電力系統(tǒng)暫態(tài)分析學(xué)習(xí)課件

短路電流的工程計算多數(shù)情況下只要求計算短路電流基頻交流分量的初始值，即次暫態(tài)電流I’’這是由于使用快速保護(hù)和高速斷路器后，斷路器開斷時間小于0.1s；此外，若已知交流分量起始值，即可近似計算直流分量以及沖擊電流。第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算三相短路實用計算的基本假設(shè)

（1）電勢都同相位：短路過程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn)為所有發(fā)電機(jī)的電勢都同相位。（2）負(fù)荷近似估計：或當(dāng)作恒定電抗，或當(dāng)作某種臨時附加電源，視具體情況而定。當(dāng)短路點附近有大容量的電動機(jī)（機(jī)端電壓下降較多），可能使異步電動機(jī)變成一個能提供短路電流的電源時，需另作處理。（3）不計磁路飽和：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是線性的，恒定的，可以應(yīng)用疊加原理。（4）對稱三相系統(tǒng)：除不對稱故障處出現(xiàn)局部的不對稱以外，實際的電力系統(tǒng)通常都當(dāng)做是對稱的。（5）純電抗表示:忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外），加上所有發(fā)電機(jī)電勢都同相位的條件，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算。（6）金屬性短路:短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過一定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電阻通常稱為“過渡電阻”。所謂金屬性短路，就是不計過渡電阻的影響，即認(rèn)為過渡電阻等于零的短路情況。（7）短路電流的倍頻分量略去不計，非周期分量僅作近似地計算。（8）有多臺同步發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)中，看作與一臺同步發(fā)電機(jī)短路電流周期分量的變化規(guī)律相同。（9）各臺發(fā)電機(jī)均用xd“作為其等值電抗，E”作為其等值電勢。即雖然E“并不具有在突然短路前后不突變的特性，但工程實用計算時，近似認(rèn)為不突變。對于電源，發(fā)電機(jī)的等值電動勢為次暫態(tài)電動勢：

對于調(diào)相機(jī)，等值電動勢為次暫態(tài)電動勢也為上式。即：不計負(fù)荷時，短路前為空載，所有電源的次暫態(tài)電動勢均取為額定電壓，即標(biāo)幺值為1，且同相位。記及負(fù)荷時，電壓平衡方程為：

G為發(fā)電機(jī)臺數(shù)第一節(jié)短路電流交流分量初始值的計算同步發(fā)電機(jī)向量圖短路后電網(wǎng)中的負(fù)荷用恒定阻抗表示為：

L為負(fù)荷總數(shù)以異步電動機(jī)為例，失去電源后能提供短路電流是機(jī)械和電磁慣性作用的結(jié)果。異步電動機(jī)突然三相短路電流波形可推想，可以用一個與轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁鏈成正比的電動勢，稱為次暫態(tài)電動勢E”以及相應(yīng)的次暫態(tài)電抗x“，作為定子交流分量的等值電動勢和電抗。次暫態(tài)電動勢短路前后瞬間不變，可以用E|0|”和x“計算初始電流。當(dāng)短路瞬間異步電動機(jī)端電壓小于E|0|”時，異步電動機(jī)變成暫時電源向外供應(yīng)短路電流。電流中存在直流分量和交流分量。因為異步電動機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子鼠籠式短路條構(gòu)成的等值繞組的磁鏈，突然短路時不會突變。所以定子和轉(zhuǎn)子繞組中均感應(yīng)有直流分量電流。

短路瞬時等值電路異步電動機(jī)向量x”與啟動電抗相等，可直接由啟動電流求得：

設(shè)正常時電動機(jī)的端電壓為U（0），吸收電流為I（0），則有：

（1）Ist標(biāo)幺值一般為5，故x”近似取0.2X”的表達(dá)式：其模值為：U（0），I（0），ψ（0）——短路前異步電動機(jī)的端電壓，電流以及電壓電流的相角差。

