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电力系统故障分析(教程)PPT

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电力系统故障分析基本知识ppt课件

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：

电力系统故障分析PPT资料62页

电力系统故障分析PPT资料62页

停电后的曼哈顿
2019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
近年的电力系统停电事故
������ 2019年9.23瑞典丹麦大停电 ������ 2019年9.28意大利全国大停电 ������ 2019年中国21个省拉闸限电 ������ 2019年7月12日雅典奥运开幕前一月大停电 ������ 2019年8月18日印尼大停电，1亿多人受灾 ������ 2019年5月25日莫斯科大停电
杂志评为十大开拓性新兴科技领域之一
• ������ 进展：老学科——科技热点和前沿 • ������ 人才需求：“新能源利用、智能电网”重大需求，
电力企业人才需求量上升。
第2节 如何使故障计算更简明？（标幺值）
标幺值 （相对值）
有名值（有单位的物理量） 基准值（与有名值同单位的物理量）
电力系统计算时，注意基准值要求统一！！！
三、短路对电力系统的危害 1、短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害 在发生短路时，由于短路对电力系统的正常运行和电气设
备有很大的危害。在发生短路时，由于电源供电问路的阻抗 减小以及突然短路时的暂态过程，使短路时线路中的短路电 流值大大增加，可能超过该电路的额定电流许多倍。短路点 距发电机的电气距离愈近(即阻抗愈小)，短路电流愈大，例 如么发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流 最大瞬时值可达发电机额定电流的10—15倍。在大容量的 系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。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导体时，其热效 应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体也受到很大 电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。因此，各种电气设 备应有足够的热稳定度和机械稳定度(或称动稳定度)，使电 气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。

电力系统故障分析ppt页

电力系统故障分析ppt页

F&c1 120° F&a1
120°
120°
F&b1
（a）正序分量
120°
F&b2 120°
F&a2
120°
F&c2
F&cF0&bF0&a0
（b）负序分量
（c）零序分量
图 3-1 三相不对称相量所对应的三组对称分量
.
.
.
.
.
F b1 a 2 F a1 , F c1 a 2 F b1 a F a1
6. 故障计算的基本假设：
（1）磁路的饱和、磁滞忽略不计， （2）系统中除不对称故障处以外都可当
作是对称的。 （3）各元件的电阻略去不计。 （4）短路为金属性短路。
故障分析的基本知识
1-1对称分量法 1-2序阻抗的基本概念 1-3电力系统相序网络的构成
对称分量法
一、 对称分量法
将一组不对称的三相量看成是三组不 同的对称三相量之和，在线性电路中， 应用叠加原理，对这三组对称分量分别 按对称三相电路去解，然后将其结果叠 加起来。这种方法就叫做对称分量法。
.
.
.
.
.
F b2 a F a2, F c2 a F b2 a2 F a2
.
.
.
F a0 F b0 F c0
a e j120 1 j 3 22
a 2 e j240 1 j 3 22
1 a a 2 0, a3 1
.
.
.
.
F a F a1 F a2 F a0
.
.
ZL1
I&a1 I&b1 I&c1
+++ U&a1- a2U&a-1 aU&a-1

第四章电力系统故障分析

第四章电力系统故障分析

方程式的特解，它代表短路电流的周期分量；第二步是上式方程式对应的
齐次方程
Ri L di 0 dt
的一般解，它代表短路电流的自由分量。 短路电流的强制分量与外加电源电势有相同的变化规律，也是恒幅值
的正弦交流，习惯上称为周期分量，并记为iact ，它用下式表示：
iac tIacstm in t()
（1）忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统 中的各元件参数为恒定。 （2）忽略各元件的电阻。 （3）忽略短路点的过渡电阻。 （4）除不对称故障处出现局部不对称外，实 际的电力系统通常可以当做三相对称的。
4.2无限大电源三相对称短路的基本分析
了解短路电流的变化规律 掌握描述短路电流的三个基本概念
起始次暂态电流I” 冲击电流ip (iim) 短路电流最大有效值Iim 短路容量St
式中，p
R 是特征方程R L
pL
0的根；T
1 p
L 是决定自由分 R
量衰减快慢的时间常数；C是积分常数，由初始条件决定，它即是非
周期电流的起始值idc0。
4.2三相对称短路的基本分析
这样，短路的全电流可以表示为： i s c i a t i c d tc I a t s ct t i m n ) C ( x ( t / T e p )
（1）选择电气设备和截流导体，必须用短路电流 校验其热稳定性和机械强度。
（2）选择和整定继电保护装置，使之能正确地切 除短路故障。
（3）确定限流措施，当短路电流过大造成设备选 择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。
（4）确定合理的主结线方案和主要运行方式等；
4.1短路的概念及原因
6.进行短路计算的基本假设 通常采取以下基本假设：
根据电路的开闭定律，电感中的电流不能突变，短路前瞬间（以下表 [0]表示）的电流 i [ 0 ] 应等于短路发生后瞬间（以下表0表示）的电流 i 0 。 将t=0分别代入短路前和短路后的电流算式，应得：

