電力系統(tǒng)分析數(shù)學(xué)

電力系統(tǒng)分析2023/6/42課程簡(jiǎn)介什么是電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)工程學(xué)科包括哪些內(nèi)容？學(xué)習(xí)《電力系統(tǒng)分析》課程要能完成什么工作？三大計(jì)算：潮流

短路穩(wěn)定2023/6/43課程簡(jiǎn)介課程內(nèi)容教學(xué)進(jìn)度考查方式聯(lián)系方法2023/6/44課程內(nèi)容電力系統(tǒng)的基本概念電網(wǎng)等值電力系統(tǒng)潮流計(jì)算電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2023/6/45課程內(nèi)容先修課程電路原理電磁場(chǎng)電機(jī)學(xué)2023/6/46教學(xué)進(jìn)度總學(xué)時(shí)數(shù)：56~64課堂教學(xué)：48~52實(shí)踐環(huán)節(jié)：8~12學(xué)時(shí)分配電力系統(tǒng)的基本概念：2~3電網(wǎng)等值：8~10電力系統(tǒng)潮流計(jì)算：10~12電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制：10電力系統(tǒng)故障分析：10~12電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析：8~102023/6/47考查方式教學(xué)部分作業(yè)：10%考勤：10%閉卷考試：60%實(shí)踐部分：20%2023/6/48目錄第一章電力系統(tǒng)的基本概念第二章電網(wǎng)等值第三章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制第五章電力系統(tǒng)故障分析第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析2023/6/49第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)概述1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)小結(jié)2023/6/4101.1電力系統(tǒng)概述1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展1.1.2電力系統(tǒng)的組成1.1.3電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行的基本要求1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點(diǎn)接地方式2023/6/4111.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展電磁感應(yīng)定律

法拉第，1831世界上第一個(gè)完整的電力系統(tǒng)

1882，法國(guó)三相變壓器和三相異步電動(dòng)機(jī)

1891直流電力系統(tǒng)和交流電力系統(tǒng)

愛(ài)迪生和西屋2023/6/4121.1.2電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)

發(fā)電廠、輸電和配電網(wǎng)絡(luò)、用戶電網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)一次設(shè)備和二次設(shè)備2023/6/4131.1.3電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行

的基本要求電力系統(tǒng)的特點(diǎn)

1電能與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門、國(guó)防和日常生活之間的關(guān)系都很密切

2對(duì)電能質(zhì)量的要求比較嚴(yán)格

3電能不能大量?jī)?chǔ)存

4電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過(guò)程十分迅速運(yùn)行的基本要求

1可靠性可以滿足用戶的用電需求：不斷電，頻率、電壓、波形

質(zhì)量符合要求

負(fù)荷按供電可靠性要求分為三類

2安全性保證系統(tǒng)本身設(shè)備的安全。

要求電源容量充足，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理

3經(jīng)濟(jì)性

%%4減小對(duì)環(huán)境的不利影響2023/6/4141.1.4電力系統(tǒng)的基本參量、

接線圖衡量電力系統(tǒng)規(guī)模的基本參量

總裝機(jī)容量——額定有功功率之和

年發(fā)電量

最大負(fù)荷

最高電壓等級(jí)接線圖

地理接線圖、電氣接線圖2023/6/4151.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點(diǎn)接地方式接線方式無(wú)備用接線特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便靈活。

供電可靠性差，電能質(zhì)量差有備用接線特點(diǎn)：供電可靠，電能質(zhì)量高

運(yùn)行操作和繼電保護(hù)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差中性點(diǎn)接地方式（小接地方式和大接地方式）不接地供電可靠性高，絕緣成本高。<35kv電網(wǎng)經(jīng)消弧線圈接地減小接地電流。采用過(guò)補(bǔ)償方式直接接地供電可靠性低，絕緣成本低。>110kv電網(wǎng)2023/6/4161.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（1）4個(gè)發(fā)展階段

195x：城市電網(wǎng)

196x：省網(wǎng)

1970~1990：區(qū)域電網(wǎng)

1990~：區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)電力系統(tǒng)的規(guī)模

2004400GW

2010535GW

2020790GW2023/6/4171.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（2）電壓等級(jí)（KV）發(fā)電機(jī)

