电力系统故障分析优秀PPT.ppt
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1、电力系统故障分析你现在浏览的是第一页,共65页(电力系统不对称运行(电力系统不对称运行/故障分析方法故障分析方法-对称分量法)对称分量法)出发点:出发点:电力系统不对称运行电力系统不对称运行/故障时,采用相分量故障时,采用相分量分析复杂而困难分析复杂而困难使用对称分量法将不对称相分量转化未对称的使用对称分量法将不对称相分量转化未对称的序分量,可利用其序分量,可利用其对称性对称性简化不对称运行简化不对称运行/故障故障分析分析电力系统故障分析与短路计算电力系统故障分析与短路计算 你现在浏览的是第二页,共65页3 1.对对称分量法称分量法不对称相量不对称相量对称分量对称分量法法正序分量正序分量负序分
2、量负序分量零序分量零序分量对对称称分分量量你现在浏览的是第三页,共65页4 v负序分量负序分量v零序分量零序分量v正序分量正序分量你现在浏览的是第四页,共65页引入旋转因子(算子)引入旋转因子(算子)v零序分量零序分量v正序分量正序分量v负序分量负序分量你现在浏览的是第五页,共65页6 以故障特殊相序分量表示以故障特殊相序分量表示:你现在浏览的是第六页,共65页7 2.对对称分量法分析不称分量法分析不对对称短路称短路a相相短路短路为例为例特殊相:特殊相:a相相故障故障网络网络你现在浏览的是第七页,共65页8 对称分量法对称分量法短路点阻抗、电压、电流不对称短路点阻抗、电压、电流不对称你现在浏览
3、的是第八页,共65页9 正序正序网网负序负序网网零零序序网网电源:三相正序电源:三相正序三相正序网、三相负序网三相正序网、三相负序网 三相零序网三相零序网 特点特点:各序网三相完全对称,各序网三相完全对称,可分析单相序网可分析单相序网你现在浏览的是第九页,共65页10 v各序分量三相对称各序分量三相对称:大小、相位关系固定:大小、相位关系固定 三相电路对称三相电路对称单相单相各序电路(序网)各序电路(序网)正序网正序网负序网负序网零序网零序网v序网基本方程序网基本方程三个方程,六个变量,需补充三个方程三个方程,六个变量,需补充三个方程你现在浏览的是第十页,共65页11 v边界条件:短路点处电压
4、、电流方程边界条件:短路点处电压、电流方程v序网基本方程序网基本方程a相短路:相短路:b、c两相短路:两相短路:b、c两相接地短路:两相接地短路:用用序序分分量量表表示示你现在浏览的是第十一页,共65页2006-5-20 电力系统故障分析 12 3.电电力系力系统统元件的各序参数和等元件的各序参数和等值电值电路路 应应用用对对称称分分量量法法进进行行电电力力系系统统的的不不对对称称分分析析,首首先先必须确定系统中各元件的各序参数必须确定系统中各元件的各序参数 元元件件的的序序阻阻抗抗指指元元件件中中流流过过某某序序电电流流时时元元件件两两端端所所产产生的序电压降与该序电流的比值生的序电压降与该
5、序电流的比值 静静止止元元件件无无论论流流过过正正序序电电流流还还是是负负序序电电流流,并并不不改改变变相相与与相相之之间间的的磁磁耦耦合合关关系系,其其正正序序阻阻抗抗与与负负序序阻阻抗抗相相等等;零零序序电电抗抗较为复杂;较为复杂;旋旋转转元元件件,各各序序电电流流流流过过时时引引起起不不同同的的电电磁磁过过程程,三三序序电电抗抗不相同不相同元件的各序参数可元件的各序参数可查阅查阅相关手册。相关手册。你现在浏览的是第十二页,共65页13 正正序序网网络络与与计计算算三三相相短短路路时时的的等等值值网网络络完完全全相同。相同。除除中中性性点点接接地地阻阻抗抗和和空空载载线线路路外外,电电力力
6、系系统统各元件均应包括在正序网络中各元件均应包括在正序网络中v正序网络正序网络你现在浏览的是第十三页,共65页14 发发电电机机不不产产生生负负序序电电势势,故故所所有有电电源源的负序电势为零。的负序电势为零。负负序序网网络络的的组组成成元元件件与与正正序序网网络络完完全全相同。相同。发发电电机机等等旋旋转转元元件件的的电电抗抗应应以以其其负负序序电电抗抗代代替替,其其它它静静止止元元件件的的负负序序电电抗抗与与正正序电抗相同。序电抗相同。v负序网络负序网络你现在浏览的是第十四页,共65页15 发发电电机机不不产产生生零零序序电电势势,故故所所有有电电源源的的零序零序电势为电势为零。零。零零序
