电力系统故障分析学习包

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1、《电力系统故障分析》学习包（作业答案全部要求手写，直接打印平时成绩无效）第一篇电力系统电磁暂态过程分析第一章电力系统故障分析的基本知识一、故障概述故障，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f（3）f：fault⑵二相短路f（2）⑶单相短路接地f（1）⑷二相短路接地f（1。1）形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行）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

2、中的不同地点（两处以上）同时发生不对称故障。二、标幺制（一）、标幺值(P.U.)有名值基准值标幺值=（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）·三相电路中基准值的基本关系稳态分析：，其中：SB：三相功率UB：线电压IB：星形等值电路中的相电流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？（三）、基准值改变时标幺值的计算●额定容量SN小，则电抗x*（B）大，小机组、小变压器的电

3、抗大；●简单网络计算中，选取SB=STN（SN），可减少参数的计算量。（四）、．变压器联系的不同电压等级电网中元件参数标幺值的计算1、准确计算法IIIIII~10.5/121110/6.6①选定SB、UB1②UB2=UB1*121/10.5③UB3=UB2*6.6/110作等值电路：jxG*jxT1jxLjxT2jxR取基准电压=额定电压，可简化计算变压器电抗可由任一侧计算线路电抗就地处理更方便即，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）

4、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、近似计算法●平均额定电压Uav=1.05UN,若取SB=100MVA，UB=UavUN61035110220500Uav6.310.537115230550ZBIB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，即有以下简单计算容量大，电抗小电压越高，电抗越小（电抗与电压的平方成反比）3、f、ω、t

5、的基准值fB=fN=50Hz(f*=1)ωB=2ωfB=100π特点：当f=fN=50Hz时，可有x*=L*ψ*=I*x*E*=ψ*sinωt=sint*三、无限大功率电源供电的三相短路分析1、暂态过程分析本书中的一些下标说明：

6、0

7、：故障前瞬间，相当“电路”中的0-0：故障后瞬间，相当“电路”中的0+p或ω：周期分量（period）、ω：频率为ω的分量α：非周期分量m：模值（mode）M：最大值（maximum）∞：稳态值（t→∞）2、三相电源对称（模相同、相位差120°），三相电路对称（每相阻抗Z=R+jωL）,发生三相短路。称为对

8、称短路。对称短路可仅取一相分析，其他两相有模相同、相位差120°的结果。ua=Umsin(ωt+α)单相等值电路：iaR’L’RL短路前：短路发生：一阶线性非齐次微分方程其解=特解+齐次方程的通解周期分量：ipa非周期分量：iatipaipa0在起点（t=0+）时刻即结论：由，短路电流由周期分量和非周期分量组成，较大的周期分量是因电源电势作用于较小的回路阻抗而产生，非周期分量是回路电感中原储存的磁场能量释放而产生，其按回路的时间常数衰减，且，状态突然变化瞬间，电感中合成磁链不突变。负载下突然短路，初始状态的相量图uaαipa0ia

9、0

10、

11、空载下突然短路：uaαipa0=-iαa03、短路冲击电流和最大有效值电流（1）短路冲击电流短路冲击电流：在最恶劣短路情况下的短路电流的最大瞬时值。i对于G、T、L：x>>R，，iM最恶劣的情况为：Im

12、0

13、=0,α=0ia0即空载运行，电压过零瞬间冲击电流iM出现在短路发生后1/2周期，f=50Hz,t=0.01s，即有T/2tip0冲击系数，冲击电流对周期电流幅值的倍数（1

14、期分量近似不变的电流。根据谐波的有效值分析，因ip、正交，周期积分=0，liM、IM可根据Im（I）及kM计算，1