7电力系统不对称故障的分析计算

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不对称故障的分析与计算

《电力系统分析》
不对称故障的分析与计算
水利与建筑工程学院
电气与动力实验室
1、不对称短路分析与计算
一、实验目的
1、掌握运用Matlab进行电力系统仿真实验的方法；
2、理解导纳矩阵、阻抗矩阵及其求解方法；
3、掌握不对称短路的分析和计算方法；
4、学会编写程序分析不对称故障。

二、预习与思考
1、用Matlab对基本的矩阵进行运算。

2、导纳矩阵、阻抗矩阵有何关系，如何求取阻抗矩阵？
3、不对称短路有哪些，它们的边界条件分别是什么，如何形成它们的复合序网络图？
4、如何用程序实现不对称短路的计算？
三、系统网络及参数
图1 系统网络图
表1 元件参数及阻抗
四、实验步骤和要求
1、根据以上网络和参数，编写程序进行下列故障情况下的故障电流、节点电压和线路电流的计算。

（1）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u., 节点3发生三相短路；
（2）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生单相接地短路；
（3）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生相间短路；
（4）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生两相接地短路。

五、实验报告
1、完成下表2-表9。

表2 节点3发生三相对称短路时的故障电流
表3 节点3发生三相对称短路时各节点电压
表4 节点3发生单相短路时的故障电流
表5 节点3发生单相短路时各节点电压
表6 节点3发生相间短路时的故障电流
表7 节点3发生相间短路时各节点电压
表8 节点3发生两相接地短路时的故障电流
表9 节点3发生两相接地短路时各节点电压
2、书面解答本实验的思考题。

电力系统的不对称(故障)分析的对称分量法

（*）
式 Ub Uc Z f Ib 可变换为
(a2Ua1 aUa2 Ua0 ) (aUa1 a2Ua2 Ua0 ) Z f (a2Ia1 aIa2 Ia0 )
将（#）式代入：(a2 a)Ua1 (a2 a)Ua2 Z f (a2 a)Ia1
a3 1
其中
1 T a 2
a
1 1 a 1 a 2 1
为对称分量变换矩阵
IP

IIba
Ic
为相电流向量
IS

Ia1 Ia 2

Ia0
为对称分量电流向量
对前式求逆，得 IS T 1IP ，其中
1 a a 2
电力系统的不对称（故障）分析的对称分量法
在电力系统故障中，不对称故障发生的概率比三相对称故障发生的概率大得多。例如某电力系统220kV线路故障中：
单相接地短路占91%；两相短路占0.9%；两相接地短路占5.9%；三相短路占1.8%；单相断线占0.4%。基本分析方法：对称分量法
一、对称分量法
Ia1 Ia 0Ia 2
Uc 2
Ub 2
Ia
Uc 2
UC1
Uc 0 Uc
Ua Ua 2 Ua0
Ub 2 Ub1
Ub Ub0
2. 两相短路
短路点的电压电流（边界条件）：
Ia 0 Ib Ic
Ub Uc Z f Ib
a
k
b
c
Ua Ub Uc Ia 0
3X kk0 ]Ia1
Uc aUa1 a2Ua2 Ua0 j[(a a2 ) X kk2 (a 1) X kk0 ]Ia1

电力系统不对称故障分析

部不对称，而系统其他各元件的三相阻抗及三相互感仍然保
持相等，所以一般不使用直接求解复杂的三相不对称电路的
方法，而采用更简单的对称分量法进行分析计算。
《电力系统分析》刘学军主编.机械工业出版社
第9章电力系统不对称故障分析
9.1对称分量法及其应用
9.1.1对称分量法 9.1.2序阻抗的概念 9.1.3对称分量法的应用

1 a2
1 a
F&c a a2
上式可简写为： F&abc = SF&120
《电力系统分析》刘学军主编.机械工业出版社
1 1

F&a1 F&a 2

1 F&a0
（9-3）（9-4）
第9章电力系统不对称故障分析
轾犏1 1 1 S = 犏犏a 2 a 1
《电力系统分析》刘学军主编.机械工业出版社
第9章电力系统不对称故障分析
9.2电力系统各元件的序阻抗和等值电路
9.2.1同步发电机的正序电抗、负序电抗和零序电抗
9.2.2异步电机和综合负荷的负序阻抗及等值电路
9.2.3变压器的零序阻抗及其等值电路
《电力系统分析》刘学军主编.机械工业出版社
第9章电力系统不对称故障分析
X2

1 2
X d X q
当 Xdⅱ= Xqⅱ= X ⅱ或相差不大时，X2 = X ⅱ。定子负序电阻大于正序电阻，一般可忽略不计。发电机的负序等值电路如图9-6a所示。
图9-6 发电机负序和零序等值电路 a)负序等值电路 b)零序等值电路
《电力系统分析》刘学军主编.机械工业出版社
a2F&a1

