电力系统暂态分析PPT课件
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如：例如架空输电线的绝缘子，电气设备载流部 分的绝缘材料在运行中损坏，运行人员在线路 检修后末拆除地线就加电压等误操作也会引起 短路故障
电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分
• 短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大 的危害：
.
7
• 1、短路电流值大大增加，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中的 导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。
ZB：单相阻抗 • 短路分析中：ZB：单相阻抗---故障分析中的等值
电路计算与稳态分析相同
IB：星形等值电路中的相电流 UB：相电压？
.
13
三、基准值改变时标幺值的换算
• 进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。
• 若已知以设备本身额定值为基准值的标幺值 X*(N)，求以系统基准值SB、UB为基准时的标幺 值X*(B).
.
11
第二节 标幺制
一 、 标幺值(P.U.)
标幺值=
有名值
基准值
二 、 基准值的选取
•基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯
用值（SB=100MVA、SB=1000MVA、UB=UN）
.
Baidu Nhomakorabea
12
• 三相电路中基准值的基本关系:
• 稳态分析： SB 3UBIB, UB 3IBZB
其中：SB：三相功率 UB：线电压 IB：星形等值电路中的相电流
电力系统暂态分析
.
1
绪论(Introduction)
• Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过 渡、暂时
• 物理特点：由一个状态（初始状态）变化 到另一状态（终止状态）的过程分析，
• 数学特点：用微分方程描述的过程分析。 • 应用：电力系统设计、规划、控制等；
.
2
第一章 电力系统故障分析的基本知识
• 例如：已知US%，STN，求在系统基准容量SB时 的标幺值电抗？
x*( N )
Us% 100
x*(B)
Us%UT2N 100 STN
U SB B 2
x*(B)
x*(N)
U UN B 22
SB SN
•额定容量SN小，则电抗x*（B）大， 小机组、小变压器的电抗大； • 简单网络计算中，选取SB=STN . （SN），可减少参数的计算14量。
.
17
xG*(B)
xG*(N)
UG2N SGn
USBB2
取基准电压=额定电压，可简化计算
xT 1 *U 1 0 s% 0 1 S 0 T .5 N 2 U S B B 2 1U 1 0 s% 0 1 S 2 T 1 N 2 U S B 2 B 2
变压器电抗可由任一侧计算
xL*xll1102.152U SB B 21xllU SB 2 B2
.
19
（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Ua
UN
6
10
35 110 220 500
Uav 6.3 10.5 37 115 230 550
成为工程中惯用的基准值。
假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取各段 基准电压均为相应段的平均额定电压，此时的参数计算 称为近似计算法，即有以下简单计算：
xG*(B)
xG*(N)
SB SGn
xT1*
Us% SB 100 STN
.
容量大，电抗小
20
• 习题1：一简单电力系统接线如下图所示，取 SB=220MVA，UB（110）=115kV，试用精确法 和近似法分别计算其等值电路。
• 本章的主要内容是简单介绍电力系统产 生故障的原因、故障的种类、故障的分 类、故障的危害、短路计算的目的。
•介绍标幺制在故障分析中的应用。 •最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相 短路电流分析。
.
3
目录
• 第一节 故障概述 • 第二节 标么制 • 第三节 无限大功率电源供电的三相短路
电流分析
.
4
• 短路问题是电力技术方面的基本问题之一。掌 握短路发生以后的物理过程以及计算短路时各 种运行参量(电流、电压等)的计算方法是非常 必要的
.
10
• 分类： • 形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行）
（横向与纵向） 分析方法上：不对称故障、对称故障（f（3）） • 计算方法上：并联型故障、串联性故障 • 简单故障：在电力系统中只发生一个故障。 • 复杂故障：在电力系统中的不同地点 （两处以上）同时发生不对称故障。
第一节 概述
故障，事故，短路故障：正常运行情况以外的相 与相之间或相与地之间的连接。
1．故障类型（电力系统故障分析中）
名称
图示
符号
⑴ 三相短路 ⑵ 二相短路
f（3） f ：fault
f（2）
.
