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

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

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

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

,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

,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

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


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

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

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
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