电力系统不对称故障的分析计算

电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。

然而，由于各种原因，电力系统可能会发生不对称故障，导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。

因此，对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。

本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法，并使用Markdown文本格式进行输出。

2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。

其主要原因包括：单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。

不对称故障的特点如下：1.电流和电压的相位不同：在不对称故障中，电流和电压的相位不同，通常表现为电流和电压波形的不对称。

2.非对称系统功率：由于不对称故障，电力系统中的功率将变得非对称。

正常情况下，三相电流和电压的功率应该平衡，但在不对称故障中，这种平衡被破坏。

3.对称分量的存在：在不对称故障中，由于相序的不同，电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。

3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算，一般可以采用以下步骤：3.1 系统参数获取首先，需要获取电力系统的各项参数，包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。

这些参数将用于后续的计算。

3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置，对故障状态进行建模。

常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。

3.3 网络方程建立基于故障状态的建模，可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。

通过求解节点方程或潮流方程，可以得到电流和电压的分布情况。

3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果，可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标，包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。

3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果，可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。

通过故障保护和控制系统的响应，可以及时检测和隔离故障，保证电力系统的平安运行。

4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。

[工学]第七章电力系统不对称故障分析

153第七章电力系统不对称故障分析电力系统是三相输电系统，由于各相之间存在电磁耦合，因此各相之间存在互阻抗和互导纳。

例如如图7-1所示的三相系统，各相除了具有损耗r a 、r b 、r c ，自感L a 、L b 、L c ，以及对地电容外C a 、C b 、C c 外，相间还存在互感m ab 、m bc 、m ca 和互电容C ab 、C bc 、C ca 。

图7-1 三相电磁耦合系统根据电路理论可知，如果三相系统的自阻抗和自导纳参数相等，相间的互阻抗、互导纳参数也分别相等，那么这样的三相系统称为三相“平衡系统”。

只有在三相平衡系统中，当电源电压对称时系统中各个节点或支路的电压和电流才是对称的。

以7-1系统为例，假设三相的自感相等，相间互感也相等，自阻抗用Z s 表示，互阻抗用Z m 表示，则三相电压与电流的关系为：⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=cs b m a m c c m b s a m b c m b m a s a I Z I Z I Z E I Z I Z I Z E I Z I Z I Z E (7-1)如果三相电源对称，那么将7-1中三个方程相加就得到：0))(2(=+++=++cb a m sc b a I I I Z Z E E E (7-2) 根据7-2可知：0=++cb a I I I 那么三相电压方程7-1变为：⎪⎩⎪⎨⎧-=++=-=++=-=++=cm s c s b m a m c b m s c m b s a m b a m s c m b m a s a I Z Z I Z I Z I Z E I Z Z I Z I Z I Z E I Z Z I Z I Z I Z E )()()( (7-3)上式说明，三相电流也对称。

上面的三个式子是在三相系统平衡且对称情况下，用单相法进行三相电路计算的基础。

然而电力系统发生的故障大多数情况下都是不对称故障，我们用什么方法来进行分析和计算呢？很显然，不对称的三相系统之所以不可以用单相来代替，如果采用三相电路方程进行计算，不对称故障分析将非常复杂（随着计算机技术的发展，很多计算是采用三相电路计算的）。

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

不对称短路故障分析
02
不对称短路故障类型
单相接地短路
其中一相电流通过接地电阻，其余两相保持正常。
两相短路
两相接地短路
两相电流通过接地电阻，另一相保持正常。
两相之间没有通过任何元件直接短路。
不对称短路故障产生的原因
01
02
03
设备故障
设备老化、绝缘损坏等原因导致短路。
外部因素
如雷击、鸟类或其他异物接触线路导致短路。
操作错误
如误操作或维护不当导致短路。
不对称短路故障的危害
设备损坏
短路可能导致设备过热、烧毁或损坏。
安全隐患
短路可能引发火灾、爆炸等安全事故。
停电
短路可能导致电力系统的局部或全面停电。
经济损失
停电和设备损坏可能导致重大的经济损失。
不对称短路故障计算
03
方法
短路电流的计算
短路电流的计算是电力系统故障分析中的重要步骤，它涉及到电力系统的运行状态和设备参数。
不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)
contents
目录
• 引言 • 不对称短路故障分析 • 不对称短路故障计算方法 • 不对称短路故障的预防与处理 • 电力系统不对称短路故障案例分析 • 结论与展望
引言
01
课程设计的目的和意义
掌握电力系统不对称短路故障的基本原理和计算方法
培养解决实际问题的能力，提高电力系统安全稳定运行的水平
故障描述
某高校电力系统在宿舍用电高峰期发生不对称短路故障，导致部分宿舍楼停电。
故障原因
经调查发现，故障原因为学生私拉乱接电线，导致插座短路。
解决方案
加强学生用电安全教育，规范用电行为；加强宿舍用电管理，定期检查和维护电路。

