第一章电力系统故障分析的一般知识

第一章电力系统故障分析的一般知识本章重点内容：1.电力系统故障的基本类型；2.电力系统发生短路故障的主要危害；3.电力系统标么值；4.无限大功率电源的基本概念；5.无限大功率电源发生三相短路电流的特点；6.冲击电流的基本概念。1－1故障概述一、短路：除了正常运行外的相与相，相与地之间发生通路的现象。二、短路类型三相短路)3(f、两相短路)2(f、单相接地短路)1(f、两相接地短路)1,1(f、三相短路)3(f与三相短路接地效果一致，故只取一种。三相短路)3(f为对称故障。单相接地短路)1(f约占总短路故障的%70。三、原因1．绝缘损坏；2．误操作。四、短路危害1．大电流产生巨大电动力，造成机械损坏（动稳定）；2．烧毁设备（热稳定）；3．电网大面积电压下降；4．破坏电力系统的稳定；5．影响电力系统通讯。短路故障又称横向故障，断线故障又称纵向故障。1－2标么值与稳态中有所不同，故障计算时近似计算。故标么值也是用近似计算。以下例进行说明kV121220kV220kV110)(BU)(BU设变压器容量MVA120,MVA100BSNavBUUU05.1kV230)(BU,kV115)(BUNNkTSUUx2100%，100230120220100%22kBTTUZxx近似计算，假设230220即BNUUNBkTSSUx100%1－3无限大功率电源三相短路的暂态过程分析一、无限大电源电源功率为无限大时，外电路发生短路（一种扰动）引起的功率改变对电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率（对应于同步机的转速）保持恒定，无限大电源可以看作是由多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。二、短路的暂态过程分析上图所示的三相短路，短路发生前，电路处于稳态，其a相的电流表达式为)sin(00tIima式中2220)()(LLRRUImm)()(0RRLLarctgdtdiLRiuaaaapaaiii特解)sin(tIima式中22)(LRUImRLarctg通解tapceiRL求解初值，由于电感电流不能突变0t时，)sin(00)0(maIi0t时，cIima)sin()0()sin()sin(00mmIIc所以tmmmaeIItIi))sin()sin(()sin(00a相出现短路电流最大值的条件：1．00mI时，即短路前为空载2．090（纯电感电路或LR）3．0三、短路电流概念1．冲击电流－短路电流载最恶劣短路情况下的最大瞬时值。mMMIKi式中MK称为冲击系数，即冲击电流值对于交流电流幅值的倍数。9.1~8.1MK。2．最大有效值电流在短路暂态过程中，任一时刻t短路电流有效值tI，是以时刻为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值，即2221TtTttdtiTI近似认为2)62.1~52.1(mMII