电力系统暂态分析20082008年年66月月99日日电力系统暂态分析上篇电力系统电磁暂态过程分析下篇电力系统机电暂态过程分析上篇电力系统电磁暂态过程分析第一章电力系统故障分析基本知识第二章同步发电机突然三相短路分析第三章电力系统三相短路电流实用计算第四章不对称故障的分析方法第一章电力系统故障分析基本知识20082008年年66月月99日日第一章电力系统故障分析基本知识§1-1故障概述§1-2故障计算中的标幺值§1-3无限大功率电源供电三相短路电流分析§1-1故障概述一.故障类型二.短路发生的原因及结果三.故障计算目的§1-1故障概述一.故障类型电力系统故障：凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况电力系统故障分类⎧⎧对称故障三相短路f（）3⎪⎪（）1⎪⎪⎧单相短路f⎪⎪⎪两相短路f(2)⎪简单故障（单重故障）⎪⎪⎪⎨⎪(1,1)电力系统故障⎨⎪不对称故障⎨两相接地短路f⎪（）1⎪⎪单相断线O⎪⎪⎪⎪⎪⎪两相断线O()2⎪⎩⎩⎩⎪复杂故障（多重故障）二.短路发生的原因及结果ƒ原因：绝缘的破坏—老化，污秽，机械损伤，自然灾害，误操作等ƒ后果：电流急剧增大，电压大幅下降，破坏系统的稳定性，引起大面积停电三.故障计算目的ƒ短路计算—合理选择电器，限流措施，继电保护配置及整定的依据ƒ在各种短路中，单相接地短路占65%，三相短路占5%，两相短路占10%，两相接地短路占20%。§1-2故障计算中的标幺值一.采取标幺值的意义二.近似计算法三.时间、转速和频率等物理量的标幺值四.在故障分析中采用标幺制计算的步骤§1-2故障计算中的标幺值一.采取标幺值的意义大多采用标幺值，数值简明，便于分析二.近似计算法取系统平均额定电压为基准电压，认为每一元件的额定电压就是其相应的平均额定电压，这样变压器的标幺变比恒为1三.时间、转速和频率等物理量的标幺值ffBN=(50Hz)ωB=ωπNN=2ftBB=1/ω=1/ωNtt*=/tB=tωN可以方便地计算sinωt、cosωt等量四.在故障分析中采用标幺制计算的步骤取基准，化标幺，计算,将结果返回有名值§1-3无限大功率电源供电三相短路电流分析一.无限大功率电源二.三相短路电流分析三.短路冲击电流、最大有效电流和短路功率§1-3无限大功率电源供电三相短路电流分析一.无限大功率电源ƒ特点：理想电源，提供的功率为无限大，电源内阻抗为零ƒ其等值图如下：Ze•注：当电源的内阻抗E小于短路回路总阻抗Zs的10%则可近似认为其为一无限大功率电源图1-1无限大电源等效电路图无限大功率电源供电系统发生三相短路电路图uf(3)aRLKR′L′ia′uiabRLR′L′ib′uibcRLR′L′ic′ic图1-2无限大功率电源供电系统的三相短路图中R、L和R’、L’分别代表短路点K左侧和右侧的等值电阻和电感。三相交流电源的a相电势为：（1－1）ua=2Usin(ωt+α)U为电压的有效值，ω为交流电源角频率，α为初始角，也称合闸角短路前，a相电流的表达式为：（1－2）iIa=+2s00in(ωtαφ−)式中UI0=,()RR++′22ω(L+L′)2ω()LL+′φ=arctg0RR+′二.三相短路电流分析设t＝0时K点发生三相短路。由于是对称故障，故可采用“按相分析”的方法，只需对一相（a相）进行分析。此时整个系统分成两个独立的回路。左边的回路仍与电源连接，而右边的回路则变成无源回路。对于右边的R’、L’无源回路，三相短路后的微分方程为：′di′L′a+R′i=0(1－3)dta这是一常系数线性齐次微分方程，初始条件由换路定律有：′ia(0)=ia0=2I0sin(α−φ0)式中ia0代表短路前一瞬间的a相电流值利用高等数学中微分方程的求解方法，得到式（1－3）的特征方程为：L′p+R′=0即其特征根为：R′p=−L′从而可得到短路电流的解为：R′t−t−′L′T′(1－4)ia=ce=ceT′=L′式中R′为该回路的时间常数。利用初始条件定出积分常数c：c=2I0sin(α−φ0)可得到a相短路电流：t−′T′ia=2I0sin(α−φ0)e（1－5）右边回路短路电流的最大值发生在t＝0时刻，且数值上就等于原系统正常运行时的电流，随后逐渐衰减至零，故不会对电气设备产生危害，一般