3.15,6.3,10.5,15.75,23.0用電設(shè)備

3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再發(fā)展）

3企業(yè)內(nèi)部6、10配電電壓（6用于高壓電機(jī)負(fù)荷）

110、220:高壓。110：區(qū)域網(wǎng)，中小電力系統(tǒng)主干線

220：大電力系統(tǒng)主干線

330、500、750:超高壓>750:特高壓提高輸電電壓的利弊：減小載流截面和線路電抗，利于提高線路功率極限和穩(wěn)定性，增加絕緣成本2023/6/4181.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（3）電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離

線路電壓(kv)輸送容量(MV)輸送距離(km)60.1~0.24~15100.2~2.06~20352~1020~5011010~5050~150220100~500100~300330200~800200~6005001000~1500250~8502023/6/4191.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（4）額定電壓：發(fā)電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備等正常運(yùn)行時(shí)最經(jīng)濟(jì)的電壓在同一電壓等級(jí)中，電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)（發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用電設(shè)備）的額定電壓各不相同。某一級(jí)的額定電壓是以用電設(shè)備為中心而定的。用電設(shè)備的額定電壓是其他元件的參考電壓。

用電設(shè)備端壓允許在額定電壓UN的5%內(nèi)波動(dòng)輸電線路的額定電壓為線路的平均電壓

[UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN2023/6/4201.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（5）發(fā)電機(jī)的額定電壓UN(1+5%)變壓器的額定電壓為變壓器兩側(cè)的額定電壓，以變比表示為k=U1N/U2N一次側(cè)

直接與發(fā)電機(jī)相連：U1N

=UN(1+5%)<35kv

聯(lián)絡(luò)（相當(dāng)于用電設(shè)備）：U1N

=UN二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)

空載U2N

=UN(1+5%)

帶負(fù)載U2N

=UN(1+10%)（內(nèi)部壓降約5%）

Us%<7.5或直接連負(fù)載時(shí)U2N

=UN(1+5%)2023/6/421例題確定圖中電力系統(tǒng)各元件的額定電壓GMT1T2T3T410kv110kv35kv10kv6kv380vXG:10.5kvT1:10.5/121kvT2:110/38.5/11kv

T3:35/6.3kvT4:10kv/400vM:6kvL:380v2023/6/4221.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（6）我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想繼續(xù)續(xù)發(fā)展煤電廠，提高能源效率，減小環(huán)

境污染加速水力資源的開(kāi)發(fā)利用和水電廠的建設(shè)發(fā)展核電技術(shù)并適度發(fā)展核電廠開(kāi)發(fā)風(fēng)力和潮汐等可再生能源加速建設(shè)輸、配、變電工程，西電東送，促

進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，并最終形成全國(guó)電力系統(tǒng)2023/6/423第一章小結(jié)電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)和用戶組成，是動(dòng)力系統(tǒng)的一部分。由于電能不能大量?jī)?chǔ)存、暫態(tài)過(guò)程迅速，為保證可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性要求，需要合理地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)度和故障恢復(fù)。在同一電壓等級(jí)中，電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的額定電壓各不相同。某一級(jí)的額定電壓是以用電設(shè)備為中心而定的。電力系統(tǒng)分析的任務(wù)是建立電力系統(tǒng)

的等值模型，計(jì)算穩(wěn)態(tài)潮流，并確定

故障和擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。2023/6/424第二章電網(wǎng)等值2.1概述2.2輸電線路的等值電路2.3變壓器和電抗器的等值電路2.4電力網(wǎng)的等值電路2.5標(biāo)么制小結(jié)2023/6/4252.1概述問(wèn)題：怎樣將電力系統(tǒng)用一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)來(lái)

表示？本章計(jì)算電力線路和變壓器的等值電路假定系統(tǒng)的三相結(jié)構(gòu)和三相負(fù)荷都完全對(duì)稱，即討論三相電流和電壓的正序分量。2023/6/4262.2輸電線路的等值電路

2.2.1輸電線路的種類架空線路

由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子、金具組成電力電纜

包括三部分：導(dǎo)體、絕緣層、保護(hù)層2.2.2架空線路的等值電路

分布參數(shù)與集中參數(shù)單回線路分裂導(dǎo)線2023/6/427單回線路的等值電路（1）有效電阻

交流電阻，一般大于直流電阻。

原因：集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)電力網(wǎng)計(jì)算中常采用較大的電阻率。