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

信息工程学院
课程设计报告书
题目：不对称短路故障分析与计算
专业:电气工程及其自动化
班级：YYYYYYY班
学号:YYYYYYYYY
学生姓名：YYY
指导教师:YYY老师
20XX年X月X日
电力系统分析课程设计
题目：不对称短路故障分析与计算（手算或计算机算)
一、原始资料
T4
T3
T2
T1
1、发电机参数已经给定。
4
短路点正序标幺值为：
短路点负序标幺值为：
短路点零序标幺值为：
不对称短路的短路电流正序分量标幺值：
短路电流的标幺值：
短路电流的幅值：
短路冲击电流幅值:
短路点非故障相对地电压：
5 结果分析
5.1
电力系统产生短路的主要原因是供电系统中的绝缘被破坏。在绝大多数情况下，电力系统的绝缘的破坏是由于未及时发现和消除设备中的缺陷和维护不当所成的。例如过电压、直接雷击、绝缘材料的老化、绝缘配合不当和机械损坏等,运行人员错误操作，如带负荷断开隔离开关或检修后未撤接地线就合断路器等;设备长期过负荷,使绝缘加速老化或破坏；小电流系统中一相接地，未能及时消除故障;在含有损坏绝缘的气体或固体物质地区。此外在电力系统中的某些事故也可能直接导致短路,如电杆倒塌、导线断线等也会造成短路。
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，引起的后果是破坏性的，具体表现在:（1)短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的短路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时间较长时，可能使设备过热而损坏;（2）很大的短路电流通过导体时,要引起导体间很大的机械应力，有可能使设备变形或遭到不同程度的破坏。（3）短路时，系统电压大幅度下降，对用户工作影响很大（4）发生接地短路时，会产生不平衡电流及磁通，将在领近的平行线路内感应出很大的电动势。（5）短路发生后，有可能使并列运行发电机组失去同步，破坏系统的稳定，使电力系统瓦解，引起大片地区的停电。

电力系统不对称故障

Fb 2
(b)
Fa 0
Fa 2
Fa
Fa1
Fc 2
Fa 0 Fb0 Fc0
(c)
Fc1
Fc 2
Fc
Fb1 Fc0
Fb 2
Fb
(d)
Fb0
注意：
➢ abc T 120 是一对一的线性变换。独立总变量数不变。
➢ 这样的转换并非纯数学的，各序电流、电压是客观存在的，可以测出。
➢ 变换是对相量进行的，不象dq0是对瞬时量进行的。因此，零序看似相同，但实际不同。
1 3
1 1
1
a a2 1
a2 Fa
a
Fb
1 Fc
简写为
F120
T
F 1 abc
结论：
➢ 三个不对称的相量可以唯一地分解成三组对称的相量(简称对称分量)。
➢ 由三组对称分量可以进行合成而得到唯一的三个不对称相量。
对称分量中分解和合成的相量关系
Fa 2 Fa1
Fc1
Fb1
(a)
型号 K1 Y0 / 合 Y0 / Y 开 Y0 / Y0 开
K2
x(0)
开 xI xII // xm(0)
开
xI xm(0)
合 xI xm(0) //(xII )
xI
xII K2
U 0
xm(0)
K1
•
I0
•
•
3I0
I0
•
I0
Zn
•
I0 (a)
3Zn
•
U0
RT1 jXT1
RT 2 jXT 2
➢定子对称、转子不对称时，包含0、f1、2f1 （三相短路）。 ➢只要转子对称时，仅含0及f1分量。 ➢短路后稳态，定子电流中包含基波，不含直流及偶次分量；若转子不对称则还含奇次谐波。

