故障基本概念

§1电力系统故障分析的基本知识主要内容：1、电力系统故障的基本概念2、三相短路的暂态过程分析3、短路冲击电流，短路电流的有效值，短路容量的概念及计算§1.1 故障概述1 故障分类故障，事故：正常运行情况以外的相与相之间、相与地之间的连接或相的断开。

断线故障（纵向故障、非全相运行）简单故障对称故障短路故障（横向故障）复杂故障不对称故障名称图示符号概率⑴三相短路f（3）5%⑵f（2）10%⑶单相短路f（1）65%⑷两相短路接地f（1。

1）20%⑸一相断线⑹二相断线2 短路原因(1) 相间绝缘或相对地绝缘损坏；(2) 误操作。

3 短路危害(1) 大电流产生巨大电动力，造成机械损坏（动稳定）；(2) 烧毁设备（热稳定）；(3) 电网大面积电压下降；(4) 破坏电力系统的稳定；(5) 影响电力系统通讯。

4 减少短路危害的措施(1) 采用合理的防雷设施，加强运行维护管理等。

(2) 通过采用继电保护装置，迅速作用于切除故障设备行。

(3) 架空线路普遍采用自动重合闸装置。

(4) 装设限流电抗器。

(5) 选择有足够电动力稳定和热稳定性的电气设备。

5 短路计算目的(1) 合理的配置继电保护及自动装置整定与校验。

(2) 选择最佳的主接线方案及电气设备，确定限流措施。

(3) 进行电力系统暂态稳定的计算。

(4) 确定电力线路对邻近通信线路的干扰等，短路故障又称横向故障，断线故障又称纵向故障。

§1.3 无限大功率电源供电的三相短路分析1 无限大功率电源的概念(1) 无限大电源：常数、0、ω=常数(2) 无限大功率电源是个相对概念。

(若电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，即可以认为电源为无限大电源。

)2 暂态过程分析(1) 符号约定|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（）、ω：频率为ω的分量α：非周期分量m ：模值（）M ：最大值（）∞：稳态值（t→∞）(2) 暂态过程分析(对称短路可仅取一相分析，其他两相有模相同、相位差120°的结果。

故障模式的基本概念在国军标GJB451-89《可靠性维修性术语》中，故障模式的定义是：故障的表现形式。

更确切地说，故障模式一般是对产品所发生的、能被观察或测量到的故障现象的规范描述。

在分析产品故障时，一般是从产品故障的现象入手，通过故障现象（故障模式）找出原因和故障机理。

对机械产品而言，故障模式的识别是进行故障分析的基础之一。

故障模式一般按发生故障时的现象来描述。

由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如发动机不能起动；也可能是某一部件，如传动箱有异常响；也可能就是某一具体的零件，如履带析断裂、油管破裂等。

因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。

如“发动机损坏”这一故障模式是它上一层次“汽车不能开动”的因，又是它下一层次故障模式“连杆疲劳断裂”的结果，表2-1反映出故障模式的层次。

故障模式的层次表由于故障分析的目的是采取措施、纠正故障，因此在进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统可分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件极（如曲轴）的故障模式，并找出故障产生的机理。

故障模式不仅是故障原因分析的依据，也是产品研制过程中进行可靠性设计的基础。

如在产品设计中，要对组成系统的各部、组件潜在的各种故障模式对系统功能的影响及产生后果的严重程度进行故障模式、影响及危害性分析，以确定各故障模式的严酪度等级和危害度，提出可能采取的预防改进措施。

