电力系统暂态分析课件.ppt

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1、电力系统电磁暂态分析QUST7/31/2021电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。组成元件：（1）电力元件：发电机、变压器、整流器、逆变器、电力线路、配电网、负荷；（2）控制元件：发电机励磁调节器、调速器、继电器。由于电源点与负荷中心多数处于

2、不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。7/31/2021建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减

3、少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。电力系统的运行状态由运行参量来描述。运行参量：功率、电压、电流、频率及电动势相间的角位移。系统元件参数由系统元件的物理性质决定，代表元件的

4、特性，如：电阻、电抗、电导、阻抗、变比、时间常数等。7/31/2021电力系统的运行状态有两种：稳态和暂态。当电力系统处于稳态时，三相对称、运行参量基本固定，即时变化，变化也很小，因此可以认为运行参量是常量。电力系统受到各种突然扰动时，这些扰动使电力系统处于暂态过程之中，这时运行参量可能发生较大变化。暂态过程中运行参量的变化可能会造成对系统的危害。电力系统的转动元件，如发动机和电动机，其暂态过程主要是由于机械转矩和电磁转矩（功率）之间的不平衡而引起，通常称为机电暂态过程。在变压器、输电线路等元件中，由于不牵

5、涉角位移、角速度等机械量，故其暂态过程称为电磁过程。7/31/2021电力系统稳态分析电力系统暂态分析电磁暂态（故障分析）机电暂态（稳定分析）课程内容7/31/2021电力系统电磁暂态分析：电力系统的暂态：从一种稳定运行状态向另一种稳定运行状态的过渡过程；电力系统受到干扰后即进入暂态过程，各电气量会发生时变同步发电机的基本方程电力系统三相短路的分析计算对称分量法不对称故障分析与计算7/31/2021暂态过程的分类：波过程：与运行操作（如开关动作）及雷击时的过电压有关，涉及电流、电压波的传播，过程最短暂（us

6、～ms级）――高电压工程（绝缘子设计、放电研究）7/31/2021电磁暂态过程：与短路、断线等故障有关，涉及工频电流、电压幅值随时间的变化，持续时间较波过程长(ms～s)――故障分析7/31/2021机电暂态过程：与系统振荡、稳定性破坏、异步运行等有关，涉及发电机组功率角、转速、系统频率、电压等随时间的变化，过程持续时间较长(s～m)――稳定分析7/31/2021与其它课程的关系（承上）7/31/2021与其它课程的关系（启下）电力系统仿真7/31/2021课程特点需具备扎实的基础知识计算较多，作业重要学好

7、本课程的意义专业骨干课程电气工程人员必备：设计（设计部门）保护整定计算（调度，保护）事故分析（运行）7/31/2021考核方式卷面成绩：70%平时成绩：30%考勤、作业、实验教材李光琦,电力系统暂态分析参考书1、何仰赞，温增银，电力系统分析（上册）第三版（Chapter-3、5、6、7、8）2、刘万顺,电力系统故障分析7/31/2021第一章　电力系统故障分析的基本知识故障概述标幺值无限大功率电源供电的三相短路电流分析7/31/2021第一节　　故障概述一.短路短路的概念短路是指电力系统正常运行情况以外的相

8、与相之间或相与地之间的连接。短路也称横向故障。短路的原因１．绝缘损坏产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。２．误操作运行人员在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作。7/31/2021短路的类型短路类型符号示意图特点三相短路f(3)对称故障5%两相短路f(2)非对称故障10%单相接地短路f(1)非对称故障65%两相接地短路f(1,1)非对称故障20%7/31/2021短路的危害、大电流产