课件：暂态分析 - 副本

1、电力系统暂态分析电力系统暂态分析主讲人：刘红兵主讲人：刘红兵一、电力系统的基本概念一、电力系统的基本概念6 1、电力系统 由发电机、变压器、线路和负荷组成的网络。它包括通过电气或机械的方法连接在系统中的设备。 2、电力系统设备分类 （1）电力元件 直接用于电能生产、变换、输送分配和消费的设备。如发电机、变压器、输电线路、电动机等。 二、电力系统运行状态的描述二、电力系统运行状态的描述1、运行参量 表示电力系统运行状态的物理量称为电力系统的运行参量。具体有电压、电流、功率、频率、功角等。(2）控制元件 用来改变系统的运行状态的设备和装置,继电保护装置等2、系统参数 系统的运行参量直接由系统参数决

2、定。 系统参数指代表系统元件特性的参数。如电阻、电抗、电导、变压器变比、时间常数等。 系统参数的改变引起运行参量的改变，即改变系统行状态。三、电力系统运行状态三、电力系统运行状态 1.电力系统的稳态：电力系统的稳态：电力系统正常的、三相对称运行状态，其运行变量变化很小，一般认为运行参量均为正常2、电力系统的暂态： 系统参数变化后，电力系统从原来的稳定运行状态过渡到与新的系统参数相对应的稳定运行状态的过渡过程，暂态过度过程中电压、电流 、功率随时间变化。四、暂态过程分类四、暂态过程分类 ( (1）波过程）波过程与运行操作及雷击时的过电压有关，主要涉及电流、电压波的传播。特点是 过渡过程持续时间短

3、，一般为百分之几秒。 (2）电磁暂态过程）电磁暂态过程主要研究短路情况下，电流、电压的变化情况，有时也涉及功角的变化。 (3(3）机电暂态过程机电暂态过程主要研究功率、功角和旋转电机的转速、系统频率、电压等随时间变化的情况。这一过渡过程持续时间最长五五 暂态过程产生的原因及后果：暂态过程产生的原因及后果： 电力系统在运行时常常受到各种扰动，最常见的有短路故障，负荷投切，系统内元件上发生不同相之间的或相与地之间短路故障，（如绝缘片破坏引起的匝间短路）。 短路故障引起的短路电流比正常值要大得多，其冲击电流和热效应损坏电气设备，同时短路故障改变了网络结构，因而改变了发电的输出功率，造成输入与输出的不

4、平衡，造成系统失去原有的稳定，因此必须对电力系统的各种暂态情况进行分析六六 故障概述故障概述 1、短路概念、短路概念 一切不正常的相与相或相与地之间的连接称为短路，又叫横向故障。 2、短路类型、短路类型 三相短路（5）、两相短路（10）、单相接地短路（65）、两相短路接地（20）。 3、短路原因、短路原因 绝缘损坏、气象条件恶化（雷击、大风、覆冰）、认为事故及其它原因。4、短路的后果、短路的后果 1）短路点的电弧高温使设备烧坏； 2）短路电流的热效应引起的温度升高加快绝缘老化，甚至烧坏设备； 3）短路电流的电动力使设备导体变形或损坏 4）使电力系统失去并列运行的稳定性； 5）不对称短路时出现的

5、零序电流将对通讯形成干扰； 6）不对称短路时出现的负序电流将引起旋转电机转子的附加发热。 5、减小短路电流对电力系统危害的措施、减小短路电流对电力系统危害的措施 1）限制短路电流的数值（限流电抗器等） 2）限制短路电流存在的时间（继电保护切除故障）二、断线故障二、断线故障 1、断线故障（纵向故障）的类型、断线故障（纵向故障）的类型 1）一相断线 2）两相断线 2、断线原因、断线原因 1）采用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸； 2）线路一相导线断开。 3、断线的影响、断线的影响 造成三相不对称，产生负序和零序分量，而负序和零序分量对电气设备和通讯有不良影响。七七 无限大功率电源供电的三相短

6、路电流分析无限大功率电源供电的三相短路电流分析 一、无限大电源的概念一、无限大电源的概念 1、定义、定义 电压和频率保持恒定的电源称为无限大功率电源。 1）当电源的功率无限大时，外电路发生短路（一种扰动）或其他扰动引起的功率改变相对于电源来说微不足道，因而电源的频率（对应于同步发电机的转速）保持恒定。2）无限大功率电源可以看作由无限个有限功率电源并联而成，根据戴维南定理其等效内阻抗为无限个有限内阻抗的并联值，显然为零。由于内阻抗为零，所以当负荷变化时，其端电压总保持不变。 2、无限大功率电源的相对性 实际工作中，理想的无限大功率电源是不存在的，但当电源的内阻抗远远小于外电路的阻抗 时，负荷的变化对电源端电压和频率的影响很小，可以视为不变，所以此时的实际有限容量电源就可以视为无限大功率电源。 通常当电源内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于10%时，就可以认为该电源为无限大功率电源 由于短路后的电路仍然是三相对称的，所以只要讨论其中一相即可。其他两相由对称关系得到。 a相电流的变化取决于微分方程：结论： 1、当短路趋于稳态时，三相中的稳态短路电流为三个幅值相等、相角差为120的周期电流，其幅值大小取决于电源电压幅值和短路