赵书强 暂态分析 第2章

1、电力系统暂态分析主讲：赵书强2009-2010第二学期电力系统暂态分析常鲜戎，赵书强电力系统暂态过程机械工业，20101 何仰赞、温增银电力系统分析(上、下) 华中科技大学，20022 李光琦电力系统暂态分析3版，中国电力，20073 杨淑英电力系统分析复习指导与习题精解 2版，中国电力.20084 杨淑英电力系统概论中国电力.20075 杨淑英电力系统分析同步训练中国电力.2004课程内容同步发电机突然三相短路的分析电力系统故障的计算机算法电力系统运行稳定性的基本概念和各元件的机电特性电力系统的静态稳定性电力系统的暂态稳定性第二章电路系统故障的计算机算法n 第一节n 第二节n 第三节n 第四

2、节n 第五节概述电力系统故障计算的等效网络对称短路计算简单不对称故障计算复杂故障的计算方法第一节概述用计算机进行故障分析时，主要有以下两条基本假设：1)系统各元件的参数是恒定的，因而可以应用叠加原理2) 除了发生不对称故障的局部以外，系统其余部分各元件的三相参数是对称的商业化的计算软件：PSASP、BPA第二节电力系统故障计算的等效网络一、系统等效网络(一) 等效网络1.电源第二节电力系统故障计算的等效网络2.负荷一般采用恒定阻抗*S L= U2LZL在简化的短路故障电流计算中，可以不计负荷电流的影响，即将负荷阻抗视为无限大3.变压器非标准电压比情况下的等效电路3.变压器非标准电压比情况下的等

3、效电路第二节电力系统故障计算的等效网络-+(二) 原始矩阵任何一条支路可以表示成电压源的形式Um= ZmIm- Em这一方程只反映了各支路特性，并不反映这些支路的连接情况， 一般称为网络的原始支路阻抗 矩阵第二节电力系统故障计算的等效网络z12z1mz2mMLL= z21ZmMMzzLm1m 2自阻抗互阻抗稀疏矩阵zmmz22z11第二节电力系统故障计算的等效网络-+任何一条支路可以表示成电流源的形式Im= YmUm - Jm这一方程只反映了各支路特性，并不反映这些支路的连接情况， 一般称为网络的原始支路导纳 矩阵第二节电力系统故障计算的等效网络(三) 节点关联矩阵Anm维矩阵维矩元素：0、1

4、、-1第二节电力系统故障计算的等效网络二、导纳型节点方程AIm= 0Um= AUTIm = YmUm - JmYU= I第二节电力系统故障计算的等效网络节点导纳矩阵的特点：1) 节点导纳矩阵为对称阵2) 节点导纳矩阵为稀疏矩阵3) 网络结构变更时，节点导纳矩阵修改速度快、方便4) 在网络节点数不变的情况下，节点导纳矩阵的结构取决于节点编号顺第二节电力系统故障计算的等效网络三、阻抗型节点方程U = Y-1I = ZIYU = I节点阻抗矩阵的特点：1）一般为满阵2）形成Z 阵较困难3）网络结构变化时修改Z 阵困难4）利用Z 阵解算简单第三节对称短路计算一、叠加原理的应用等效UfUf第三节对称短路

5、计算UfUf故障网络正常分量故障分量第三节对称短路计算z f非金属性短路，过渡阻抗故障网络U = Y-1I = ZI Z11 I1Z1iMZ1nMLLU1MMMU = Z IZZLLi1iiiniiMMMMM ZZZLLUn1ninn InnUi= ZijI j- ZifI f jGU f= U f0- Z ffI fUi= Ui 0- ZifI fUi= ZijI j- ZifI f jG Uf0If=Z+zfffU f- z fI f= 0U f= U f0- Z ffI f第三节对称短路计算二、非故障处电压、电流的计算UIUI= U- Zf0=iiffi 0f+Zzfff节点电压 Zif

