電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析史真惠caroshi@PowerSystemTransientAnalysis課程教學(xué)相關(guān)教學(xué)方式：課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)答疑為輔；216047254。作業(yè)要求：每周三上課之前交上一周布置的作業(yè)。課后作業(yè)請及時完成?？己税才牛嚎荚囌n，平常成果占30%，期末考試成果占70%。平常成果主要根據(jù)作業(yè)完成情況、參與課堂討論情況，及課堂點名抽查情況等來定。留意：出勤率低于30%者不能參與期末成果評定，雷同作業(yè)、抄襲作業(yè)者當(dāng)次作業(yè)按零分計算。2緒論暫態(tài)：一種運轉(zhuǎn)形狀到另一種運轉(zhuǎn)形狀的過渡過程暫態(tài)過程分三類：波過程：繼續(xù)時間最短暫電磁暫態(tài)：繼續(xù)時間較波過程長機電暫態(tài)：繼續(xù)時間最長暫態(tài)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)〔新〕3１〕電磁暫態(tài)過程分析ω常量研討短路、斷線缺點后，電壓、電流的變化電力系統(tǒng)缺點分析２〕機電暫態(tài)過程分析ω、s變化分析發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動規(guī)律電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性4第一篇電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析

〔電力系統(tǒng)缺點分析〕第一章電力系統(tǒng)缺點分析的根本知識第二章同步發(fā)電機忽然三相短路分析第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的適用計算第四章對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和 等值電路第五章不對稱缺點的分析計算5第一章電力系統(tǒng)缺點分析的根本知識第一節(jié)缺點概述第二節(jié)標(biāo)幺制第三節(jié)無限大功率電源供電的三相短路電流分析小結(jié)6第一節(jié)缺點概述缺點：普通指短路(橫向缺點)和斷線(非全相運轉(zhuǎn)、縱向缺點),分為簡單缺點和復(fù)雜缺點簡單缺點：電力系統(tǒng)中的單一缺點復(fù)雜缺點：同時發(fā)生兩個或兩個以上缺點短路：電力系一致切不正常的相與相之間或相與地〔或中性線〕之間發(fā)生銜接的情況。7各種短路的表示圖和代表符號短路種類表示圖代表符號三相短路f(3)

兩相短路接地f(1,1)

兩相短路f(2)

單相短路接地f(1)一、短路的類型

對稱短路不對稱短路8電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對地絕緣被損壞。①絕緣資料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護不良所帶來的設(shè)備缺陷開展成短路。②惡劣天氣：雷擊呵斥的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。③人為誤操作：如運轉(zhuǎn)人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未撤除地線就加上電壓引起短路等。④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。二、短路的主要緣由9(1)電流劇增：設(shè)備發(fā)熱添加，假設(shè)短路繼續(xù)時間較長，可使設(shè)備過熱甚至損壞；由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。(2)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。(3)當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠而繼續(xù)時間又較長時，并列運轉(zhuǎn)的發(fā)電機能夠失去同步，破壞系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，呵斥大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。(4)發(fā)生不對稱短路時，三相不平衡電流會在相鄰的通訊線路內(nèi)感應(yīng)電勢，影響通訊。三、短路的危害1011四、降低短路危害的措施降低短路發(fā)生的概率：采取合理的防雷措施、降低過電壓程度、采用適宜的配電安裝，加強對運轉(zhuǎn)維護的管理。減小短路的危害：采取限制短路電流的措施。最主要的措施：迅速將發(fā)生短路的部分與系統(tǒng)其他部分隔離12五、計算短路電流的目的短路電流計算結(jié)果是選擇電氣設(shè)備〔斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等〕的根據(jù)；是電力系統(tǒng)繼電維護設(shè)計和整定的根底；是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的根據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。13第三節(jié)無限大功率電源供電的三相短路 電流分析一、無限大功率電源端電壓幅值和頻率都堅持恒定，內(nèi)阻抗為零。電源內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗的10%，即可以為是無限大功率電源例如：多臺發(fā)電機并聯(lián)運轉(zhuǎn)、短路點遠離電源等14二、暫態(tài)過程分析短路前電路處于穩(wěn)態(tài)：15下標(biāo)闡明：|0|：缺點前瞬間，相當(dāng)于“電路〞中的0-0：缺點后瞬間，相當(dāng)于“電路〞中的0+p或ω：周期分量〔period〕ω：頻率為ω的分量α：非周期分量m：模值〔mode〕M：最大值〔maximum〕∞：穩(wěn)態(tài)值〔t→∞〕16a相的微分方程式如下：其解就是短路的全電流，由兩部分組成：穩(wěn)態(tài)分量(強迫分量、交流分量或周期分量〕和暫態(tài)分量〔自在分量、直流分量或非周期分量〕。假定t＝0s時辰發(fā)生短路電路一分為二特解17暫態(tài)分量電流：—暫態(tài)分量電流衰減時間常數(shù)：特征方程pL+R=0根的負(fù)倒數(shù)〔C為由初始條件決議的積分常數(shù)〕短路的全電流表達式為：通解對應(yīng)齊次方程的解18短路電流不突變短路前電流積分常數(shù)的求解19b、c相短路電流表達式三相短路電流周期分量是對稱正弦量，幅值由電源電壓幅值及短路回路總阻抗決議；各相短路電流非周期分量具有不同的初始值，指數(shù)衰減20交流分量為對稱正弦電流直流分量使t=0時短路電流值與短路前瞬間的電流值相等直流分量曲線為短路電流曲線的對稱軸直流分量值越大，短路電流瞬時值越大21直流分量起始值與電源電壓的初始相角α、短路前回路中的電流值有關(guān)。短路前有載短路前空載22假設(shè)短路前空載，且，即與t軸平行，那么直流分量電流起始值到達最大值。結(jié)論：對電感電路，短路電流的直流分量電流有最大值的條件為：〔1〕短路前電路空載〔Im|0|=0)，〔2〕短路發(fā)生時，電源電勢過零〔α＝0o〕?！搪返淖畈焕闆r23三、短路沖擊電流和短路電流有效值1.短路沖擊電流在最惡劣短路情況下的短路電流的最大瞬時值，用表示。其主要作用是校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動穩(wěn)定度。非周期分量初始值：普通電力系統(tǒng)中，，故可近似以為最惡劣的情況為Im|0|=0，即短路前電路空載運轉(zhuǎn)，短路發(fā)生在電源電勢過零瞬間24將，和α＝0o代入短路全電流表達式：短路沖擊電流在短路發(fā)生后約半個周期時出現(xiàn)。假設(shè)Hz，這個時間約為0.01秒。短路沖擊電流：KM為沖擊系數(shù)，適用計算時，短路發(fā)生在發(fā)電機電壓母線時KM＝1.9；短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓母線時KM＝1.85；在其它地點短路KM＝1.8。沖擊電流對交流電流幅值的倍數(shù)〔1<KM<2〕25262.短路電流有效值在短路過程中，恣意時辰t的短路電流有效值，是指以時辰t為中心的一個周期內(nèi)瞬時電流的均方根值，即

為了簡化計算，通常假定：非周期分量在以時間t為中心的一個周期內(nèi)恒定不變，因此它在時間t的有效值就等于它的瞬時值，即27對于周期分量，以為它在所計算的周期內(nèi)是幅值恒定的，其數(shù)值即等于由周期電流包絡(luò)線所確定的t時辰的幅值。因此，t時辰的周期電流有效值為短路電流的最大有效值：短路電流的最大有效值常用于校驗斷路器的開斷才干。短路電流最大有