电力系统的维护与故障分析步骤PPT课件

电力系统的维护与故障分析步骤PPT课件

注意停电，确保自身安全 注：对于漏电不跳闸的测试，把漏电电阻换成1K进行测试。
慎用绝缘修正：660V模式下RX和FD 回路中串入30.067K 修正过显示10K
高压配电
线缆长度？ 低压总开关
线缆长度？
变压器容量？
程序版本号？
线缆
分开关1 长度
分开关2
程序版本号？
程序版本号？
负荷类型电流功率
负荷类型电流功率
第6页/共46页
高压综合保护器
5、按下开关柜门合闸按钮无响应 a) 检查门闭锁行程触点是否接触良好 b) 检查断路器行程触点是否接触良好 c) 永磁体开关需要等待一会储能，储能结束再试
第7页/共46页
高压综合保护器
6、柜门合闸按钮能合闸但遥控器合闸开关无响应 a) 更换遥控器后重新测试 b) 检查综保遥控合闸出口接线，是否接触良好。
第4页/共46页
高压综合保护器
3、显示器与主机通讯失败（指示灯常亮） a) 检查显示器与主机的通讯线 b) 在录波时会出现短暂的通讯失败
4、显示器通讯指示灯常亮或不亮 a) 主机忙（如正在录波等）,短暂等待 b) 主机故障 ,返厂维修
第5页/共46页
高压综合保护器
2、显示器显示字迹不清晰 用小一字螺丝刀调整显示器对比度（右侧的可调电位器）
第25页/共46页
低压综合保护器
二、低压综保改造后常见问题处理
3、分合闸回路故障 a) 开关柜门合闸按钮控制不合闸，或综保远控合闸不合闸。 应检查合闸回路控制接线，着重检查合闸按钮按下后是否接触良好， 综保远控合闸控制接点输出是否正常，综保故障闭锁接点输出是否 正常，给合闸线圈供电的全桥输入、输出电压是否正常，合闸线圈 是否正常，合闸机械机构是否正常。 b) 开关柜门分闸按钮控制不合闸，或综保远控分励不分闸。 应检查分闸回路控制接线，着重检查分闸按钮按下后是否接触良好， 综保远控分励控制接点输出是否正常，分励线圈是否正常，分闸机 械机构是否正常。

电力系统故障分析相关知识概述PPT(76张)

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。

电力系统不对称故障的分析-PPT

I
a1
.
Uc
.
.
aU a1 a 2 U a2
.
U a1
jX 2
. I a1
短路点得电流、电压相量图
Ua
IC
Ia2 Ia1 0
Ub Uc Ua
电压向量图
Ib
电流向量图
三、两相短路接地
Ua Ub Uc
a b c
Ia
Ib
Ic
jX f
➢短路点得边界条件为
U
b U c
Ia 0 j(Ib
.
Ib
.
I a0 a2
.
I a1 a
.
I a2
(a2
X 2 aX 0 X2 X0
)
.
I
a1
.
Ic.Leabharlann I a0.a I a1
a2
.
I a2
(a
X 2
a2 X0
. ) I a1
X2 X0
.
.
.
.
.
U a U a0 U a1 U a2 3U a1 j3
X 2 X 0
.
I a1
X 2 X 0
X 0 X1
E1
1.5
X 0 X1
2
X 0 X1
j
3 2
E1
Uc
j [(a
a2 ) X1
(a 1) X 0 ]
E12 j (2 X1
X0 )
(a
a2) 2
(a 1)
X 0 X1
X 0 X1
E1
1.5
X 0 X1
2 X0 X1
j
3 2
E1
➢非故障相电压得绝对值为

