电力系统故障分析ppt页

ZG0 ZL0
ZG0 ZL0
ZG0 ZL0
Ia0 Ib0 Ic0
ZN
+++ U a0 - U b0- U c0-
(f)
图 3-5 利用对称分量法分析电力系统的不对称短路
对正序网络：
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E a I a1 (zG1 zL1 ) (I a1 I b1 I c1 )z N U a1
.
ZL1
I&a1 I&b1 I&c1
+++ U&a1- a2U&a-1 aU&a-1
(d)
- E&a + ZG -a2E&a+ ZG -aE&a+ ZG
ZN
ZL
ZL
ZL
I&a I&b I&c
++ + U&a- U&b- U&c-
(b)
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
I&a2 I&b 2 I&c2
2. 什么是电磁暂态？
在暂态过程刚开始的一段时间内，系统 中的发电机以及其它转动机械的转速由于惯 性作用还来不及变化，暂态过程主要的决定 于各元件的电磁参数，这一阶段称为电磁暂 态。
3. 故障类型：
常见的对电力系统危害比较严重的有：短路、断 相以及各种复杂故障等。短路故障是电力系统中 危害最严重的故障。
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F b F b1 F b2 F b0 a 2 F a1 aF a2 F a0
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F c F c1 F c2 F c0 a F a1 a 2 F a2 F a0
.
F a0
1 3
.
(F
a
.
.
Fb Fc)
.
F
a1
1. 3 (F a
.
aFb
a2
.
Fc)
.
F a2
ZN
++ + U&a 2 - a U&a-2 a - 2U&a2
(e)
- E&a + ZG -a2E&a+ ZG - aE&a+ ZG
ZN
ZL ZLI&a
ZL
UUU&&&aaa21++--0+-
I&b
+ I&c +
+-
+-
U&a+--0
U&a0+--
(c)
aUa2a2U a1
aU a1
a2U a2
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。
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F b2 a F a2, F c2 a F b2 a2 F a2
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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
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F a F a1 F a2 F a0
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主要内容
故障分析的基本知识
简单不对称故障的分析计算
不对称故障时电力系统中各电气量 值的分布计算
涉及的基本概念：
1.什么是暂态？ 2.什么是电磁暂态？ 3.故障类型 4.研究电力系统暂态过程的方法 5.故障计算的基本假设
1.什么是暂态？
正常情况下电力系统处于稳态运行，此时发电厂 中原动机的输入功率和发电机的输出功率相平衡， 系统的频率和电压都是稳定的。当系统受到某种扰 动时，上述功率平衡被打破，系统的运动状态也随 之发生了变化。由于系统中包含有惯性元件，运动 状态的变化不可能瞬时完成，而必须经历一个过渡 状态，这种过渡状态就称为暂态。
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E a I a1 (zG1 zL1 ) U a1
对负序网络：
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I a2 (zG2 zL2 ) (I a2 I b2 I c2 )zN U a2
.
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I a2(zG2 zL2) U a2
示
意
图
短路代表符号
K (3)
K (2)
单相接地短路
K (1)
两相接地短路
K (1,1)
各种短路的示意图和代表符号
短路的基本现象：电流剧烈增加，电压大幅度 下降。
短路的后果：
（1）长时间的短路电流会使设备过热而损坏；Baidu Nhomakorabea（2）电压大幅度下降会造成产品报废及设备损
坏；
（3）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；
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
。
短路的种类：
短路种类 三相短路
两相短路
1 3
(
.
F
a
a
2
.
Fb
.
aFc)
二、对称分量法在不对称故障计算中的应用
- E&a+ ZG ZL
-a2E&a+ ZG ZL
-aE&a+ ZG ZL
I b& 0 I c& 0
I&a
ZN
U&a 0 U&b U&c
（a）
- E&a+ ZG1 -a2E&a+ ZG1 -aE&a+ ZG1
ZN
ZL1
ZL1
电力系统故障分析
山东大学 电气工程学院 丛伟
weicong@sdu.edu.cn
2015－4－20
个人简介
工学博士，副教授，硕士研究生导师 山东大学电气工程学院 继电保护研究所副所长 1996年考入山东工业大学，2005年12月博士毕业留校 2009年开始独立招收研究生，研究方向为电力系统继电 保护 承担国家级课题2项，省级课题2项，国家电网公司重大 科技项目1项，重点科技项目10余项
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
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F b1 a 2 F a1 , F c1 a 2 F b1 a F a1
4. 断相故障及复杂故障：
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。
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。
5. 研究电力系统暂态过程的方法：
物理模拟法 数学模拟法：
（1) 建立数学模型； （2）求解数学模型； （3）结果分析。