5
⑶ 单相短路接地 ⑷ 二相短路接地 ⑸ 一相断线 ⑹ 二相断线
.
f（1） f（1，1）
6
• 产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相 间绝缘或相对地绝缘被损坏。
线路电抗就地处理更方便
.
18
• 即，准确计算法有3种，
• ⑴ 阻抗归算法； （阻抗按变压器实际变比归 算，简单网络较方便）
• ⑵ 就地处理法； （基准电压按变压器实际变 比归算，大网络计算较方便）
• ⑶ 在就地处理中，取定各段的基准电压（不一 定按变压器实际变比作基准电压归算），则可 出现1：k*的理想变压器，然后再将1：k*变压 器用π形等值电路表示。
• 2、导体也会受到很大的电动力的冲击，致使 导体变形，甚至损坏。
• 3、短路还会引起电网中电压降低，特别是靠 近短路点处的电压下降得最多，结果可能使部 分用户的供电受到破坏。
.
8
.
9
4、破坏系统的稳定，引起大片地区停电
5、不对称接地短路所引起的不平衡电流产生不 平衡磁通
为了减少短路对电力系统的危害，可以采取限制 短路电流的措施：如加电抗器。
~
10.5/121
ІІІ 110/6.6
假设在图中己选定第1段作为基本段，其它各段的 参数均向这一段归算，然后选择功率基准值相电压 基淮值分别为SB和UB1。其他各段的基准电压分别 为：UB2=UB1*121/10.5； UB3=UB2*6.6/110
作等值电路：
jxG jxT1
jxL
jxT2 jxR
.
15
四、变压器联系的不同电压等级电网中各 元件参数标么值的计算
• 用标么值计算时，也就是在各元件参数 的有名值归算到同一个电压等级后，在 此基础上选定统一的基准值求各元件参 数的标么值的。 下面分别介绍准确计算 法和一种近似计算法。短路电流计算一 般采用近似计算法。
.
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(一)准确计算法
Ι
ІІ
电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分
• 短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大 的危害：
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• 1、短路电流值大大增加，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中的 导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。
ZB：单相阻抗 • 短路分析中：ZB：单相阻抗---故障分析中的等值
电路计算与稳态分析相同
IB：星形等值电路中的相电流 UB：相电压？
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三、基准值改变时标幺值的换算
• 进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。
• 若已知以设备本身额定值为基准值的标幺值 X*(N)，求以系统基准值SB、UB为基准时的标幺 值X*(B).
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第二节 标幺制
一 、 标幺值(P.U.)
标幺值=
有名值
基准值
二 、 基准值的选取
•基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯
用值（SB=100MVA、SB=1000MVA、UB=UN）
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Baidu Nhomakorabea
12
• 三相电路中基准值的基本关系:
• 稳态分析： SB 3UBIB, UB 3IBZB
其中：SB：三相功率 UB：线电压 IB：星形等值电路中的相电流
电力系统暂态分析
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绪论(Introduction)
• Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过 渡、暂时
• 物理特点：由一个状态（初始状态）变化 到另一状态（终止状态）的过程分析，
• 数学特点：用微分方程描述的过程分析。 • 应用：电力系统设计、规划、控制等；
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第一章 电力系统故障分析的基本知识
• 例如：已知US%，STN，求在系统基准容量SB时 的标幺值电抗？
x*( N )
Us% 100
x*(B)
Us%UT2N 100 STN
U SB B 2
x*(B)
x*(N)
U UN B 22
SB SN
•额定容量SN小，则电抗x*（B）大， 小机组、小变压器的电抗大； • 简单网络计算中，选取SB=STN . （SN），可减少参数的计算14量。
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xG*(B)