电力系统自动化试卷及思考题答案年华北电力大学

1.那些实验是在EMS平台下进行那些实验是在DTS平台下进行EMS：1电力系统有功功率分布及分析；2电力系统无功功率分布及分析；3电力系统综合调压措施分析；4电力系统有功-频率分布；5电力系统潮流控制分析；6电力系统对称故障计算及分析；7电力系统不对称故障及计算分析DTS：1电力系统继电保护动作特性分析；2电力系统稳定性计算及分析；3电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析2.欲调节电压幅值,调有功P有效还是无功Q有效为什么1电压对无功变化更敏感,有功虽然对电压也有影响但是比较小2只考虑电压降落的纵分量：△U=PR+QX/U,从公式看出,电压降落跟有功P和无功Q都有关系,只不过在高压输电系统中,电抗X>>R,这样,QX在△U的分量更大,调节电压幅值就是在调节无功;3.重合闸有什么好处若电气故障设为三相短路,故障分别持续t1和t2时长,则两个实验结果有什么不同重合闸好处：1在线路发生暂时性故障时,迅速恢复供电,从而提高供电可靠性；2对于有双侧电源的高压输电线路,可以提高系统并列运行的稳定性,从而提高线路的输送容量；3可以纠正由于断路器机构不良,或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数,相间距离一段动作次数,三相跳开次数比故障延时短的多,开关三相跳开的次数多;4,.以实验为例,举例说明继电保护对暂态稳定的影响实验八中,实验项目一体现出选保护具有选择性,当其故障范围内出现故障时,有相应的断路器动作跳闸;实验项目二体现出保护是相互配合的;当本段拒动时,由上一级出口动作跳闸;实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护;继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低,尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动,有利于暂态稳定的实现;5.·在电力系统潮流控制分析试验中,可以通过改变发电机的无功进行潮流调整,也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整,实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同为什么改变发电机无功：设置发电机无功时以10MVAR增长;不能保证发电机有功功率和发电机电压恒定,他们可能会随着无功功率的改变有微小的变化;改变变压器分接头：设置此时发电机相当于一个PV节点,即恒定的有功P和不变的电压U;原因：发电机是无功电源,也是有功电源,是电能发生元件；变压器是电能转换元件,不产生功率;7在实验中考虑了哪些调压措施若某节点电压kv/无功……电压升高3kv,则应补偿多少电容实验调节发电机端电压调节有功,调节无功,调整变压器分接头百度电力系统的调压措施主要有：1靠调节发电机机端电压调压2靠改变变压器分接头调压3靠无功补偿调压4靠线路串连电容改变线路参数调压我的实验灵敏度系数为,所以若电压升高3kv,应补偿3/=40Mvar的电容8在调频实验中;对单机单负荷系统,若发电机的额定功率……频率怎么变化当负荷功率大于发电机功率的额定功率……通过K=△p/△f来判断f如何变化9、几个实验步骤实验九试探法求故障切除实验的实验步骤1.进入DTS之“教员台”,在DTS控制面版上选择“进入暂态”；同上述项目一样,将各开关的线路继电保护退出运行;2.按右键点击线路lineAto2,选择“电气故障设置”项,设置“三相短路”、故障延时100ms、距线路首端50%,按“确定”,选择菜单栏上的“表格曲线”下“动态曲线显示”项,在出现的窗体上察看发电机“摇摆曲线”;保存之;3.在“DTS控制台”面版上选择“进入在线”,再点击“仿真重演”,选择设置故障前的时间,返回基态潮流;根据发电机“摇摆曲线”的形态,继续在线路lineAto2上设置故障,故障类型、位置等与上述完全相同,只是将故障延时增加一个Δt,比如Δt=50ms,察看发电机“摇摆曲线”;4．重复步骤3之操作,将故障延时不断增加一个Δt,每一次都注意其摇摆曲线是否已接近稳定极限或已经崩溃,直至系统失稳;实验三1比较电抗器与电容器的调压作用返回系统基态潮流状态,断开连接在母线B上的电抗器和电容器的断路器,记录下此时母线B的电压；合上电容器的断路器,此时母线电压值发生变化,记录变化后的值；断开电容器的断路器,再合上电抗器的断路器,记录下变化后的母线电压值;2调节各变压器分接头,对比不同变压器对某一母线的调压作用返回系统基态潮流,分别调整变压器1号、2号、3号的分接头,比较哪一台变压器对改变母线A的节点电压最有效;具体做法,在“调度员潮流”状态,先把1号发电电机设置为PV节点,然后选中1号变压器,按键,选“分接头调节”,将其分接头位置上调或下调一个档位可多调几档,观察并记录下母线A的电压变化情况;返回系统基态潮流,分别对变压器B、C重复这一实验步骤,观察并分别记录下,母线A的电压变化情况;（3）应用仿真系统中的灵敏度分析法对指定母线电压进行灵敏度分析作母线B电压的灵敏度分析;点击“量测分析”、“状态估计”、“静态安