电力系统故障分析的基本知识(ppt 47页)

采取特别措施， 使系统恢复正常运行
继电保护装置 自动重合闸
安全自动装置
1.2 电力系统故障类型
• 短路故障（横向故障）shunt faults • 断相故障（纵向故障）series faults • 复杂故障 simultaneous faults
1.3 短路故障 shunt faults short circuit faults
示
意
图
三相短路
Three-phase(3Φ) fault
两相短路
Line-to line (LL) fault
单相接地短路
Single-line-to-ground (SLG) fault
两相接地短路
Double-line-to-ground (2LG)fault
短路代表符号
K (3)
K (2) K (1) K (1,1)
xT zB
UK % SB (UN )2 100 SN UB
（3）电抗器
电抗百 分数
通常给定 IN,UN,xr%
xr% 3 U Ir r((N N ))xr100zxN r100xr*(N)Ur1 ( N0 ) 0
3IN
xr*(B)
xr*( N )
zN zB
xr % IB Ur(N) 100 Ir(N) UB
计算。
2.1 标么值的定义
标么值＝ 实际有名值（任意）单位 基准值（与实际有同名单值位）
注意：(1) 标么值是一个没有量纲的量。 (2) 标么值具有相对性（相对于基准值）。
2.2 三相系统基准值的选择
一般说来，基准值是可以任意选择的。 为了计算方便 通常要求各电气量基准值之 间的关系与三相对称时各电气量实际有名值之间 的关系相同。
S(3) 3ULIL,ULL 3Iz
S (3 )B3 U L L B IB ,U L L B3 IB zB
S(3 )* U L*L I*,U L*L I*z*
实际分析计算中，通常首选基准功率和基准电 压。基准功率通常取100MVA或1000MVA，基准电 压可选为网络的各级额定电压或平均额定电压。
1.7 断相故障 Series Faults open conductor faults
• 断相故障：指电力系统一相断开或两相 断开的情况。属于不对称性故障。
• 断相种类： 一相断开：one line open (1LO) 二相断开：two lines open (2LO)
1.8 复杂故障 simultaneous faults
故障分析的基本知识
• 1基本概念 • 2标么制 • 3对称分量法 • 4序阻抗的基本概念 • 5电力系统相序网络的构成
1 基本概念
1.1电力系统的运动状态
正常运行状态 稳态
Steady state
新稳态
电压、频率的偏差 在允许范围内
故障 Faul
t
负荷增减 原动机调整
事故状态
运行参数大大偏离正常值 电能质量严重变坏 正常供电局部或全部 遭到破坏
第二步：将有名值换算成以统一基准值为基准的标 么值。
（1）发电机
U
2 N
通常给定 SN,UN,x*(N)
SN
xx*(N) zN
x*( N
)
U S
2 N
N
x*( B )
x zB
x*(N)
SB SN
(UN UB
)2
U
2 B
SB
（2）变压器
短路电压 百分数
通常给定 SN,UN,UK%
U
K%
U LN ( K ) U LN
已知标么 值，可根 据基准值 求出有名 值
2.3 不同基准的标么值之间的相互转换
问题的提出：
电力系统中各种电气设备的铭牌参数通常是以本身 的额定条件为基准的标么值或百分值给出的。而进 行电力系统计算时，必须取统一的基准值。因此必 须把以额定值为基准的标么值换算成统一基准下的 标么值。
第一步：先将以额定值为基准值的标么值换算为有 名值；
IB
S(3)B 3U LLB
zB
ULLB 3IB
U2 LLB
S(3)B
各电气量的标么值计算公式：
U
LL*
U LL U LLB
,
S (3)*
S (3) S (3)B
,
I*
I IB
I S(3)B 3ULLB
R*
R zB
RUS(L32L)BB
x*
x zB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x S(3)B U2
LLB
3ULLBI S(3)B
1.5 短路的基本现象： 电流剧烈增加，电压大幅度下降。
1.6 短路的后果：
（1）长时间的短路电流会使设备过热而损坏； （2）电压大幅度下降会造成产品报废及设备损
坏； （3）产生的不平衡电流会对邻近的通信线路等产
生干扰，并危机设备和人身的安全； （4）有可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏
系统稳定，造成大面积停电。
复杂故障：指在电力系统中的不同地点 （两处或两处以上）同时发生不对称故障 的情况。又称复故障。
A B C
1.9 电力系统故障计算的基本假设：
在满足工程要求的前提下，采取一些合 理的假设，可简化分析计算。
（1）磁路的饱和、磁滞忽略不计，系统 中各元件的参数都是恒定的。 叠加原理
（2）各元件的电阻略去不计。
（3）系统中除不对称故障处以外都可当作是对 称的。 可用单相等值电路进行分析
（4）短路为金属性短路，断相为完全断开。
过渡电阻等于零
断口导纳等于零
2 标么制
标么制：各物理量均用标么值来表示的 相对单位制。
• 标么值 (Per Unit Values) 的定义 • 三相系统基准值 (Base Values) 的选择 • 不同基准的标么值之间的相互转换 • 不同电压等级网络中各元件参数标么值的
100
短路电压:二次绕组 短路，逐渐升高一 次测绕组所加电压， 当一次侧电流达到 额定值时，一次侧 绕组所加的电压
IN xT 100 U LN
3IN xT U LLN
100
xT zN
100xT*(N)
100
x x z T
T*(N)
N
xT
*( N
)
U S
2 N
N
U
K
%
U
2 N
100 SN
xT *(B )
UB
3IB
2.4 有变压器联系的不同电压等级网络中 各元件参数标么值的计算
问题的提出：
G I
T-1
L
II T - 2
III
• 短路的概念：指电力系统正常运行情况以 外的一切相与相之间或相与地之间的“短 接”。
• 产生的原因：各种形式的过电压、绝缘材 料的自然老化、脏污、直接机械损伤等； 运行人员带负荷拉刀闸或线路检修后未拆 除地线就加电压等误操作；鸟兽跨接在裸 露的载流部分以及自然灾害等。
1.4 短路的种类：
短路种类