电力系统故障分析(ppt 67张)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 2 F F a F c F c 1F c2F c 0 a a 1 a 2F a 0
. . 1 . (F a F b F c ) 3 . . 1 . (F a a F b a 2 F c ) 3 . . 1 . (F a a 2 F b a F c ) 3
(f)
图 3-5 利用对称分量法分析电力系统的不对称短路
Z G2 Z G2
Z L2 Z L2
Z G2 Z L2
&a2 I
+ + + & & & Ua Ub Uc (b)
ZN
&a 2 U
+
&b 2 I
+
&c 2wk.baidu.comI
+
&& a- aU a 2U a2 2
(e)
U a1
& a2E + - a & aE - a + ZN
& E a
+
ZG ZG ZG
ZL
ZG0 ZG0
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。
1 3 ae j 2 2 1 3 2 j 240 a e j 2 2 1 a a 2 0, a 3 1
j 120
.
.
.
F a F a 1F a 2F a 0 F aF b F b 1F b 2F b 0 a F a 1 a 0 a 2F
电力系统故障分析
丛伟
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
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 c1
120°
120°
& F a1
120°
& F a2
120° 120°
120°
& F b2
& F c0 & F c2
& F b0
& F a0
& F b1
（a）正序分量
（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
Fb1 a2 Fa1, Fc1 a2 Fb1 aFa1 Fb2 aFa2, Fc2 aFb2 a Fa2
2 . . . . .
.
.
.
.
.
Fa0 Fb0 Fc0
短路的种类：
短路种类 示 意 图 短路代表符号
三相短路
K ( 3)
两相短路
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； （ 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；
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。
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。
& I a1 & I b1 & I c1
& E a
& I a
ZN
& 0 U a
（a）
& U b
& U c
ZN
+ + + & U a1 & - aU &- a 2U a1 a1
(d)
Z - + G & a2 E ZG a - + & aE ZG - a+ ZN
& E a
ZL ZL ZL
& I a & I b & I c
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。 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 。
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
F a0 F a1 F a2
. .
.
二、对称分量法在不对称故障计算中的应用
& E a - +
ZG ZG ZG
ZL ZL ZL
I&b 0 I&c 0
-
& a2E a & aE a
+ +
Z Z L1 - + G1 & Z a2 E Z L1 a - + G1 & aE Z Z L1 a - + G1
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
ZL0 ZL0 ZL0
& I a0 & I b0 & I c0
& ZL I a
ZL
&+ U a2 + & U a0 (c)
&+ U a1
& I b
+ & + U a0 -
ZG0
a 2U a 2
aU a 2 a
+ + -
aU a1
&+ I c
ZN
2
&+ U a0
& U a0
+ + & & U b0 U c0 +
. . 1 . (F a F b F c ) 3 . . 1 . (F a a F b a 2 F c ) 3 . . 1 . (F a a 2 F b a F c ) 3
(f)
图 3-5 利用对称分量法分析电力系统的不对称短路
Z G2 Z G2
Z L2 Z L2
Z G2 Z L2
&a2 I
+ + + & & & Ua Ub Uc (b)
ZN
&a 2 U
+
&b 2 I
+
&c 2wk.baidu.comI
+
&& a- aU a 2U a2 2
(e)
U a1
& a2E + - a & aE - a + ZN
& E a
+
ZG ZG ZG
ZL
ZG0 ZG0
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。
1 3 ae j 2 2 1 3 2 j 240 a e j 2 2 1 a a 2 0, a 3 1
j 120
.
.
.
F a F a 1F a 2F a 0 F aF b F b 1F b 2F b 0 a F a 1 a 0 a 2F
电力系统故障分析
丛伟
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
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 c1
120°
120°
& F a1
120°
& F a2
120° 120°
120°
& F b2
& F c0 & F c2
& F b0
& F a0
& F b1
（a）正序分量
（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
Fb1 a2 Fa1, Fc1 a2 Fb1 aFa1 Fb2 aFa2, Fc2 aFb2 a Fa2
2 . . . . .
.
.
.
.
.
Fa0 Fb0 Fc0
短路的种类：
短路种类 示 意 图 短路代表符号
三相短路
K ( 3)
两相短路
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； （ 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；
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。
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。
& I a1 & I b1 & I c1
& E a
& I a
ZN
& 0 U a
（a）
& U b
& U c
ZN
+ + + & U a1 & - aU &- a 2U a1 a1
(d)
Z - + G & a2 E ZG a - + & aE ZG - a+ ZN
& E a
ZL ZL ZL
& I a & I b & I c
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。 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 。
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
F a0 F a1 F a2
. .
.
二、对称分量法在不对称故障计算中的应用
& E a - +
ZG ZG ZG
ZL ZL ZL
I&b 0 I&c 0
-
& a2E a & aE a
+ +
Z Z L1 - + G1 & Z a2 E Z L1 a - + G1 & aE Z Z L1 a - + G1
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
ZL0 ZL0 ZL0
& I a0 & I b0 & I c0
& ZL I a
ZL
&+ U a2 + & U a0 (c)
&+ U a1
& I b
+ & + U a0 -
ZG0
a 2U a 2
aU a 2 a
+ + -
aU a1
&+ I c
ZN
2
&+ U a0
& U a0
+ + & & U b0 U c0 +