全分析”进入实验操作平台,用鼠标点击并选中“母线B”,在窗口上方上选择“校正对策分析”项,点击“灵敏度分析”下的“灵敏度分析”子项,在弹出窗口中的“受控参数”框中选择“电压”,在右侧的“控制参数”框选中复选项“发电机无功功率”、“负载无功功率”和“电容无功功率”三项,按“确定”后仿真系统便会自动计算并给出各台发电机的无功功率、各个负荷无功功率以及各个电容无功功率对母线B电压影响的报表;4估算并验证电容器补偿容量;假设要将母线B电压升高ΔU,不断试探改变电容器的无功容量参数后将其投入运行,直至母线B电压符合或接近原定的要求,记录此时电容无功功率及母线B电压值；再利用灵敏度分析结果大致估算将母线B电压升高ΔU所需的电容无功功率容量,对比二者结果是否一致;实验一电力系统有功功率分布及分析1.2、欲调节电压相角θ,调有功P有效还是调无功Q有效应调节有功P,因为电力网络中,各元件的电抗一般远大于电阻,所以可将雅克比子阵中的N eP ∂∂=N 省略,可将修正方程中δ∆=∆H P ,所以节点电压相位角的改变主要影响各元件的有功功率潮流,即欲调节电压相角θ,调有功P;3,、想要调节水轮发电机的出力P 应调节什么控制量如想要调节汽轮发电机的出力P 又应调节什么控制量想要调节水轮发电机的出力P 应调节其水门,调节水流量；如想要调节汽轮发电机的出力P 应调节其气门,调节进气量;实验二电力系统无功功率分布及分析1.2．欲调节电压相角θ,调有功P 有效还是调无功Q 有效答：调节无功有效;3．想要调节水轮发电机的无功Q 应调节什么控制装置调节汽轮发电机的Q 呢答：调节励磁装置,调节发电机励磁电流,增加励磁电流就会增加无功输出,减少励磁电流无功输出就会下降;4．调整变压器分接头能增加或减少全系统无功总量吗答：不能;系统的无功总量由发电机,同步调相机,电力电容器和静止补偿器等来影响,变压器分接头只是通过改变电压来改变无功分布,不影响全系统无功总量;实验三电力系统综合调压措施分析1．步骤2中,哪一种调压手段更有效些为什么答：步骤2中对比了发电机1、3的无功对母线A 电压的影响;调节3号发电机对调压更有效;有iijij ij ij U X Q R P U +=∆可知,电压降落主要受X 和Q,发电机3到母线A 的X 更大,所以发电机无功调节相同的量,3号发电机对母线A 电压的影响更大,调压更有效;2．从本实验的结果看出,要调整电压不合格点电压,最优先采用的调压手段是哪一种为什么而最有效的手段又是哪一种答：最优先采用的是调节发电机端电压、调整变压器分接头的方法,通过调整变压器的电压分接头来调整电压是电力系统经常采用的措施;最有效的是进行无功补偿,从而调节无功负荷;因为改变变压器的变比调压是有条件的;它就是：必须维持系统的无功功率平衡;调整变压器分接头不能从根本是改变无功缺乏的问题,还可能引起电压降落；iijij ij ij U X Q R P U +=∆,所以调节无功Q 对电压调整非常有效;3．如果想降网损,前提不能减出力、不能减负荷,如何通过各种调压手段进行调节答：无功补偿;通过无功补偿使线路上流过的无功减小,线路电压升高,线路是的电压降落减小,从而降低了网损;实验四电力系统有功-频率分析1．在一个实际运行的电网中,假设系统有功出力缺额P ∆,单独依靠发电机自身“一次调频”能力使系统重新平衡不计负荷调节,系统的频率值为f1；单独依靠负荷自身调节效应使系统重新平衡不计发电机调节,系统的频率值为f2;问二者是否相等答：二者不相等,因为发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率的值相差比较多,如：=*G K ~20,=*L K ;2．有人说,一号发电机的发电容量大于2号发电机,因此选调频机的时候应优先选一号机答：这种说法不对,因为发电机的单位调节功率和机组的调差系数σ有互为倒数的关系;100%f P 1K GNG ⨯==σσN实验五电力系统潮流控制分析1．为什么会有线损线损的构成主要有哪些成分 2．答:电能通过输电线路传输而产生的能量损耗,简称线损;电力网络中除输送电能的线路外,还有变压器等其他输变电设备,也会产生电能的损耗,这些电能损耗包括线损在内的总和称为网损; 线损是由电力传输中有功功率的损耗造成的,主要由以下3个部分组成;=1\GB3①于电流流经有电阻的导线,造成的有功功率的损耗,它是线损的最主要部分②由于线路有电压,而线间和线对接之间的绝缘有漏电,造成的有功功率损耗③电晕损耗：架空输电线路带电部分的电晕放电造成的有功功率损耗;在一般正常情况下,后两部分只占极小的份量; 3．从实验步骤3中的记录情况,谈谈你对线路损耗的认识;答:线损是电能通过输电线路传输而产生的能量损耗产生的;电力网络中除输送电能的线路外,还有变压器等其他输变电设备,也会产生电能的损耗,这些电能损耗的总和称为网损; 线损是由电力传输中有功功率的损耗造成的,主要由以下3个部分组成;=1\GB3①于电流流经有电阻的导线,造成的有功功率的损耗,它是线损的最主要部分②由于线路有电压,而线间和线对接之间的绝缘有漏电,造成的有功功率损耗③电晕损耗：架空输电线路带电部分的电晕放电造成的有功功率损耗;在一般正常情况下,后两部分只占极小的份量;4．