7、序电电流流相相同同相相位位,只只能能通通过过大大地地或或与与地地连连接的其他接的其他导导体才能构成通路。体才能构成通路。变变压压器器中中性性点点接接地地的的数数量量和和位位置置确确定定了零序网了零序网络络的的结结构。构。v零序网络零序网络你现在浏览的是第十五页,共65页2006-5-20 电力系统故障分析 16 你现在浏览的是第十六页,共65页2006-5-20 电力系统故障分析 17 你现在浏览的是第十七页,共65页2006-5-20 电力系统故障分析 18 你现在浏览的是第十八页,共65页19 练习:画出图所示系统,练习:画出图所示系统,在在D点发生不对称短路时的点发生不对称短路时的正序、
8、负序、零序网络正序、负序、零序网络(忽略变压器励磁支路忽略变压器励磁支路)。各阻。各阻抗标注如下:分别采用下标为抗标注如下:分别采用下标为1、2、0,表示正序、表示正序、负序、零序阻抗。如线路负序、零序阻抗。如线路7,其正序、负序、零序电其正序、负序、零序电抗分别为抗分别为X7.1、X7.2、X7.0。1 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D 15 你现在浏览的是第十九页,共65页20 解:(1)正序网络 1 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D 15 你现在浏览的是第二十页,共65页21(2)负序网络 1 16 2 3 4
9、5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D 15 你现在浏览的是第二十一页,共65页22(3)零序网络 1 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D 15 你现在浏览的是第二十二页,共65页4.4.电力系统不对称故障分析电力系统不对称故障分析 横向不横向不对对称故障称故障 不接地故障:两相短路不接地故障:两相短路 接地故障:单相接地,两相接地短路接地故障:单相接地,两相接地短路纵纵向不向不对对称故障称故障 断线断线或或非全相运行非全相运行:手动合闸或自动重合闸手动合闸或自动重合闸非同期非同期你现在浏览的是第二十三页,共65页基本分析方法:基本分析方法:1
10、.确定故障特殊相,列写故障边界条件确定故障特殊相,列写故障边界条件(相分量表示)相分量表示)2.利用相分量利用相分量序分量变换关系,确定故障边界条件序分量变换关系,确定故障边界条件(以以故障特殊相的序分量表示)故障特殊相的序分量表示)3.画出正、负、零序网络图画出正、负、零序网络图4.按照序分量表示的故障边界条件,连接正、负、零序按照序分量表示的故障边界条件,连接正、负、零序网络,构成复合序网图网络,构成复合序网图5.求出短路点的各序电流和各序电压求出短路点的各序电流和各序电压6.根据各序电流和电压计算各相电流和电压根据各序电流和电压计算各相电流和电压你现在浏览的是第二十四页,共65页横向不横
11、向不对对称故障称故障(1)金属性短路金属性短路 不接地故障:两相短路不接地故障:两相短路 接地故障:单相接地,两相接地短路接地故障:单相接地,两相接地短路你现在浏览的是第二十五页,共65页26 单相接地短路单相接地短路 ka(1)故障边界条件(相分量)故障边界条件(相分量)故障边界条件(序分量)故障边界条件(序分量)Ia1=Ia2=Ia0=Ia/3Ua=0Ib=0,Ic=0故障特殊相故障特殊相:A相相Ua=Ua1+Ua2+Ua0=0画画出出正正、负负、零零序序网网络络后后,按按以以上上关关系进行连接,构成复合序网。系进行连接,构成复合序网。利利用用相相序序分分量量变变换换关关系系,将将相相分分