因此将故障的现象用规范的词句进行描述是故障分析工作中不可缺少的基础工作。

目前，一些行业、专业均编制了故障模式表。

中国汽车工业总公司在1992年发布了标准QC/T34-92《汽车的故障模式及分类》。

装甲兵组织有关专家研究现役装备使用可靠性，编制了装甲车辆的故障模式表。

为了便于分析和统计故障模式，一般将故障模式进行分类，在QC/T34-92《汽车的故障模式及分类》将汽车常见故障模式分成6类：（a）损坏型故障模式。

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。

三、故障机理的研究随着工业化和信息化的快速发展，现代社会对各种机器设备的依赖程度越来越高。

然而，由于机器设备的长时间运行，或者不可避免的负载变化、振动等因素，机器设备也不时会出现各种故障，造成生产和业务的严重影响。

因此，对机器设备的故障机理进行研究，成为了现代工程技术研究的重要方向。

一、故障机理的基本概念机器设备工作过程中，出现的各种问题，便是故障。

故障是指机器设备因工作条件发生变化，或者因运行时间较长导致的各种问题，使机器设备不能正常工作，从而影响工作效率和稳定性，甚至影响整个工厂或企业的正常运行。

故障机理是指机器设备在正常工作过程中，为什么会出现各种故障的原因、规律、机理和解决方法的研究。

因此，故障机理是机器设备维护保养、优化改进、生产安全的重要依据。

二、故障机理的研究方法故障机理的研究方法主要包括以下几个方面：1、样本分析法：这种方法是通过大量数据样本的统计分析，来确定机器设备故障的主要原因。

这种方法需要丰富的故障数据库和复杂的统计分析方法。

2、故障分析法：这种方法是基于工程领域的经验，来进行故障分析和解决，例如使用一些流程图和检测仪器来确定故障根源所在。

3、试验分析法：这种方法是通过进行实验室测试，来模拟机器设备在不同条件下的工作状态，从而确定机器设备故障的主要因素和机理。

三、故障机理的研究内容故障机理的研究主要涉及以下几个方面：1、机器设备的结构和工作原理：机器设备的故障机理研究的基础是对机器设备结构和工作原理的深入了解，这种了解能够使我们找出机器设备故障的根源。

2、机器设备故障的类型和发展规律：机器设备故障的类型和发展规律，是故障机理研究的主要内容之一。

不同型号的机器设备故障类型不同，即使是同一型号的机器设备，也会因单个部件、负载不同等因素而导致不同的故障类型。

3、机器设备故障的主要原因和机理：机器设备发生故障的原因是多方面的，涉及工作环境、装置组件、人员管理等多个方面。

在机器设备故障发生时，了解机器设备故障原因和机理，有助于及时制定解决方案。

故障的基本特性名词解释故障，作为一个在我们日常生活中经常遇到的词汇，是指系统或设备出现了不正常的状态或功能失效。

故障可发生于各种各样的设备或系统中，无论是电子设备、机械设备，还是计算机系统或其他各类系统设备。

现在，让我们一起来了解故障的基本特性，从中理解故障发生的原因并学会如何进行有效的故障处理。

1. 故障模式（Fault Mode）故障模式指的是故障在设备或系统中出现的表现形式。

不同的设备或系统可能存在不同的故障模式。

举个例子，对于一台电脑来说，故障模式可能包括无法启动、死机、蓝屏等等。

了解故障模式有助于我们快速定位问题，从而更加高效地解决故障。

2. 故障原因（Fault Cause）故障原因是指导致故障发生的根本原因。

故障原因可以分为两类：硬件故障和软件故障。

硬件故障通常是由于设备的物理元件损坏、老化或连接不良引起的。

而软件故障则是由于程序错误、不当设置或数据损坏等造成的。

通过识别故障的原因，我们可以有针对性地进行修复或替换相关部件，从而解决故障。

3. 故障率（Fault Rate）故障率是指在一定时间内设备或系统发生故障的概率。

故障率通常以每个单位时间内故障次数来衡量，常用的单位包括每小时故障次数（Failures Per Hour，FPH）、每一百万小时故障次数（Failures Per Million Hours，FPMH）等。

对于生产设备或系统，降低故障率是十分重要的，可以提高生产效率和降低维修成本。

4. 故障恢复（Fault Recovery）故障恢复是指在设备或系统故障发生后，通过一系列措施恢复其正常功能的过程。

故障恢复可以分为自动恢复和手动恢复两种。

自动恢复是指设备或系统能够自动识别故障并进行修复，而手动恢复则需要人工介入。

故障恢复需要根据具体情况采取相应的措施，例如重启设备、修复软件错误、更换故障部件等。

5. 故障预防（Fault Prevention）故障预防是指通过采取一系列措施来减少设备或系统故障发生的概率。