如果各110kV 线路承担的输送功率长期满负荷运行,有何方法可较好地解决线损过高问题答:为了降低网络功率损耗,可以采取改变系统运行方式,调整运行参数和负荷率等措施使网络的功率分布接近经济分布,使网络运行更经济,功率损耗为最小;在有功功率合理分配的同时,还应做到无功功率的合理分布;按照就近的原则安排补偿,减少无功远距离输送;增设无功补偿装置,并合理配置,以提高负荷的功率因数,改变无功潮流分布,可以减少有功损耗和电压损耗,可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率,使线损大为降低,而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力; 实验六电力系统对称故障计算及分析1．对某一线路来说,在相同地点发生三相短路时的短路电流是否一定比发生两相短路时的短路电流大为什么答：不一定;当线路发生三相短路时：z U I f fa∑=)1(01其中x ∑)1(为电力系统序网络的正序阻抗;当线路发生两相短路假设b 、c 两相短路时：zz U I I f fc fb ∑+∑==)2()1(032则由12式可知：当z z )13()1()2(-∑<∑时,两相短路电流大于三相短路电流；当z z )13()1()2(-∑=∑时,两相短路电流等于三相短路电流；当z z )13()1()2(-∑>∑时,两相短路电流小于三相短路电流;但是由于电力系统中一般情况下z z ∑=∑)1()2(,所以两相短路电流小于三相短路电流;2．某一线路,首端发生三相短路故障和末端发生三相短路故障引起的系统反应一样吗请说说理由;答：不一样;由于短路地点的不同,使得两次电源到短路点的短路阻抗不同,从而三相短路电流也不同; 实验七电力系统不对称故障计算及分析1．有人说,在相同地点发生三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路,肯定是三相短路的短路电流最大;对吗为什么答：不对;例如单项接地短路故障相的短路电流为∑+∑+∑=)0()2()1(03zzz U I ff ,一般∑)1(z和∑)2(z 接近相等;因此,如果∑)0(z 小于∑)1(z ,则单相短路电流大于同一地点的三相短路电流∑)2(0/zU f,反之,则单相短路电流小于三相短路电流;2．有人认为发生不对称故障时,故障相电流是由各序电流合成的,因此相电流一定比序电流要大;对吗为什么答：不对,因为序电流为矢量,有大小有方向,序电流的合成为矢量叠加,可能最后的相电流幅值比序电流还要小;1．在III 段过电流保护中,使用微机保护后,用不着电流继电器了作为启动元件,请问在该段的动作电流整定公式中还要考虑继电器的返回系数吗答：微机保护由于没有用电流继电器了作为启动元件,从理论上讲没有返回系数,但实际中,为了防止在保护装置在临界值附近发生抖动,微机保护中还是会设置返回系数的;2．如图所示,线路上装设两组电流互感器,线路保护和母线保护应各接哪组互感器为什么答：线路保护采用TA1互感器,母线保护采用TA2互感器;这样做是为了存在保护区间的重叠,从而保证任意处的故障都置于保护区内;实验九电力系统稳定性计算及分析1．有人说装设有自动励磁调节系统的发电机抗扰动能力比较强,对吗为什么答：这种说法是对的;正常情况下,系统中各发电机处于同步运行状态,保证系统中任何节点的电压幅值和频率以及任何线路的传输功率为恒定值;如果系统在运行过程中受到某种干扰,使发电机的输出电功率相应发生改变,结果是使得在扰动瞬间各发电机的机械输入转矩和输出的电磁转矩失去平衡,出现发电机转子不同程度的加速或减速,并导致各发电机之间转子相对角的变化;自动励磁调节系统能维持发电机或其他控制点的电压在给定水平,控制并联运行机组无功功率的合理分配,从而提高电力系统的稳定性;2.是不是只有相间三相短路才有可能引起系统的暂态稳定问题,发生单相接地短路则不会答：是;当发生单相接地不对称故障时,发电机定子回路中将流过负序电流;负序电流产生的磁场和转子绕组电流的磁场形成的转矩,主要是以两倍同步频率交变的,平均值接近于零的制动转矩,它对发电机也即电力系统的暂态过程没有明显影响,可略去不计;3.对于中性点不接地运行的小电网假设自供自用,与外电网没有联系,有无可能会发生类似的暂态稳定问题答：会;当系统在某种运行状态下突然受到某种干扰,使发电机的机械输入转矩和输出的电磁转矩失去平衡,使发电机转子加速或减速,并导致各发电机之间转子相对角的变化,从而带来电磁暂态过程; 实验十电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析1．如下图电网,保护5装设保护III 段,动作时限为III t 5,保护3装设II 段和III 段,动作时限分别为II I 3I I 3t t 和,保护1装设I 段、II 段和III 段,动作时限分别为III I I I t t t 111、、;有一继保工作人员在保护动作时限上这样设计：，，，t t s 031535∆+=∆+==III III III III III t t t t ts 0 s .5 0 131===I II II t t t ，;问设计有无问题假设s 0.5t =∆答：这样设计存在问题;由已知得，s .5 0 31==II II t t 当B-C 线路首端发生短路故障时,1处的II 段保护可能发生误动,使A-B 线路切除,使故障范围扩大;。