原因：絞線長(zhǎng)度比導(dǎo)線長(zhǎng)度大2~3%，

實(shí)際截面小于額定截面，

交流電阻略大于直流電阻。電阻（20℃）銅0.00382/℃鋁0.0036/℃

2023/6/428單回線路的等值電路（2）電抗導(dǎo)線流過(guò)交流電流時(shí)，由于導(dǎo)線的內(nèi)部和外部交變磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電抗。循環(huán)換位的三相輸電線路每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗為2023/6/429單回線路的等值電路（3）Deq

為三相導(dǎo)線間的互幾何間距r

為導(dǎo)線的計(jì)算半徑μr

為導(dǎo)線材料的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)，有色金屬的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)為1第一項(xiàng)為外電抗，第二項(xiàng)為內(nèi)電抗2023/6/430單回線路的等值電路（4）導(dǎo)線電抗與r成對(duì)數(shù)關(guān)系。對(duì)不同截面的導(dǎo)線，當(dāng)Deq為常數(shù)時(shí)，電抗變化不大，工程上常取x0=0.4Ω/km。Ds為導(dǎo)線的自幾何均距

非鐵磁材料單股線Ds=0.779r

非鐵磁材料多股線Ds=0.724~0.771r

鋼芯鋁線Ds=0.77~0.9r,計(jì)算中常取0.81r2023/6/431單回線路的等值電路（5）電納由導(dǎo)線間的電容和導(dǎo)線與大地間的電容決定。電容電納

電纜線路的電納比架空線路大得多2023/6/432單回線路的等值電路（6）電導(dǎo)反映由電暈現(xiàn)象和絕緣子泄露引起的有功功率損耗電暈：導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)2.1kv/cm時(shí)，導(dǎo)線周圍會(huì)發(fā)生空氣電離現(xiàn)象，產(chǎn)生光環(huán)，發(fā)出放電聲。

危害：消耗電能、干擾通信、表面腐蝕電暈產(chǎn)生的有功功率損耗稱為電暈損耗。110kv以上線路與電壓有關(guān)的有功功率損耗主要由電暈損耗引起。2023/6/433單回線路的等值電路（7）架空線路產(chǎn)生電暈的臨界線電壓，m1:導(dǎo)線表面光滑系數(shù)。單股線=1，對(duì)絞線=0.83~0.87m2：氣象系數(shù)。干燥晴朗=1，惡劣天氣=0.8δ

：空氣相對(duì)密度b：大氣壓力（Pa）(一個(gè)大氣壓為101325帕)

θ

：空氣溫度（℃）2023/6/434單回線路的等值電路（8）關(guān)于電暈損耗的測(cè)量和計(jì)算是《高電壓技術(shù)》討論的內(nèi)容。輸電線路電暈損耗（包括泄漏損耗）對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)為2023/6/435單回線路的等值電路（8）線路方程及等值電路

線路每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。lxdx2023/6/436單回線路的等值電路（9）距離線路末端x處，壓降和電流增量為2023/6/437單回線路的等值電路（10）線路的傳播系數(shù)

實(shí)部反映行波振幅的衰減特性，

虛部反映行波相位的變化特性線路的特征阻抗（也稱波阻抗）2023/6/438單回線路的等值電路（11）無(wú)損線路的自然功率

自然功率用來(lái)衡量線路的輸電能力，一般20kv以上線路的輸電能力大致接近自然功率行波波長(zhǎng)

?波長(zhǎng)時(shí)（1500km），兩端相位差90°2023/6/439單回線路的等值電路（12）線路的Π

型等值電路

x=l時(shí)，2023/6/440單回線路的等值電路（13）Z=Z1l，Y=Y1l

2023/6/441單回線路的等值電路（14）等值電路短線路（<35kv,<100km的架空線路、短電纜線路）

中等長(zhǎng)度線路（110~330kv,100~300km架空線路、<100km電纜線路）2023/6/442單回線路的等值電路（15）長(zhǎng)線路（>330kv,>300km架空線路、>100km電纜線路）2023/6/443分裂導(dǎo)線采用分裂導(dǎo)線可增加導(dǎo)線的等值半徑電阻減小電抗減小

電導(dǎo)減小2023/6/444分裂導(dǎo)線電納增大

電暈臨界電壓增大2023/6/4452.3變壓器和電抗器的等值電路雙繞組三相變壓器

等值電路參數(shù)歸算到變壓器的一側(cè)，用哪一側(cè)的額定電壓，結(jié)果就歸算到哪一側(cè)2023/6/4462.3變壓器和電抗器的等值電路三繞組三相變壓器用等值的Y/Y接線來(lái)分析，并用一相等值電路來(lái)反映三相運(yùn)行情況額定容量比有三類：