电力系统三相短路故障分析PPT课件


例6-1
• 已知图6-1所示电路中，已知三相对称电源
的
，R1=R2=10，L1=L2=10mH，则：
• 1）设t=0时短路（即在a相电压瞬时值为零时短路）
• 2）设t=0.005s时短ua 路1，0 2 sin250tkV
• 3)设t=0.01s时短路，
• 求各相的合闸相角，短路后电流的周期分量有效值，各相的非 周期分量初值，时间常数。
（即忽略其励磁支路）。 • 4．忽略电力线路的对地电容，在高压电网（110kV及110kV以
上）忽略电力线路的电阻。
第4页/共67页
6.2无限大容量电源供电的 电力系统三相短路
•6.2.1 无限大容量电源的概念
概念
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 ，称该电源为无限
(b)
(c)
图8-3 三相短路时电流、电压相量图 (a)电路图；(b)电流相量图；(c)电压相量图
第16页/共67页
6.2.3 短路冲击电流
• 短路电流可能出现的最大瞬时值称为冲击电流，用 表示。
• 电路原来处于空载，即
则
，并假设短路后回
路的感抗远大于电阻，则有阻抗iim角p
，且短路时合闸角
i0 0 Im 0
1.156 100 110 6.067kA 3 110 11
或近似有：I I* IB 1.156
100 6.356kA 3 10.5
第23页/共67页
例6-2
• 冲击电流，
iimp 1.8Im 2.556.356 16.208kA • 短路电流的最大有效值
Iimp 1.52I 1.526.356 9.661kA