不对称度计算公式

不对称度计算公式在我们的学习和工作中，经常会遇到各种各样的计算公式。

今天，咱们就来好好聊聊不对称度计算公式这个话题。

话说我之前教过一个学生小明，他在学习不对称度计算公式的时候，那叫一个头疼。

这不对称度计算公式啊，乍一听可能会让人觉得有点迷糊，但其实只要咱们耐心拆解，也没那么复杂。

先来说说什么是不对称度。

简单来讲，不对称度就是用来衡量某个量在分布上的不均衡程度的一个指标。

那不对称度计算公式呢，通常是根据具体的情况和所涉及的物理量来确定的。

比如说在电学中，对于电压的不对称度，常见的计算公式是：电压不对称度 = （最大电压 - 最小电压）÷平均电压。

这个公式看起来简单，可对于像小明这样的初学者来说，理解和运用起来可不容易。

小明一开始总是搞混这几个量的关系，计算的时候不是把最大电压和最小电压弄反了，就是在求平均电压的时候出了错。

我就一次次给他举例，反复讲解。

我告诉他：“你就想象成是分糖果，最大电压就是得到最多糖果的那个小朋友，最小电压就是得到最少糖果的小朋友，平均电压就是大家平均能得到的糖果数。

”经过多次练习，小明终于慢慢掌握了这个公式。

再比如说在统计学中，对于数据分布的不对称度，可能会用到偏度这个概念，计算偏度的公式就相对复杂一些。

但原理还是一样的，都是为了衡量分布的不对称程度。

在实际应用中，不对称度计算公式的用处可大了。

比如在电力系统中，通过计算电压的不对称度，可以及时发现系统的故障或者不平衡情况，从而采取相应的措施来保障电力的稳定供应。

在数据分析中，了解数据的不对称度能够帮助我们更深入地理解数据的特征，做出更准确的判断和决策。

总之，不对称度计算公式虽然可能会让我们在一开始觉得有些棘手，但只要我们多练习、多思考，结合实际的例子去理解，就一定能够掌握它，让它成为我们解决问题的有力工具。

就像小明最终克服了困难一样，相信大家也都可以！。

电力系统发生不对称短路故障分析

摘要电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的，本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。

关键字：标么值；等值电路；不对称故障目录一、基础资料 (3)二、设计内容 (3)1.选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。

并求出各序元件的参数。

(3)2.化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。

(6)3.K处发生单相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。

求出短路电流。

(7)4.设在K处发生两相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。

求出短路电流。

(9)5.讨论正序定则及其应用。

并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电流。

(11)三、设计小结 (12)四、参考文献 (12)附录 (12)一、基础资料1. 电力系统简单结构图如图1所示。

图1 电力系统结构图在K 点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*）发电机G1和G2：S n =120MV A ，U n =10.5kV ，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45；变压器T1：S n =60MV A ，U K %=10.5 变压器T2：S n =60MV A ，U K %=10.5线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。

二、设计内容1.选择110kV 为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。

并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）在产品样本中，电力系统中各电器设备如发电机、变压器、电抗器等所给出的都是标么值，即以本身额定值为基准的标么值或百分值。

电力系统故障分析与短路计算分析

对称分量法
正序分量 F a 1 , F b 1 , F c 1 对称
负序分量 F a 2 , F b 2 , F c 2 分零序分量 F a 0 , F b 0 , F c 0 量
F a F a0 F a1 F a2 F b F b0 F b1 F b2 F c F c0 F c1 F c2
电力系统故障分析与短路计算分析
（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
1. 对称分量法
不对称相量 F a , F b , F c
Ec ZG
ZL
U b U b0 U b1 U b2
Zn
Ia
Ib
Ic
Ua Ub Uc
U c U c0 U c1 U c2
Ea ZG
ZL
对称分量法
a2E a Z G
ZL
Ia
F a F a0 F a1 F a2 F b F b0 F b1 F b2 F c F c0 F c1 F c2
– 零序电流相同相位，只能通过大地或与地连接的其他导体才能构成通路。
– 变压器中性点接地的数量和位置确定了零序网络的结构。
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aU a1
特Z n点: 各U序a 2 网三相a U a完2 全a 2U对a 2
称，可U分a 0 析单相U a 0序网U a 0

电力系统不对称故障的分析计算

第八章电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示：电力系统中发生的故障分为两类：短路和断路故障。

短路故障包括：单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路；断路故障包括：一相断线和两相断线。

除三相短路外，均属于不对称故障，系统中发生不对称故障时，网络中将出现三相不对称的电压和电流，三相电路变成不对称电路。

直接解这种不对称电路相当复杂，这里引用120对称分量法，把不对称的三相电路转换成对称的电路，使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。

本章主要内容包括：对称分量法，电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。

§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量（正序分量、负序分量、零序分量）之和。

设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下：()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。

正序分量： ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系统正常对称运行方式下的相序相同，达到最大值的顺序a →b →c ，在电机内部产生正转磁场，这就是正序分量。

此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。

负序分量：()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反，达到最大值的顺序a →c →b ，在电机内部产生反转磁场，这就是负序分量。

电力系统不对称故障分析

一、基础资料1. 电力系统简单结构图如图1所示。

图1 电力系统结构图在K 点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*）发电机G1和G2：S n =120MV A ，U n =10.5kV ，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45；变压器T1：S n =60MV A ，U K %=10.5 变压器T2：S n =60MV A ，U K %=10.5线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。

二、设计任务1、各元件参数标么值的计算，画出电力系统短路时的等值电路（1）、进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等的相对值进行运算，成为标么值。

标么值的定义为：标么值=有名值/相应的基准值（2）、在作整个电力系统的等值网络图时，必须将其不同电压级的各元件参数阻抗、导纳以及相应的电压、电流归算至同一电压等级——基本级。

而基本级一般电力低通中取最高电压级。

有名值归算时按下式计算(3)、电力元件参数标么值计算，取B S =120MV A ，KV U U AVB 115==（4）变压器T1电抗标么值：，，变压器中主要是指电抗，因其电抗T T R X =,即T R 忽略，由变压器电抗有名值推出其标为：式中K U %---变压器阻抗电压百分数B S ---基准容量，MVNTNT US ,---变压器铭牌参数给定额定容量，MV 、额定电压KV;B U ----基准电压B U 取平均电压av U ，KV(5)发电机1G 电抗标么值N N B d G S S X X ϕ1``11*=式中``d X ---发电机铭牌参数给定电抗； B S ---基准容量。

