正常运行。

故障的查找和分析是解决故障的关键，下面我们就来详细了解一下配电线路故障的查找分析方法。

一、配电线路故障的类型配电线路故障主要分为短路故障和接地故障两种类型。

1、短路故障：是指两相或三相之间发生了直接的导电故障。

短路故障会导致电流增大，线路发热，严重时甚至会引起火灾，因此需要及时排除。

2、接地故障：是指电力设备或线路发生与地相连接的故障。

接地故障会导致设备绝缘损坏，电流泄漏，甚至引起触电事故，同样需要及时排除。

二、配电线路故障的查找方法1、目视检查法：通过目视检查线路和设备的外观，发现明显的破损、松动和污秽等情况，指导故障点的初步判断和排除。

2、测量法：利用电压表、电流表、绝缘电阻计等仪器对线路进行电参量的测量，确定线路的电压、电流、绝缘情况等，进一步确定故障位置。

3、试验法：通过对线路进行跳跃接地、短路试验等操作，观察线路的响应情况，从而判断故障位置。

4、分段法：将线路进行逐段断开，逐段检查，以便找出故障所在段。

三、配电线路故障的分析方法1、故障电流分析：根据线路故障时的电流波形特点，分析故障类型和位置。

2、故障电压分析：根据电压波形特点，分析线路的故障位置和类型。

3、故障过程分析：根据故障发生前后的线路状态变化，分析故障的原因和过程。

四、配电线路故障的排除方法1、对短路故障的排除方法：（1）确定短路故障点，并将故障部位与周围线路隔离；（2）采取必要的安全措施，对故障线路进行跳跃接地或短路试验，找出故障点；（3）修复或更换故障元件，并对线路进行功能测试，确认故障已排除。

2、对接地故障的排除方法：（1）依据过载保护器或差动保护器的信号，确定接地故障的位置；（2）确认接地故障点，并将故障部位与周围线路隔离；（3）修复或更换故障元件，并对线路进行绝缘测试，确认故障已排除。

五、配电线路故障的预防措施1、保持线路和设备的清洁和干燥，定期进行绝缘测量和维护保养工作；2、加强对线路和设备的定期巡视检查，发现和排除潜在的故障隐患；3、加强对线路过载保护器、差动保护器等保护装置的检查和维护，确保其正常工作；4、加强对新接入设备的试运行和验收工作，消除设备安装和连接方面的问题。

一、单相(A 相)接地短路故障点边界条件...0;0;0kB kC kA U I I ===即....1200kA kA kA kA U U U U =++=又 . (2)111()33kA kA kB kC kA I I a I a I I =++=. (2)211()33kA kA kB kC kA I I a I a I I =++= . 011()33k kA kB kC kA I I I I I =++= 所以...120kA kA k III== 以上就是以对称分量形式表示的故障点电压和电流的边界条件。

向量图如下：由向量图可知A相电流增大，B、C相电流为零，A相电压为零，B、C相电压增大。

二、B 、C 相接地短路。

故障点边界条件为...0;0;0kA kB kC I U U ===同上用对称分量表示，则 ...1200kA kA k I I I ++=...12013kA kA k kA U U U U === 相量图如下：有向量图可知，A 相电流为零，B 、C 相电流增大；A 相电压增大，B 、C 相电压为零。

故障点的边界条件为.....0;;kA kB kC kB kC I I I U U ==-=以对称分量形式表示故障点电压、电流边界条件：.....12120;;kA kA kA kA kA I I I U U ==-=向量图如下：由向量图可知，A 相电流为零，B 、C 相电流增大；A 相电压增大，B 、C 相电压减小。

故障点边界条件为......0;kA kB kC kA kB kC I I I U U U ++===以对称分量法表示，则...0120;0;0k kA kA I U U ===三相短路电流向量图如下：即短路电流向量仍然保持平衡，各项短路电压为零。

. .。

电力系统故障诊断电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，但是由于各种原因，系统中难免会发生故障。

