第一講電力系統故障分析的基本知識1-1故障概述1-2標么制1-3無限大功率電源供電系統的三相短路分析1-1故障概述短路:

是指電力系統正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。產生短路故障的主要原因是：電力設備絕緣損壞。引起絕緣損壞的原因：

各種形式的過電壓（如雷擊過電壓或操作過電壓）引起的絕緣子、絕緣套管表面閃絡；絕緣材料惡化等原因引起絕緣介質擊穿；惡劣的自然條件及鳥獸跨接裸露導體造成短路；運行人員的誤操作等。短路故障分為：單相接地短路發生的幾率達65%左右。短路故障大多數發生在架空輸電線路。電力系統中在不同地點發生短路，稱為多重短路。不對稱短路對稱短路三相短路兩相短路單相接地短路兩相接地短路短路對電力系統和電氣設備的危害：⑵短路還會引起電網中電壓降低，結果可能使部分用戶的供電受到破壞，用電設備不能正常工作。⑶不對稱短路所引起的不平衡電流，產生不平衡磁通，會在鄰近的平行通信線路內感應出電動勢，造成對通信系統的干擾，威脅人身和設備安全。⑴短路回路中的電流大大增加。其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞；同時電動力效應也可能使導體變形或損壞。采取的措施采用合理的防雷設施，加強運行維護管理等。通過采用繼電保護裝置，迅速作用于切除故障設備，保證無故障部分的安全運行。架空線路普遍采用自動重合閘裝置，發生短路時斷路器迅速跳閘，經一定時間（0.4~1s）斷路器自動合閘。線路上的電抗器，通常也是為限制短路電流而裝設的。破壞系統的穩定性是短路可能造成的最嚴重后果。⑷由于短路引起系統中功率分布的變化，發電機輸出功率與輸入功率不平衡，可能會引起并列運行的發電機失去同步，使系統瓦解，造成大面積停電。短路計算目的：選擇有足夠電動力穩定和熱穩定性的電氣設備。合理的配置繼電保護及自動裝置，并正確整定其參數。選擇最佳的主接線方案。進行電力系統暫態穩定的計算。確定電力線路對鄰近通信線路的干擾等。電力系統的短路故障也稱為橫向故障，因為它是相間或相對地的故障。一相或兩相斷線的情況，為斷線故障，也稱縱向故障。1-2標么制有名制：用有單位的值表示物理量的方法稱為有名制。標幺制：用沒有單位的相對值表示物理量的方法稱為標幺制。顯然，對于同一個實際有名值，當所選的基準值不同時，其標幺值也就不同。當說一個量的標幺值時，必須同時說明它的基準值，否則僅有一個標幺值意義是不明確的。

當選定電壓、電流、阻抗和功率的基準值分別為UB、IB、ZB和SB時，相應的標幺值如下：基準值的選擇，在滿足基準值與有名值同單位，符合電路基本關系的前提下，原則上可以是任意的。一般選三相功率SB`和線電壓UB，則可推導出標幺制的優點：線電壓和相電壓的標幺值相等；三相功率和單相功率的標幺值相等；能在一定程度上簡化計算工作；計算結果清晰，易于比較電力系統各元件的特性和參數等。電抗器換算到統一基準下的標么電抗：式中：X（N）*——額定標么電抗不同基準值的標么值間的換算在電力系統的計算中，各元件的參數必須按統一的基準值進行歸算。

設統一選定的基準電功率和基準電壓分別為SB和UB

發電機、變壓器換算到統一基準下的標么電抗：1-3無限大功率電源供電系統的三相短路分析1、假設電源的容量為無限大，其電壓和頻率保持恒定，內阻抗為零。一無限大功率電源2、無限大功率電源是個相對概念。若電源的內阻抗小于短路回路總阻抗的10%，即可以認為電源為無限大電源。例如，多臺發電機并聯運行或短路點遠離電源等情況，都可以看作無限大功率電源供電的系統二暫態過程分析1、一無限大功率電源供電的三相對稱系統，短路發生前，電路處于穩定狀態，三相電流對稱。假設a相的電源電壓為，電流為：式中：

分別為短路前每相的電阻與電感。角為短路（或合閘）前瞬間電壓的相位角，也稱為合閘角。a該方程為一階常系數、線性、非齊次常微分方程；b其解即為短路時的全電流，包括穩態分量與暫態分量。2、假設在t=0s時，系統

f點發生三相短路

以a相為例，滿足以下微分方程：

與無限大功率電源相連的左側電路，此時電路仍然為對稱電路。⑴穩態分量：電路達到穩態時的短路電流又稱交流分量、強制分量或周期分量，與所在相的電源電壓有相同的變化規律，即：

⑵暫態分量：（又稱自由分量或非周期分量）是按指數規律不