6、Ui= Ui 0- Z+ zU f0fff变压器支路电流非变压器支路电流Iij= Ui -U jZijIij= k Ui -U jZij第三节对称短路计算对于简化计算：（1） 可不计负荷电流的影响，（2） 各节点电压正常分量的标幺值可近似为1I= 1(Z+ z)ffff Ui= 1 - Zif(Z ff+ z f)对称短路简化计算原理框图I f= 1 (Z)+ zfff(Z+ z)Ui = 1- ZiffffIij= k Ui -UZijj第四节简单不对称故障计算一、各序网络的电压方程式 h1 不论横向故障、纵向故障，都从故障口把各序网络看成是等效的两端(一端口)网络Uij (1)jif (1

7、)F (1)ih (1)F (1)= ZjGh2- Z+ ZIIIi(1)= U(0)1)- ZIi(iF (1)F (1)h0第四节简单不对称故障计算对于故障口的两个节点= U= UU f (1)- Z fF(1) IF (1)(0)fi(0)h- ZUIh(1)hF(1)F (1)正序网络故障口的电压方程式= U f-Uh- ()UF (1)(0)(0)=-U f (1)Uh(1)Z fF (1)ZhF (1)IF (1)- ZFF (1) IF (1)(0)= UF第四节简单不对称故障计算网络中任一节点的负序和零序电压Ui (2 )Ui (0 )故障口的负序、零序电压= -ZiF (2

8、) IF (2 ) = -ZiF (0 ) IF (0 ) UF (2 )UF (0 )= -Z FF (2 ) IF (2 ) = -Z FF (0 ) IF (0 ) 二、横向不对称故障(一)单相接地短路UIF (1)f0=+ Z+ Z+ 3zZFF (1)FF (2)FF (0)f= Ui(k ) -U j (k )Iij (k )(k = 1,2,0)zij (k )(二)两相接地短路U f 0I=(Z+ z )() F ()Z+ z+ 13z FF (2)fFF (0)+ z+fgZFF (1)f+ Z+ 2z+ 3zZFF (2)FF (0)fgZFF (0) + z f+ 3zg

9、IF (2) = - ZIF (1) + Z+ 2z+ 3zFF (2)FF (0)fg+ zZ= - FF (2)fIIF (0)F (1) + Z+ 2z+ 3zZFF (2)FF (0)fg第四节简单不对称故障计算(二)两相接地短路U f0IF (1) = - IF (2) = Z+ Z+ 2zFF (1)FF (2)f三、纵向不对称故障(一)单相断开IbIa= 0, DUb - z f= 0DUb - z fIc= 0与两相接地短路的边界条件完全相似。因此，两相接地短路的复合序网及故障口各序电流的算式都可用于单相断开的计 算，只是故障口自阻抗和开路电压的计算不同而已(二)两相断开Ib=

10、 Ic= 0, DUa - z fIa= 0单相接地短路的特征条件完全相似。因此，复合序网的接法以及故障口各序电流的算式也同单相接地短路的一样。但需注意， 横向故障和纵向故障时故障口自阻抗和开路电压是不同的第四节简单不对称故障计算(三)串联补偿电容的非全相击穿输电线路的串联补偿电容有可能发生单相或两相击穿，这也属于纵向不对称故障。这类故障按非全相断开处理比较方便单相击穿两相击穿四、简单不对称故障的计算通式U f0IF (1) = Z+ Z+ Z+ 3zFF (1)FF (2)FF (0)f(0)UUFIF (1) =f0()(+ 3zg )=IZFF (2) + z fZFF (0) + z fF (1)+ ZZ+ z+ZFF (1)FF (1)f+ Z+ 2z+ 3zZFF (2)FF (0)fg正序电流计算通式U f0IF (1) = - IF (2) = Z+ Z+ 2zFF (1)FF (2)fZFF (0) + z f+ 3zgIF (2)= -ZIF (1) + Z+ 2z+ 3zFF (2)FF (0)fg+ zZ= - FF (2)fIIF (0)F (1) + Z+ 2z+ 3zZFF (2)FF (0)fgZFF (0) + z f+