暂态 第一章 电力系统故障分析的基本知识.ppt

1、联系方式,艾 欣 办公地点：教五楼C416 电话： (010)51971495Email：,电力系统的发展,1830年，法拉弟发现电磁感应定律,2009年， 中国“统一坚强智能电网”,1882年，爱迪生建成纽约珍珠街照明系统（直流）,1893年，南加州北美第一条三相交流电力线路建成（交流）,1976年，英国电力市场化改革,1986年， N G Hingorani 提出FACTS,2003年， 美国能源部-Grid2030报告,1978年， Distributed Generation分布式发电,2006年， 欧盟-Smart Grid灵巧电网,1954年，瑞典HVDC

2、,1990年， PMU/WAMS出现,2005年， 中国特高压（UHV）,2005年，美国电科院-Intelligrid智能电网,智能电网,动 态,电力系统分析内容的划分,电磁暂态（故障分析）,机电暂态（稳定分析）,时间,潮流计算,优化运行、电力市场,静 态,安全分析、可靠性,规划、设计,稳态和暂态对比,稳态 正常运行状态 代数方程 物理量变化小,暂态 不正常的运行状态 微分+代数方程 物理量变化大,电力系统故障,7,2008 China Snowstorm,2008 China Snowstorm,遭人为破坏的电力设施,2003年美加“8.14“大停电事故起因,巴西查明大面积停电原因,全美国

3、卫星图片,大停电前卫星图片,大停电后卫星图片,巴西查明大面积停电原因,巴西11月10日晚出现大面积停电的原因已经查明，停电系3条输电线路因恶劣天气而倒塌所致。 所发生的断电事故是由于天气原因造成的。圣保罗州伊塔贝拉发生的强风与暴雨等天气现象导致从伊泰普水电站通往圣保罗的3条传输线路出现问题。” 此次恶劣的天气情况造成圣保罗州、里约热内卢州、米纳斯吉拉斯州等多个地区10日晚10点左右发生大面积停电，不过2小时后已逐渐恢复正常。 这次停电影响了数百万人，圣保罗和里约热内卢这两大都市的交通一度陷入严重瘫痪状态。,臺軍研發石墨炸彈意圖戰時癱瘓大陸電網,石墨炸弹（号称“电力开关”） 导电纤维炸弹,美军B

4、LU-114型碳纤维炸弹,台军石墨炸弹,大停电事故人类灾难！,中国电网将成为世界上最复杂的交直流互联大电网，如何保障其安全运行是非常有挑战性的课题！,电力系统的运行状态及其变化,第一章 电力系统故障分析的基本知识,第一节 故障概述 第二节 标么制 第三节 无限大电源供电的三相短路分析,第一节 故障概述,短路：导线与导线、导线与大地之间的非正常连接。 原因：设备（绝缘）损坏、自然灾害、人为原因等。 危害：故障产生的大电流、高电压（或低电压）会导致设备损坏、断电。故障会破坏系统功率平衡，对系统正常运行产生冲击（扰动），引起稳定问题，可导致大停电。 短路横向故障；断线纵向故障。 单一故障简单故障；多

5、重故障复杂故障。,故障类型 fault types,三相短路3 phase fault 单相接地短路Single line to ground 两相短路Double lines fault 两相短路接地Double lines to ground,2005年东北电网人工三相短路实验,第二节 标幺制 per unit value,一、标幺值,第二节 标幺制 per unit value,二、基准值的选取,第三节 无限大电源供电的三相短路电流分析,无限大电源：容量无限大；端电压恒定；内电抗为零。,第三节 无限大电源供电的三相短路电流分析,电气中为什么有“气”？,中国的气学说,中国人认识“电”是从雷

6、电开始的。西周时期（约公元前11世纪前771年），青铜器的铭文中就出现了“電”字。 说文解字： “电，阴阳激耀也”。 “气”字出现的时间更早，在殷商甲骨文中就已有气字“三”。 说文解字：“气，云气也，象形”。就是说，“气”是指空中浮游的云气，是个象形字。 “气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质，自然界万物的生长、寒暑的更替，都是气运动变化的结果。中国人几千年来都是通过“气”来解释物质世界的。先秦时期是气学说的产生和形成时期，汉代是物质性“气”的概念的成熟时期。,闪电,东汉哲学家王充（公元2797）在论衡中提出“天地合气，万物自生”。认为天的气和地的气相合就会产生万物。明末清初哲学家王夫

7、之（16191692）认为整个宇宙除了“气”，别无他物，他论证了“气”的永恒不灭性，认为“气”乃是一种实体。 中国最早用气学说来解释电的吸引现象的，目前见到的文献是东汉王充撰写的论衡。 “顿牟”是指玳瑁。,中国的气学说,西方的电流体学说,英语中表示“电气”的单词是： electricity 它源于表示“琥珀”的希腊语。,琥珀工艺品,西方的电流体学说只用于解释电现象，而中国的气学说可以解释世界上的万事万物。这两个学说具有很大的相似性，共同点是：具有微粒性，玄虚，难以捉摸。,西方的电流体学说,“电气”的出处,1847年之前汉语中可能没有“电气”这个词。 间接证据：1847年2月由伦敦传教士协会的传

8、教士麦都思W. H. Medhurst（17961857）在上海出版的English and Chinese Dictionary对electricity解释是：“琥珀磨玻璃发火之法”。没有使用汉语术语“电气”。,美国来华传教士、西医师玛高温（D. J. MacGowan , 1814-1893） 1851年2月在宁波府翻译了中文西书博物通书。这是目前已知最早的一本中文电磁学著作,因此也是电气、电子、通讯、信息等学科的第一本中文著作。,“电气”的出处,“电气”的出处,“电气”对应的英文,在19世纪，电流体学说在西方知识分子中影响很大，他们认为electricity就是electric fluid。而electric 与汉语“电”的含义类似，fluid与汉语“气”的含义类似，所以可以推测：玛高温及其中国合作者用“电气”来翻译英文词electric fluid（电流体）。即“电气”是electric fluid的直译，是electricity的意译。,“电气”对应的英文,结论,(1)“电气”是由词根“电”和词根“气”构成的偏正式合成词。“电气”是指电性质的气。 (2)“气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质。 (3)中国的气学说与西