100/100/100，100/100/50，100/50/100

各繞組的容量比按電壓從高到低排列。三繞組變壓器的容量指容量最大的繞組的容量。其他繞組的容量是相對(duì)于該繞組的容量而言。2023/6/4472.3變壓器和電抗器的等值電路電阻

額定容量比為100/100/100時(shí)2023/6/4482.3變壓器和電抗器的等值電路上述的Pk與額定容量相對(duì)應(yīng)。額定容量比為100/100/50，100/50/100時(shí)，廠方給出的各繞組間銅耗指容量較小的繞組達(dá)到本身的額定電流時(shí)的損耗，需歸算到額定容量下。2023/6/4492.3變壓器和電抗器的等值電路額定容量比為

100/50/100100/100/502023/6/4502.3變壓器和電抗器的等值電路電抗（廠方一般提供已折算數(shù)據(jù)）2023/6/4512.3變壓器和電抗器的等值電路勵(lì)磁支路導(dǎo)納2023/6/4522.3變壓器和電抗器的等值電路雙繞阻單相變壓器

銘牌給出的容量、損耗都是一相的數(shù)值，計(jì)算參數(shù)時(shí)，要乘以3，UN仍用線電壓。三繞阻單相變壓器

與雙繞阻單相變壓器一樣，SN,PK，P0都乘以3，UN仍用線電壓。2023/6/4532.3變壓器和電抗器的等值電路自耦變壓器

等值電路與三繞阻變壓器相同。第三繞阻容量較小，一般短路數(shù)據(jù)未經(jīng)折算。2023/6/4542.3變壓器和電抗器的等值電路電抗器2023/6/4552.4電力網(wǎng)的等值電路基本級(jí)

多電壓級(jí)網(wǎng)中各元件處于不同的電壓等級(jí)，元件參數(shù)在所處電壓等級(jí)求得，需歸算到同一個(gè)電壓等級(jí)——稱為基本級(jí)

K:向基本級(jí)一側(cè)的電壓/待歸算一側(cè)的電壓2023/6/4562.5標(biāo)么制有名制與標(biāo)么制

標(biāo)么值=有名值/基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值

線電壓和三相功率

相電壓和單相功率2023/6/457第二章小結(jié)電力線路電阻、電抗、電導(dǎo)、電納的物理意義和計(jì)算方法。線路電暈臨界電暈電壓的計(jì)算方法變壓器等值電路參數(shù)的計(jì)算方法。多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和變量的歸算方法標(biāo)么值的定義和計(jì)算方法2023/6/458第三章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗3.2輸電線路的運(yùn)行特性3.3簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算3.4電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法小結(jié)2023/6/4593.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗3.1.1電壓降落

元件兩端電壓的相量差。

U1=U2+dU2

U2=U1-dU1縱分量和橫分量2023/6/4603.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗電壓損耗兩端電壓的數(shù)值差

電壓偏移實(shí)際電壓余額定電壓之差(百分比)

電壓調(diào)整線路末端空載電壓與負(fù)載電壓之差功率損耗

阻抗支路

對(duì)地支路

線路

變壓器2023/6/4613.2輸電線路的運(yùn)行特性空載運(yùn)行特性

忽略電阻和電導(dǎo)時(shí)線路末端電壓高于始端電壓

輸電線路的傳輸功率極限

2023/6/4623.2輸電線路的運(yùn)行特性因?yàn)闆](méi)有有功功率損耗，所以線路輸送的有功功率

無(wú)功功率（忽略第一式的橫分量）2023/6/4633.2輸電線路的運(yùn)行特性提高線路輸送能力的途徑提高線路的電壓等級(jí)代價(jià)大減小線路的電抗分裂導(dǎo)線串聯(lián)電抗器2023/6/4643.3簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算輻射型網(wǎng)絡(luò)

例簡(jiǎn)單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

循環(huán)功率的計(jì)算

例2023/6/4653.4電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法3.4.1網(wǎng)絡(luò)方程式

節(jié)點(diǎn)電壓方程：方程個(gè)數(shù)少于回路個(gè)數(shù)

節(jié)點(diǎn)類型：PQ,PV,平衡節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：n節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)nxn矩陣

