電力系統(tǒng)故障分析課件

1、電力系統(tǒng)故障分析power system fault analysis課程要求 按時(shí)上課，認(rèn)真聽講，完成作業(yè);了解背景，掌握概念 培養(yǎng)科研素養(yǎng)：問題一建模一方法f結(jié)果一結(jié)論 加強(qiáng)能力：自學(xué)、分析、計(jì)算、綜合 積極思考，融會(huì)貫通。主要內(nèi)容 緒論 故障分析的基本知識（第一章） 電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路（第三章） 簡單不對稱故障的分析計(jì)算（第四章） 不對稱故障時(shí)電力系統(tǒng)中各電氣量值的分布計(jì)算 （第五章） 用計(jì)算機(jī)計(jì)算電力系統(tǒng)故障的方法（第六章）緒 論本課程研究的內(nèi)容:主要研究電力系統(tǒng)中由于故障所引起的電磁暫態(tài)過程，搞清楚暫態(tài)發(fā)生的 原因、發(fā)展過程及后果，從而為預(yù)防及消除電力系統(tǒng)的故障準(zhǔn)備必要

2、的理論知 識。故障過程中各種電氣量的變化特 征、計(jì)算方法、結(jié)果分析等等。緒 論小 小涉及的基本概念:1 .電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2 .電力系統(tǒng)暫態(tài)過程3 .電力系統(tǒng)的故障類型5 .研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的方法6 .電力系統(tǒng)故障計(jì)算的基本假設(shè)1.電力系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài) 穩(wěn)態(tài) steady state新穩(wěn)態(tài)負(fù)荷增減原動(dòng)機(jī)調(diào)整電壓、頻率的偏差在允許范圍內(nèi)/事故狀態(tài)運(yùn)行參數(shù)大大偏離正常值電能質(zhì)量嚴(yán)重變壞正常供電局部或全部采取特別措施， 使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行繼電保護(hù)裝置自動(dòng)重合閘遭到破壞安全自動(dòng)裝置2電力系統(tǒng)暫態(tài)過程僉，加僚.今 w 人 4-儕 d* 6 >r * & a lh d a4 1

3、 , . . w < xww- wfw v wjwl w什么是暫態(tài)(transient) ?當(dāng)系統(tǒng)受到某種擾動(dòng)時(shí)，功率平衡被打 破，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也隨之發(fā)生了變化。由于 系統(tǒng)中包含有慣性元件，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化不可 能瞬時(shí)完成，而必須經(jīng)歷一個(gè)過渡狀態(tài)，這種 過渡狀態(tài)就稱為暫態(tài)。2電力系統(tǒng)暫態(tài)過程8 什么是電磁暫態(tài)？(electromagnetic transient)在暫態(tài)過程剛開始的一段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng) 中的發(fā)電機(jī)以及其它轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速由于慣 性作用還來不及變化，暫態(tài)過程主要的決定 于各元件的電磁參數(shù)，這一階段稱為電磁暫o2電力系統(tǒng)暫態(tài)過程什么是機(jī)電暫態(tài)?隨著暫態(tài)過程的發(fā)展，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生

4、了變化，暫態(tài)過程的情況將不僅 與電磁參數(shù)有關(guān)，而且還和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速、角位移有關(guān)，這一階段稱為機(jī)電 暫態(tài)過程。3.電力系統(tǒng)故障故障類型短路故障（橫向故障）shunt faults斷相故障（縱向故障）series fauits復(fù)雜故障 sim ultaneous faults短路故障shunt faultsshort circuit faults短路的概念：指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的一切相與相之間或相與地之間的“短產(chǎn)生的原因:各種形式的過電壓、絕緣材料的自然老化、臟污、直接機(jī)械損傷等;運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘或線路檢修后未拆 除地線就加電壓等誤操作；鳥獸跨接在裸 露的載流部分以及自然災(zāi)害等。短路的

5、種類:短路種類示意圖短路代表符號三相短路three-phase：3o) fault '，。k兩相短路line-to linell) fault n-飛""k單相接地短路single-line-o-ground0k(slg) fault兩相接地短路doublelineto-ground k。）(2lg)fault短路的基本現(xiàn)象:電流劇烈增加，電壓大幅度下降。華q intarnat短路的后果:(1)長時(shí)間的短路電流會(huì)使設(shè)備過熱而損壞;(2 )電壓大幅度下降會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢及設(shè)備損 壞；(3)產(chǎn)生的不平衡電流會(huì)對鄰近的通信線路等產(chǎn)生干擾，并危機(jī)設(shè)備和人身的安全;(4)有可能

6、使并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞 系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大面積停電。莫斯科大停電 時(shí)間：05年5月25日 起因：500/ 220/ 1 1 0千伏卡希諾變電站110千伏 電流互感器爆炸著火，爆炸碎片擊中了220千伏的 懸掛型絕緣子、母聯(lián)開關(guān)和站內(nèi)所有開關(guān)的壓縮 空氣管道，造成繼電保護(hù)動(dòng)作將500千伏和220千 伏的母線切除。 停電造成的影響：影響人口 150萬至200萬人；停電損失至少10億美元；損失負(fù)荷超過200萬千瓦；斷電導(dǎo)致了街頭出現(xiàn)極大的混亂，共造成莫斯科 地區(qū)5條地鐵線停運(yùn)，受困的地鐵有43列，受困 人群達(dá)兩萬，整個(gè)疏散工作耗時(shí)2小時(shí)；31個(gè)醫(yī)院的供電受到不同程度的影響，部分心臟 病人的啟博

7、器無法工作；銀行系統(tǒng)也受到波及，由于擔(dān)心銀行系統(tǒng)出現(xiàn)問 題，市民爭相提取現(xiàn)金；由于失電，引起所有的報(bào)警裝置鳴叫； 百貨商場和商業(yè)中心的電梯癱瘓，近1萬部電梯停 運(yùn);移動(dòng)通信系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)癱瘓。斷相故障 series faults open conductor faults <斷相故障：指電力系統(tǒng)一相斷開或兩相 斷開的情況。屬于不對稱性故障。斷相種類：一相斷開：one line open (1 lo)二相斷開：two lines open (2l0)復(fù)雜故障 simultaneous faults復(fù)雜故障：指在電力系統(tǒng)中的不同地點(diǎn) （兩處或兩處以上）同時(shí)發(fā)生不對稱故障 的情況。又稱復(fù)故障。5 .研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的方法:物理模擬法動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室數(shù)學(xué)模擬法：（1）建立數(shù)學(xué)模型要求：簡單合理（2）求解數(shù)學(xué)模型：工具：計(jì)算器，計(jì)算機(jī)表示電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的數(shù)學(xué)方程式符合工程計(jì)算的實(shí)際要求（3）結(jié)果分析：從物理上加以討論和解釋，是否符合工程實(shí)際情況。6 .電力系統(tǒng)故障計(jì)算的基本假設(shè):在滿足工程要求的前提下，采取一些合理的假設(shè)，可簡化分析計(jì)算。(1