xG*(N)
UG2N SGn
USBB2
取基准电压=额定电压，可简化计算
xT 1 *U 1 0 s% 0 1 S 0 T .5 N 2 U S B B 2 1U 1 0 s% 0 1 S 2 T 1 N 2 U S B 2 B 2
变压器电抗可由任一侧计算
xL*xll1102.152U SB B 21xllU SB 2 B2
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（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Ua
UN
6
10
35 110 220 500
Uav 6.3 10.5 37 115 230 550
成为工程中惯用的基准值。
假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取各段 基准电压均为相应段的平均额定电压，此时的参数计算 称为近似计算法，即有以下简单计算：
xG*(B)
xG*(N)
SB SGn
xT1*
Us% SB 100 STN
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容量大，电抗小
20
• 习题1：一简单电力系统接线如下图所示，取 SB=220MVA，UB（110）=115kV，试用精确法 和近似法分别计算其等值电路。
• 本章的主要内容是简单介绍电力系统产 生故障的原因、故障的种类、故障的分 类、故障的危害、短路计算的目的。
•介绍标幺制在故障分析中的应用。 •最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相 短路电流分析。
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3
目录
• 第一节 故障概述 • 第二节 标么制 • 第三节 无限大功率电源供电的三相短路
电流分析
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4
• 短路问题是电力技术方面的基本问题之一。掌 握短路发生以后的物理过程以及计算短路时各 种运行参量(电流、电压等)的计算方法是非常 必要的
.
10
• 分类： • 形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行）
（横向与纵向） 分析方法上：不对称故障、对称故障（f（3）） • 计算方法上：并联型故障、串联性故障 • 简单故障：在电力系统中只发生一个故障。 • 复杂故障：在电力系统中的不同地点 （两处以上）同时发生不对称故障。
第一节 概述
故障，事故，短路故障：正常运行情况以外的相 与相之间或相与地之间的连接。
1．故障类型（电力系统故障分析中）
名称
图示
符号
⑴ 三相短路 ⑵ 二相短路
f（3） f ：fault
f（2）
.
5
⑶ 单相短路接地 ⑷ 二相短路接地 ⑸ 一相断线 ⑹ 二相断线
.
f（1） f（1，1）
6
• 产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相 间绝缘或相对地绝缘被损坏。
线路电抗就地处理更方便
.
18
• 即，准确计算法有3种，
• ⑴ 阻抗归算法； （阻抗按变压器实际变比归 算，简单网络较方便）
• ⑵ 就地处理法； （基准电压按变压器实际变 比归算，大网络计算较方便）
• ⑶ 在就地处理中，取定各段的基准电压（不一 定按变压器实际变比作基准电压归算），则可 出现1：k*的理想变压器，然后再将1：k*变压 器用π形等值电路表示。
• 2、导体也会受到很大的电动力的冲击，致使 导体变形，甚至损坏。
• 3、短路还会引起电网中电压降低，特别是靠 近短路点处的电压下降得最多，结果可能使部 分用户的供电受到破坏。
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4、破坏系统的稳定，引起大片地区停电
5、不对称接地短路所引起的不平衡电流产生不 平衡磁通
为了减少短路对电力系统的危害，可以采取限制 短路电流的措施：如加电抗器。
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10.5/121
ІІІ 110/6.6
假设在图中己选定第1段作为基本段，其它各段的 参数均向这一段归算，然后选择功率基准值相电压 基淮值分别为SB和UB1。其他各段的基准电压分别 为：UB2=UB1*121/10.5； UB3=UB2*6.6/110
作等值电路：
jxG jxT1
jxL
jxT2 jxR
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四、变压器联系的不同电压等级电网中各 元件参数标么值的计算
• 用标么值计算时，也就是在各元件参数 的有名值归算到同一个电压等级后，在 此基础上选定统一的基准值求各元件参 数的标么值的。 下面分别介绍准确计算 法和一种近似计算法。短路电流计算一 般采用近似计算法。
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(一)准确计算法
Ι
ІІ