在电力系统中，故障的快速诊断和定位对于保障系统的可靠运行至关重要。

本文将探讨电力系统故障诊断的相关内容。

一、故障的分类和特征在进行故障诊断之前，首先要对故障进行分类和了解其特征。

电力系统中的故障主要可以分为短路故障和接地故障两大类。

短路故障是指两个或多个电气设备之间发生了电气短路，导致电流迅速增大；接地故障是指电气设备的导体与地之间发生了电气接地，形成了电流通道。

根据故障的特征，可以通过故障的电流、电压、频率以及功率等参数来进行故障的诊断。

例如，当系统中出现短路故障时，电流会迅速升高，电压会下降；而接地故障时，会出现电压不平衡的情况。

二、故障诊断方法1. 基于经验的故障诊断方法基于经验的故障诊断方法是通过运维人员的经验判断故障原因和位置。

这种方法可以快速判断故障，并采取相应措施解决问题。

但是，这种方法存在主观性较强，准确性可能不高的问题。

2. 基于监测设备的故障诊断方法基于监测设备的故障诊断方法是通过安装在电力系统中的监测设备来获取故障相关的参数，并通过对参数的分析来进行故障诊断。

这种方法可以实时监测系统的运行状态，并且可以提供较准确的故障诊断结果。

但是，这种方法需要投资大量的设备，并且需要专业的运维人员进行数据的分析和处理。

3. 基于人工智能的故障诊断方法随着人工智能技术的发展，基于人工智能的故障诊断方法也逐渐应用于电力系统中。

通过建立故障诊断的模型和算法，可以对电力系统中的故障进行自动诊断和定位。

这种方法可以有效提高故障诊断的准确性和效率，但是需要大量的数据和计算资源。

三、故障诊断系统的建立为了实现电力系统的故障诊断，可以建立故障诊断系统来辅助运维人员进行故障处理。

故障诊断系统可以集成各种故障诊断方法，并提供用户友好的界面和操作方式。

故障诊断系统的建立需要以下几个步骤：1. 数据采集和处理：通过安装监测设备和传感器来获取电力系统的运行数据，并对数据进行处理和分析。

《电力系统分析》教学大纲课程编号：课程名称：电力系统分析英文名称：power system analysis学时：64学分：4适用专业：电气工程及其自动化等先修课程：电路分析、电机学一、课程的性质和任务本课程是电气工程及其自动化专业和电气信息专业的学位课，是电力系统及其自动化专业方向的核心课程。

本课程介绍了电力系统的组成和基本概念、电力系统各元件的数学模型、电力系统静态和暂态稳定分析、电力系统潮流计算。

通过本课程的学习，学生将掌握电力系统静态分析和暂态分析的基本概念、基本模型和基本计算方法，为后续的电力系统系列课程的学习和今后从事电力系统的相关工作打下坚实的基础。

二、课程教学内容和学时分配第1章：电力系统基本概念内容：介绍电力系统的组成、运行特点和基本要求，介绍额定电压、额定电流、额定容量和额定频率等电气设备额定参数和变压器分接头的基本概念，特别是发电机、输电线路、升压变压器、降压变压器和用电设备额定电压的确定。

最后，还介绍电力系统常见的几种接线方式及其特点。

重点：电力系统的组成、运行特点和基本要求；发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定；电力系统的接线方式。

难点：发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定。

讲授学时：2学时第2章：电力系统各元件的参数和等值电路内容：介绍电力系统中同步发电机、变压器、电力线路、电力负荷的等值电路模型及其等值参数的含义和计算公式。

引入了标幺制的概念，介绍电力系统中各元件电抗标幺值的计算公式，以及多电压等级电力系统中基准值的选取方法。

重点：发电机、变压器、电力线路的等值电路及其参数计算；标么值的概念。

难点：多电压等级电力系统中标么值的计算；电力系统各元件的等值电路讲授学时：6学时第3章：电力系统的潮流计算内容：在介绍潮流计算、电压降落和功率损耗等基本概念的基础上，详细介绍各种情况下开式电力网的潮流计算。

以两端供电网络和简单环形供电网络为例，介绍简单闭式电力网的潮流计算，最后介绍节点导纳矩阵、统一潮流方程等复杂电力系统潮流计算的基本概念，潮流计算的计算机解法，以及它们在实际电力系统运行中的应用。