电力工程系电力系统故障分析的主要内容DepartmentofElectricalEngineering在电专业课中——电力系统故障分析三相短路电流分析与计算电力系统故障分析同步发电机突然三相短路分析电力系统三相短路的实用计算（电磁暂态过程分析）对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路（七）不对称故障的分析与计算复故障的分析与计算本部分内容简介任建文介绍故障类型、产生原因及危害无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析三相短路的实用计算方法对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路不对称故障的分析与计算NorthChinaElectricPowerUniversity第一章电力系统故障分析的基本知识二、产生的原因过电压、雷击第一节概述风、雪、鸟、兽等绝缘被破坏绝缘老化、污染一、短路的类型：大多数故障是短路故障设计、安装、维护不当，人为因素短路是指：正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接三、产生的危害引起发热：10~20倍额定电流，达几万甚至几十万安短路类型示意图符号发生的机率引起电动力效应：传导体变形甚至损坏—机械稳定性引起网络中电压降落三相短路(3)对称d5%使稳定性遭到破坏短路可能干扰通信系统二相短路d(2)10%不对称三、措施限制短路电流（加电抗器）二相接地短路(1,1)d20%继电保护快切结线方式单相接地短路(1)d65%设备选择1第二节无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析无限大电源——恒压源（内阻=0）¾短路不影响电源的U，f（Z=0，U=C，S=∞）¾实际内阻<短路回路总阻抗10%，即无限个有限源组成一、暂态过程分析d(3)UaRLR’L’三相短路是对称故URLR’L’障，可用一相分析bUcRLR’L’u=Usin(ωt+α)¾短路前m¾如何确定A（楞次定律）i=Isin(ωt+α−φ)ZZ’mIdf非周期分量出现的物理原因是：电感中电流不能突变UI=mm22−时U(R+R')+(ωL+ωL')t=0i0−=Imsin(α−φ)−1ω(L+L')+时φ=tgt=0i0+=Idzmsin(α−φd)+AR+R'di∴t0−=t0+QA=Imsin(α−φ)−Idzmsin(α−φd)¾短路后Ri+Ld=Usin(ωt+α)一阶常系数线性微分方程ddtm−t/Taid=Idzmsin(ωt+α−φd)+AeRLR’L’=idz+idfTa=L/RidUidz周期分量（强制分量）Idf非周期分量（自由分量）二、产生最大短路全电流的条件三、短路冲击电流ich和冲击系数kch稳态分量—取决于短路后的电路i的最大瞬时值——短路冲击电流i短路全电流暂态分量—和短路时刻、短路前运行状态及回dch路阻抗有关•出现在t=T/2时要使短路全电流最大——使暂态分量最大（无载，一相过零）0.010.01−−TaTa短路前电路为空载：Im=0ich=Idzm+Idzme=(1+e)Idzm=2kchIdz0α−φd=90•kch与R，X的大小有关：R=0时，kch=2；L=0时，kch=1电压“合闸相角”α=0发电机母线时kch=1.9，ich=2.7Idz1≤k≤Φ=π/2，纯电感电路ch高压电网时，d2kch=1.8ich=2.55Idz•ich用于校验电气设备和载流导体的电动力稳定性2四、短路全电流最大有效值Ich第三节短路回路总阻抗求取1T1T2I=i2dt=i+idt一、计算短路电流的基本假设ch∫0d∫0()dzdfTT1、以电网的平均电压取代元件的额定电压假设的数值在第一个周波内是恒定不变的，时值•idft=T/2同一电压级中各元件的额定电压可能不一样220.01−线路首端，升压变压器二次侧高出10%⎛I⎞⎛⎞I22I=dzm+⎜IeTa⎟=dzm1+2k−1=I1+2k−1ch⎜⎟dzm()chdz()ch线路末端，降压变压器一次侧=UB⎝2⎠⎜⎟2⎝⎠发电机高出5%发电机母线时kch=1.9，Ich=1.62Idz简化计算——同一电压级中各元件的额定电压相同，1≤kch≤数值上平均电压，pjBBB2高压电网时kch=1.8，Ich=1.52Idz=U=(1.1U+U)/2=1.05UdΣdΣdΣ•不管求ich还是求Ich，只须求得Idz，而求Idz的关键是求由电2、高压电网只计及电抗,当R<X/3时,忽略R源开始到短路点的总阻抗ZdΣUUpj22pj故IdΣ=计算误差不超过15%ZdΣ=RdΣ+XdΣIdΣ=3XdΣ3ZdΣ二、各元件统