功率平衡方程：求有功、無(wú)功功率偏差

牛頓-拉夫森法：在解附近二次收斂

修正方程：求節(jié)點(diǎn)電壓修正量2023/6/466第三章小結(jié)本章的重點(diǎn)內(nèi)容為電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整、運(yùn)算負(fù)荷功率、運(yùn)算電源功率等概念電力線路和變壓器中電壓降落和功率損耗的計(jì)算輻射型網(wǎng)和簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)的潮流分布計(jì)算牛頓-拉夫森法計(jì)算復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流2023/6/467第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行方式

的調(diào)整和控制4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整4.2電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓調(diào)整小結(jié)2023/6/4684.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整有功功率和頻率調(diào)整的基本概念電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整各類發(fā)電廠的合理組合電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配2023/6/4694.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念頻率變化對(duì)電力系統(tǒng)的影響頻率與有功功率平衡有功負(fù)荷的變化及其調(diào)整備用容量2023/6/4704.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性2023/6/4714.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率的一次調(diào)整頻率的二次調(diào)整互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整2023/6/4724.1.4各類發(fā)電廠的合理組合各類發(fā)電廠的特點(diǎn)各類發(fā)電廠在日負(fù)荷曲線上的負(fù)荷分配2023/6/4734.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)電機(jī)組的耗量特性經(jīng)濟(jì)分配的目標(biāo)函數(shù)和約束條件等微增量準(zhǔn)則多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配一個(gè)火電廠和一個(gè)水電廠間的有功負(fù)荷最優(yōu)分配2023/6/4744.2電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓調(diào)整電壓調(diào)整的必要性電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分配2023/6/4754.2.1電壓調(diào)整的必要性額定電壓2023/6/4764.2.2電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡電壓水平取決于無(wú)功功率的平衡無(wú)功功率負(fù)荷和無(wú)功功率損耗無(wú)功功率電源無(wú)功功率平衡無(wú)功平衡與電壓水平2023/6/4774.2.3電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整電力系統(tǒng)允許的電壓偏移中樞點(diǎn)的電壓管理電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整2023/6/4784.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓變壓器調(diào)壓固定變比變壓器有載調(diào)壓變壓器加壓調(diào)壓變壓器無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓并聯(lián)補(bǔ)償串聯(lián)補(bǔ)償2023/6/4794.2.4電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓2023/6/4804.2.5電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分配2023/6/481第四章小結(jié)2023/6/482第五章電力系統(tǒng)故障分析故障類型：簡(jiǎn)單故障/復(fù)合故障

短路故障/斷路故障5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識(shí)5.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析5.3電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析小結(jié)第五章電力系統(tǒng)故障分析2023/6/4835.1電力系統(tǒng)短路的基本知識(shí)5.1.1短路短路的類型短路的主要原因短路的危害5.1.2計(jì)算短路電流的目的選擇電器設(shè)備，繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定比較和選擇系統(tǒng)主接線圖確定限制短路電流的措施2023/6/4845.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析5.2.1恒定電勢(shì)源電路的三相短路暫態(tài)過(guò)程三項(xiàng)短路時(shí)，只有周期分量是對(duì)稱的，各項(xiàng)短路電流的非周期分量不等。非周期分量為最大值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。非周期電流越大，短路電流最大瞬時(shí)值越大。非周期電流有最大初值的條件：Im-Ipm在t=0時(shí)與t軸平行，且有最大可能值。2023/6/4855.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析短路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時(shí)值，用于檢驗(yàn)電器設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。短路后回路阻抗角一般約90度，因此非周期電流有最大初值的條件為：空載，合閘角為0。概念：沖擊系數(shù)短路電流有效值和最大有效值

用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備的斷流能力和耐力強(qiáng)度短路容量：用于檢驗(yàn)開(kāi)關(guān)的切斷能力。常只用電流的周期分量來(lái)計(jì)算，是一個(gè)求解穩(wěn)態(tài)正弦交流電路的問(wèn)題。2023/6/4865.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析5.2.2同步電機(jī)的三相短路同步電機(jī)的基本方程理想發(fā)電機(jī)電勢(shì)方程和磁鏈方程:派克方程無(wú)阻尼繞阻同步電機(jī)的三相短路暫態(tài)電抗和暫態(tài)電勢(shì)有阻尼繞阻同步電機(jī)的三相短路次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電勢(shì)2023/6/4875.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析5.2.3三相短路的實(shí)用計(jì)算基本假設(shè)常用變換起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的計(jì)算