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。
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gg
gg
FFbb22Faa 2Fe
j120 a2
gg
g
g
FFcc22Faa22eF j1a220
g
g
g
F b0 F c0 F a0
5
g
g
g
g
F a F a0 F a1 F a2
g
g
g
g
F b F b0 F b1 F b2
g
g
g
g
F c F c0 F c1 F c2
以故障特殊相序分量表示:
g
g
g
F b0 F c0 F a0
4 4
引入旋转因子（算子）
a a 11200 e j120
120
a2 1 1200 e j120
a2
120
1
120
1 a2 a 0
❖正序分量
❖负序分量
FFgg bb11Fgaa12eFgj1a210
gg
gg
FFcc11Faa1Fe ja1210
❖零序分量
g
g
g
g
E&c ZG Z L
U b U b0 U b1 U b2
g
g
g
g
Zn
I&a I&b I&c
U&a U&b U&c
U c U c0 U c1 U c2
E&a ZG Z L
对称分量法
a2 E&a ZG Z L
I&a
g
g
g
g
F a F a0 F a1 F a2
g
g
g
g
F b F b0 F b1 F b2
三相电路对称——单相各序电路（序网）
E&a
Z1
I&a1
Z2 I&a2
Z0
I&a 0
U&a1
正序网
U&a 2
负序网
U&a 0
零序网
❖序网基本方程
U&a1 E&a I&a1 Z1
U&a2 I&a2 Z2
U&a0 I&a0 Z0
三个方程，六个变量，需补充三个方程
10 10
❖序网基本方程
a2 E&a ZG1 Z L1
aE&a ZG1 Z L1
I&a1
Zn
U&a1
ZG0 ZG0 ZG0
Zn
Z L0
Z L0
Z L0 I&a 0
U&a 0
I&b1 a 2U&a1
正 序 网
I&c1
aU&a1
I&b0 aU&a0
零 序 网
I&c 0
a 2U&a 0
99
❖各序分量三相对称：大小、相位关系固定
表
示
11 11
3. 电力系统元件的各序参数和等值电路
• 应用对称分量法进行电力系统的不对称分析，首先 必须确定系统中各元件的各序参数 •元件的序阻抗指元件中流过某序电流时元件两端所 产生的序电压降与该序电流的比值
–静止元件无论流过正序电流还是负序电流，并不改变相 与相之间的磁耦合关系，其正序阻抗与负序阻抗相等；零 序电抗较为复杂； –旋转元件，各序电流流过时引起不同的电磁过程，三序 电抗不相同
33
❖正序分量
g
F c1 120
120
g
F a1
120
g
F b1
g
g
F b1 F a1 e j120
g
g
F c1 F a1 e j120
❖零序分量
❖负序分量
g
F b2
120 120
120
g
F c2
g
F a2
g
F a0
g
F b0g F c0
g
g
F b2 F a2 e j120
g
g
F c2 F a 2 e j120
U&a1 E&a I&a1 Z1
U&a2 I&a2 Z2
U&a0 I&a0 Z0
❖边界条件：短路点处电压、电流方程
➢a相短路：
U&a 0, I&b 0, I&c 0
用 序
➢b、c两相短路：
U&b U&c , I&a 0, I&b I&c
分 量
➢b、c两相接地短路：U&b 0, U&c 0, I&a 0
1 1 1
A 1
1 3
1 1
a a2
a
2
a
Fa0 Fa1 Fa 2
1 3
1 1 1
1 a a2
1 Fa a2 Fb a Fc
66
2. 对称分量法分析不对称短路
ZL
k (1)
E&a ZG Z L
a
ZG
b
E&a
ZG
E&b E&c
c ZG
ZL
a相
短路 ZL 为例
E&b ZG Z L
I&b
I&c
U&a1
a 2U&a1
aU&a1
特Zn点: 各U&序a2 网三相aU&a完2 全a2U对&a2
称，可U&分a0 析单相U&a0序网U&a0
ZG2 ZG2 ZG2
Zn
Z L2
Z L2
Z L2 I&a 2
U&a 2
I&b 2 aU&a 2
负 序 网
I&c 2
a 2U&a 2
E&a ZG1 Z L1
g
g
g
g
F c F c0 F c1 F c2
aE&a ZG Z L
U&a1
Zn
U&a 2
U&a 0
I&b
I&c
a 2U&a1
aU&a1
aU&a 2 U&a 0
a 2U&a 2 U&a 0
88
E&a 电ZG 源Z：L 三相正序
三a2E相&a 正ZG 序Z网L 、I&a三相负序网
三相零序网 aE&a ZG ZL
– 元件的各序参数可查阅相关手册。
2006-5-20
电力系统故障分析
12 12
❖正序网络
– 正序网络与计算三相短路时的等值网络 完全相同。
– 除中性点接地阻抗和空载线路外，电力 系统各元件均应包括在正序网络中
ggg
Fa,Fb,Fc
对称分量法
g
g
g
正序分量 F a1 , F b1 , F c1 对
g
g
g
称
负序分量 F a2 , F b2 , F c2 分
零序分量
g
F
a
0
,
g
F
b0
,
g
F
c
0
量
g
g
g
g
F a F a0 F a1 F a2
gb0 F b1 F b2
g
g
g
g
F c F c0 F c1 F c2
第一部分
电力系统故障分析 与短路计算
1
电力系统故障分析与短路计算
（电力系统不对称运行/故障分析方法--对称分量法）
出发点：
•电力系统不对称运行/故障时，采用相分量 分析复杂而困难·
•使用对称分量法将不对称相分量转化未对 称的序分量，可利用其对称性简化不对称运 行/故障分析
2
1. 对称分量法
不对称相量
g
g
g
g
F a F a0 F a1 F a2
g
g
g
g
F b F a0 a2 F a1 a F a2
g
g
g
g
F c F a0 a F a1 a2 F a2
g
F
a
1
1
1
g
F
a
0
g F
b
1
a2
a
g
F
a1
g Fc
1
a
a
2
g
F
a
2
g
g
Fabc A F012
g
g
F012 A1 Fabc
E&c ZG Zn
ZL I&a I&b I&c
U&a U&b U&c
E&a ZG
ZL
特殊相：a相
E&b ZG
ZL
E&c ZG Zn
ZL
I&a U&a 0
I&b 0 U&b
I&c 0 U&c
故障 网络
77
短路点阻抗、电压、电流不对称
E&a ZG Z L
g
g
g
g
E&b ZG Z L
U a U a0 U a1 U a2