（2）實用計算中，若短路前為額定運(yùn)行方式，x“取0.2，E（0）”約為0.9，電動機(jī)端點短路的交流電流初始值約為電動機(jī)額定電流的4.5倍；若近似取E（0）”為1，則在電動機(jī)端點發(fā)生短路發(fā)生時，其反饋的短路電流初始值就等于啟動電流初始值。實用計算中，只對于短路點附近顯著地供給短路電流的大型電動機(jī)，才按上面（1）（2）算出次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電動勢。其余的電動機(jī)，則看做是系統(tǒng)中負(fù)荷節(jié)點的綜合負(fù)荷的一部分，綜合負(fù)荷的參數(shù)須由該地區(qū)用戶的典型成分及配電網(wǎng)典型線路的平均參數(shù)來確定。在短路瞬間，這個綜合負(fù)荷也可以近似地用含有暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗的等值支路來表示，以額定運(yùn)行參數(shù)為基準(zhǔn)，綜合負(fù)荷的電勢和電抗的標(biāo)幺值為，暫態(tài)電抗中包括電動機(jī)電抗0.2和降壓變壓器及饋電線路的估計電抗0.15.負(fù)荷的沖擊電流為：負(fù)荷提供的起始次暫態(tài)電流的有效值適當(dāng)選取沖擊系數(shù)kfm，可把周期電流的衰減估計進(jìn)去。小容量的電動機(jī)和綜合負(fù)荷200~500kw異步電動機(jī)500~1000kw異步電動機(jī)1000kw以上異步電動機(jī)同步電動機(jī)和調(diào)相機(jī)沖擊系數(shù)之值和相同容量的同步發(fā)電機(jī)的大約相同。記及負(fù)荷影響時短路點的沖擊電流為：運(yùn)行于電動機(jī)狀態(tài)，但不帶機(jī)械負(fù)載，只向電力系統(tǒng)提供無功功率的同步電機(jī)。又稱同步補(bǔ)償機(jī)。用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)，維持電網(wǎng)電壓水平。電力系統(tǒng)中的主要負(fù)載是異步電動機(jī)和變壓器。這些設(shè)備均從電網(wǎng)汲取大量的無功功率以供其勵磁之用。所以，電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著很大一部分電感性的無功電流，導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，以致發(fā)電機(jī)和輸配電設(shè)備的作用不能充分發(fā)揮，線路損耗和電壓損失增大，輸電質(zhì)量變壞，甚至影響輸電的穩(wěn)定性。由于同步電機(jī)處在過勵狀態(tài)時，可以從電網(wǎng)汲取相位超前于電壓的電流，從而改善電網(wǎng)的功率因數(shù)（見功率因數(shù)的提高，因此在過去的生產(chǎn)實際中，除選用一部分同步電動機(jī)外，還在電網(wǎng)的受電端裝設(shè)一些同步調(diào)相機(jī)，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載情況的不同，適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)相機(jī)的勵磁電流，可改變調(diào)相機(jī)汲取的無功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于1。此外,在長距離輸電線路中，線路電壓降隨負(fù)載情況的不同而發(fā)生變化，如果在輸電線的受電端裝一同步調(diào)相機(jī)，在電網(wǎng)負(fù)載重時，讓其過勵運(yùn)行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵運(yùn)行，吸收滯后的無功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的水平上。同步調(diào)相機(jī)還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。同步調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)基本上與同步電動機(jī)相同，只是由于它不帶機(jī)械負(fù)載，轉(zhuǎn)軸可以細(xì)些。如果它具有自起動能力,則其轉(zhuǎn)子可以做成沒有軸伸,便于密封。同步調(diào)相機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在過勵狀態(tài),勵磁電流較大,損耗也比較大，發(fā)熱比較嚴(yán)重。容量較大的同步調(diào)相機(jī)常采用氫氣冷卻。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和靜止無功補(bǔ)償器(SVC)的推廣使用，調(diào)相機(jī)現(xiàn)已很少使用。調(diào)相機(jī)

第二節(jié)三相短路電流交流分量初始值的計算機(jī)算法

一、等值網(wǎng)絡(luò)(c)