电力系统不对称故障的分析

电力系统不对称故障的分析电力系统不对称故障是指在三相电力系统中，其中一相发生了损坏或故障，导致系统中三相电压、电流、功率等参数不再保持对称。

不对称故障会导致电力系统运行不稳定，甚至造成设备损坏和系统瘫痪。

因此，对电力系统不对称故障的分析非常重要。

首先，对电力系统不对称故障进行分析需要进行故障现象的测量和记录。

可以通过测量故障相电压和电流、功率因素等参数来了解故障的具体情况。

同时，还可以记录故障发生时的系统状态和操作情况，为后续的故障分析提供依据。

其次，根据故障现象的测量和记录，初步判断故障的类型。

电力系统不对称故障可以分为单相短路故障、单相接地故障和线路不平衡故障等。

通过分析故障相电压和电流的变化规律，可以初步判断故障的类型。

然后，根据故障类型，进行故障点的定位。

故障点的定位可以通过测量故障传播速度和故障电流的方向来实现。

根据故障点位置的确定，可以进行局部化抢修和恢复供电，减少故障对系统的影响。

最后，进行故障原因分析。

故障原因分析是解决电力系统不对称故障的关键步骤，可以通过多种方法来实现。

例如，可以通过现场勘查、设备检测和故障模拟等方法来找出故障的具体原因。

同时，还可以利用故障记录仪、故障模拟软件等辅助工具，对故障进行仿真和分析。

在进行故障原因分析时，还需要考虑故障的影响范围、时间和条件等因素。

通过对故障原因的准确分析，可以采取相应的措施来防止和排除类似故障的再次发生。

综上所述，电力系统不对称故障的分析是一个复杂而重要的过程，需要对故障现象进行测量和记录，初步判断故障类型，进行故障点的定位，并最终进行故障原因分析。

通过准确的故障分析，可以及时恢复系统运行，确保电力系统的稳定和安全。

电力系统不对称故障分析与计算

学院毕业设计论文题目：电力系统不对称故障分析与计算学生姓名：学号：学部（系）：机械与电气工程学部专业年级：电气工程及其自动化专业指导教师：职称或学位：20 10年5月 25日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)前言 (1)Key Words (1)1.电力系统短路故障的基本知识 (3)1.1 短路故障的概述 (4)1.2 标幺制 (4)1.3 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (6)2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (7)2.1 不对称三相量的分解 (7)2.2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (8)3 简单不对称短路的分析与计算 (9)3.1 单相（a相）接地短路 (10)3.2 两相（b,c相）短路 (11)3.3 两相（b相和c相）短路接地 (13)3.4 正序等效定则 (15)4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法 (16)4.1 简单故障的计算程序原理框图 (16)4.2 网络节点方程的形成 (17)5 电力系统不对称短路计算实例 (19)5.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算 (19)5.2 两种计算方法的对比 (26)结束语 (27)参考资料 (28)致谢 (29)附录：不对称短路电流计算程序 (29)电力系统不对称故障分析与计算摘要随着电力事业的快速发展，电力电子新技术得到了广泛应用；出于技术、经济等方面的考虑，500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位，再加上大量非线性元件的应用，电力系统的不对称问题日益严重。

因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。

基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正，负，零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。

计算机程序法。

通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算，即可求得故障端点的等值阻抗。

电力系统简单不对称故障的分析计算

Ia1 Va1
Ia2 Va2
Ia0 Va0
0
E
jX 1 Ia1 jX 2 Ia2
Va1 Va
2
jX 0 Ia0
Va
0
两相短路接地故障相电流
Ib
a 2 Ia1
aIa2
Ia0
a 2
X 2 aX 0 X 2 X 0
Ia1
3X
2 j 3(X 2 2( X 2 X 0 )
3Ia1
I
(2) f
Ib
Ic
3I a1
Ia1
E j( X 1 X 2 )
Ia2 Va1
Ia1 Va2 jX 2 Ia2
jX
2
Ia1
两相短路的电压
Va Vb
Va1 Va2 Va0 2Va1 j2 X 2 Ia1
a 2Va1
aVa2
Va0
Va1
1 2
Va
Vc
Vb
开关位置 1
绕组端点与外电路的连接与外电路断开
2
与外电路接通
3
与外电路断开，但与励磁支路并联
变压器零序等值电路与外电路的联接
4.自耦变压器的零序阻抗及其等值电路
• 中性点直接接地的自耦变压器
中性点经电抗接地的自耦变压器
X X
I II
X I 3X n X II 3X
(1 n k12
k12 ) (k12
X2
1 2
( X d
X q)
无阻尼绕组 X 2 X d X q
• 发电机负序电抗近似估算值
有阻尼绕组 X 2 1.22 X d 无阻尼绕组 X2 1.45Xd
• 无确切数值，可取典型值
电机类型电抗