电力系统故障分析.ppt

电力系统故障分析
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第一章 电力系统故障分析的基本知识
第1节 什么是电力系统故障？（故障概述）
第2节 如何使故障计算更简明？（标幺值）
第3节 最简单的故障分析是什么？
——（无限大功率电源供电的三相短路分析）
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第1节 什么是电力系统故障？（故障概述）
在电力系统的运行过程中，时常会发生故 障，其中大多数是短路故障（简称短路）。
一、短路的概念及基本类型
1、短路的概念
所谓短路，是指电力系统正常运行情况 以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
2、短路的基本类型
在正常运行时，除中性点外，相与相或者相与地之间是绝缘的。下l列给出了三相系统中短路的基本类型。
三相短路
两相短路
单相短路接地
两相短路接地
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二、短路产生的原因 产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或者相对地绝缘被损坏。例如架空输电线的绝缘子可能由于受到过电压（例如由雷击引起）而发生闪络或由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电；其他电气设备，发电机、变压器、电缆线路等的载流备份绝缘材料在运行中损坏；运行人员在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。
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三、短路对电力系统的危害1、短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害 在发生短路时，由于短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。在发生短路时，由于电源供电问路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路时线路中的短路电流值大大增加，可能超过该电路的额定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离愈近(即阻抗愈小)，短路电流愈大，例如么发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10—15倍。在大容量的系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。短路点的电弧有可能烧坏电气设备。短路电流通过电气设备导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体也受到很大电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和机械稳定度(或称动稳定度)，使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。
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2、短路会引起网络中电压降低
短路还会引起网络中电压降低，特别是靠近 短 路点处电压下降很最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏。
3、可能引起并列远行的发电机失去同步
系统中发生短路相当于改变了网络的结构，必然引起系统中功率分布的变化，发电机输出功率也相应地变化。因而当发电机的输入功率大于输出功率，发电机的转速将增大，这就有可能引起并列远行的发电机失去同步。破坏系统的稳定，引起大片地区停电。这是短路造成的最严重的后果。
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4、造成对通讯系统的干扰
不对称接地短路所引起的不平衡电流，产生不平衡磁通，会在邻近的平行的通讯线路内感应出相当大的电势，造成通讯系统的干扰，甚至危及设备和人身的安全。
电力设计院在设计发电厂、变电所时，需要对电气接线、电气设备和载流导体进行选择，选择的依据之一就是短路计算的结果，要求设计出的系统在短路情况下有足够的热稳定度和动稳定度，配置和整定继电保护也需要进行短路计算。要想计算出系统中某一点发生短路后各处的电流电压，必须采用一些合理的假设，以简化计算。
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课堂花絮——电力系统故障
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2003814美加大停电
★北美历史上最严重的停电事故：h>30h,波及美8州和加；受灾人数5000万；每天直接损失300亿美元。
★停电引起纽约、渥太华等多个大型城市完全瘫痪，“感觉比9-11还可怕”。
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