圖3-10短路電流網(wǎng)絡(luò)計算模型(a)短路時網(wǎng)絡(luò)模型；(b)正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模型；(c)故障分量網(wǎng)絡(luò)模型(b)(a)(e)（d）（f）圖3-10短路電流網(wǎng)絡(luò)計算模型（續(xù)）(d)不計負(fù)荷短路時網(wǎng)絡(luò)模型；(e）不計負(fù)荷正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模型；(f)不計負(fù)荷故障分量網(wǎng)絡(luò)模型二、用節(jié)點阻抗矩陣表示的節(jié)點電壓方程對于個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點的電壓方程為：電壓：網(wǎng)絡(luò)各點對地電壓電流：網(wǎng)絡(luò)外部向各節(jié)點注入電流系數(shù)矩陣：節(jié)點阻抗矩陣自阻抗互阻抗如果只有短路點有注入電流，各節(jié)點電壓的故障分量為：短路點電壓故障分量短路點電流（1）直接短路時（2）三相短路時短路點電弧阻抗因此各節(jié)點短路后的電壓為：即任一支路電流為：

（3）（4）用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流的原理框圖輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點阻抗矩陣選擇短路節(jié)點f計算計算各節(jié)點電壓計算各支路電流結(jié)束三、用節(jié)點導(dǎo)納矩陣的計算方法除i節(jié)點外其他節(jié)點均接“地”時，自節(jié)點i看進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的等值導(dǎo)納，即為所有與i節(jié)點相連的支路導(dǎo)納之和。自導(dǎo)納互導(dǎo)納稀疏矩陣?yán)霉?jié)點導(dǎo)納矩陣計算短路電流計算出U1~Un單位電流對應(yīng)關(guān)系用節(jié)點導(dǎo)納矩陣的計算原理

網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣是很容易形成的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時也易修改，而且是稀疏矩陣。但要用它來計算短路電流就不像用節(jié)點阻抗那樣直接?？刹捎孟铝胁襟E。

1）應(yīng)用節(jié)點導(dǎo)納矩陣計算短路點的自阻抗、互阻抗，，，，。

2）利用式（1）或（2）可求得短路點三相短路電流。

3）利用式（3）（4）可分別計算網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點電壓和支路電流分布。介紹三角分解法求解導(dǎo)納型節(jié)點電壓導(dǎo)納矩陣：（5）按照三角分解法得（6）（6）代入（5）式單位下三角陣單位上三角陣分解為：由I求W；由W求X；由X求U用節(jié)點導(dǎo)納矩陣計算短路電流的原理框圖輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點導(dǎo)納矩陣選擇短路節(jié)點f計算計算各節(jié)點電壓計算各支路電流結(jié)束形成導(dǎo)納矩陣的R和D-1短路點f注入單位電流時求解的各點電壓，即為Z1f~Znf四、短路點在線路上任意處的計算公式j(luò)klzjk(1-l)zjk圖3-13短路點在線路任意處可以利用原網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣中j和k兩列元素直接計算與故障點有關(guān)的一列阻抗元素()f（1）Zfi(=Zif)Zji和Zki為已知的原網(wǎng)絡(luò)的j、k對i的互阻抗元素。（7）（2）Zff當(dāng)f點注入單位電流時，f點的對地電壓即為Zff。將電壓用相應(yīng)的阻抗元素表示為：

化簡上式：將Zjf和Zkf用（7）式代入，得：11醉翁亭記

1．反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。

3．把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下《岳陽樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于《岳陽樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)生把握本文寫作背景，進(jìn)而加深學(xué)生對作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標(biāo)導(dǎo)學(xué)一：認(rèn)識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(1007—1072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士?？陀袉栐唬骸傲缓沃^也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺?！笨驮唬骸笆菫槲逡粻枺魏危俊本邮吭唬骸耙晕嵋晃?，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績。《醉翁亭記》就是在這個時期寫就的。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標(biāo)出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句?！窘虒W(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當(dāng)?shù)闹v解引導(dǎo)。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1．學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處。【教學(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學(xué)生用兩種翻譯方法進(jìn)行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語的準(zhǔn)確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強(qiáng)譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準(zhǔn)確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見《我的積累本》。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運(yùn)用了怎樣的藝術(shù)手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋?，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠(yuǎn)及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2．第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風(fēng)光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3．第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4．作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5．第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達(dá)出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也?！贝司渑c醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達(dá)了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1．在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2．反復(fù)朗讀，請同學(xué)說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運(yùn)用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘，形成一種駢散結(jié)合的獨特風(fēng)格。如“野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰”“朝而往，暮而歸，四時之景不同，而樂亦無窮也”。(2)文章多用判斷句，層次極其分明，抒情淋漓盡致，“也”“