12、量量表表示的故障边界条件用序分量表示:示的故障边界条件用序分量表示:你现在浏览的是第二十六页,共65页复合序网复合序网计算序电流计算序电流/电压电压:Ia1=Ia2=Ia0 =E /(X1+X2 +X0 )Ua1=E -Ia1 X1 Ua2=-Ia2 X2 Ua0=-Ia0 X0 计算相电流计算相电流/电压电压:你现在浏览的是第二十七页,共65页电压向量图电压向量图(按纯电感电路简按纯电感电路简化,实际应具体计算化,实际应具体计算)电流向量图电流向量图你现在浏览的是第二十八页,共65页单单相接地短路基本特点:相接地短路基本特点:(1)短路故障短路故障处处各序各序电电流大小相等,方向相同流大小相
13、等,方向相同;(2)故障相中的故障相中的电电流流 Ia1=Ia2=Ia0Ia/3,两个,两个 非故障相非故障相电电流流为为零。零。(3)短路短路处处正序正序电电流的大小与在短路点原正序网流的大小与在短路点原正序网络络上上增加一个附加阻抗增加一个附加阻抗 X X2 +X0 而而发发生三相短路的生三相短路的电电流相等流相等你现在浏览的是第二十九页,共65页30 两相短路两相短路kbc(2)故障边界条件(相分量)故障边界条件(相分量)Ub=UcIb=-Ic,Ia=0故障特殊相故障特殊相:A相相Ia1=(-2)Ib/3Ua1=Ua2=Ua+(+2)Ub /3故障边界条件(序分量)故障边界条件(序分量)
14、Ia2=(2-)Ib/3=-Ia1Ia0=0Ua0=-Ia0 X0 =0按此关系连接复合序网按此关系连接复合序网:你现在浏览的是第三十页,共65页复合序网复合序网计算序电流计算序电流/电压电压:Ia1=Ia2 =E /(X1+X2 )Ua1=E -Ia1 X1 Ua2=-Ia2 X2 计算相电流计算相电流/电压电压:你现在浏览的是第三十一页,共65页电压向量图电压向量图电流向量图电流向量图你现在浏览的是第三十二页,共65页两相短路基本特点:两相短路基本特点:(1)短路短路电电流及流及电压电压中不存在零序分量。中不存在零序分量。(2)两故障相中的短路两故障相中的短路电电流的流的绝对值绝对值相等,
15、而方向相相等,而方向相反,数反,数值值上上为为正序正序电电流的流的 3倍。倍。(3)短路短路处处正序正序电电流的大小与在短路点原正序网流的大小与在短路点原正序网络络上增加一个附加阻抗上增加一个附加阻抗X 而而发发生三相短路的生三相短路的电电流相等。流相等。附加阻抗附加阻抗X 为为:X X2 (4)短路短路处处两故障相两故障相电压总电压总是大小相等,数是大小相等,数值值上上为为非故非故障相障相电压电压的一半,两故障相的一半,两故障相电压电压相位相同,与非故障相相位相同,与非故障相电压电压方向相反。方向相反。你现在浏览的是第三十三页,共65页34 两相接地短路两相接地短路kbc(1,1)故障边界条
16、件(相分量)故障边界条件(相分量)Ub=Uc=0Ia=0故障特殊相故障特殊相:A相相故障边界条件(序分量)故障边界条件(序分量)Ia=Ia1+Ia2+Ia0=0Ua1=Ua2=Ua0=Ua/3按此关系连接复合序网按此关系连接复合序网:你现在浏览的是第三十四页,共65页复合序网复合序网计算序电流计算序电流/电压电压:Ia1=E /X1+(X2 /X0 )=E /X1+X2 X0 /(X2 +X0 )Ia2=Ia1(X2 /X0 )/X2 =Ia1 X0 /(X2 +X0 )Ia0=Ia1(X2 /X0 )/X0 =Ia1 X2 /(X2 +X0 )Ua1=Ua2=Ua0=Ia1(X2 /X0 )
17、=Ia1 X2 X0 /(X2 +X0)你现在浏览的是第三十五页,共65页电压向量图电压向量图电流向量图电流向量图你现在浏览的是第三十六页,共65页两相接地短路基本特点:两相接地短路基本特点:(1)在假定在假定Z0 和和Z2 的阻抗角相等的情况的阻抗角相等的情况下下,两故,两故障相障相电电流的幅流的幅值值相等相等。(2)两个故障相两个故障相电压为电压为零。零。(3)短路短路处处正序正序电电流的大小与在短路点原正序网流的大小与在短路点原正序网络络上上增加一个附加阻抗增加一个附加阻抗X 而而发发生三相短路的生三相短路的电电流相等。流相等。附加阻抗附加阻抗X 为为:X X2/X0 X2 X0 /(X
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