電力系統缺點分析第一章電力系統缺點分析的根本知識第1節什么是電力系統缺點？〔缺點概述〕第2節如何使缺點計算更簡明？〔標幺值〕第3節最簡單的缺點分析是什么？——〔無限大功率電源供電的三相短路分析〕第1節什么是電力系統缺點？〔缺點概述〕在電力系統的運轉過程中，時常會發生故障，其中大多數是短路缺點〔簡稱短路〕。一、短路的概念及根本類型1、短路的概念所謂短路，是指電力系統正常運轉情況以外的相與相之間或相與地〔或中性線〕之間的銜接。2、短路的根本類型在正常運轉時，除中性點外，相與相或者相與地之間是絕緣的。下l列給出了三相系統中短路的根本類型。三相短路兩相短路單相短路接地兩相短路接地二、短路產生的緣由

產生短路的主要緣由是電氣設備載流部分的相間絕緣或者相對地絕緣被損壞。例如架空輸電線的絕緣子能夠由于遭到過電壓〔例如由雷擊引起〕而發生閃絡或由于空氣的污染使絕緣子外表在正常任務電壓下放電；其他電氣設備，發電機、變壓器、電纜線路等的載流備份絕緣資料在運轉中損壞；運轉人員在線路檢修后未撤除地線就加電壓等誤操作也會引起短路缺點。

三、短路對電力系統的危害

1、短路對電力系統的正常運轉和電氣設備有很大的危害

在發生短路時，由于短路對電力系統的正常運轉和電氣設備有很大的危害。在發生短路時，由于電源供電問路的阻抗減小以及忽然短路時的暫態過程，使短路時線路中的短路電流值大大添加，能夠超越該電路的額定電流許多倍。短路點距發電機的電氣間隔愈近(即阻抗愈小)，短路電流愈大，例如么發電機端發生短路時，流過發電機定子回路的短路電流最大瞬時值可達發電機額定電流的10—15倍。在大容量的系統中短路電流可達幾萬甚至幾十萬安培。短路點的電弧有能夠燒壞電氣設備。短路電流經過電氣設備導體時，其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞。另一方面，導體也遭到很大電動力的沖擊，致使導體變形甚至損壞。因此，各種電氣設備應有足夠的熱穩定度和機械穩定度(或稱動穩定度)，使電氣設備在經過最大能夠的短路電流時不致損壞。

2、短路會引起網絡中電壓降低短路還會引起網絡中電壓降低，特別是接近短路點處電壓下降很最多，結果能夠使部分用戶的供電遭到破壞。3、能夠引起并列遠行的發電機失去同步系統中發生短路相當于改動了網絡的構造，必然引起系統中功率分布的變化，發電機輸出功率也相應地變化。因此當發電機的輸入功率大于輸出功率，發電機的轉速將增大，這就有能夠引起并列遠行的發電機失去同步。破壞系統的穩定，引起大片地域停電。這是短路呵斥的最嚴重的后果。4、呵斥對通訊系統的干擾不對稱接地短路所引起的不平衡電流，產生不平衡磁通，會在臨近的平行的通訊線路內感應出相當大的電勢，呵斥通訊系統的干擾，甚至危及設備和人身的平安。電力設計院在設計發電廠、變電所時，需求對電氣接線、電氣設備和載流導體進展選擇，選擇的根據之一就是短路計算的結果，要求設計出的系統在短路情況下有足夠的熱穩定度和動穩定度，配置和整定繼電維護也需求進展短路計算。要想計算出系統中某一點發生短路后各處的電流電壓，必需采用一些合理的假設，以簡化計算。課堂花絮——電力系統缺點2003.8.14美加大停電★北美歷史上最嚴重的停電事故：h>30h,涉及美8州和加；受災人數5000萬；每天直接損失300億美圓?！锿ｋ娨鸺~約、渥太華等多個大型城市完全癱瘓，“覺得比9-11還可怕〞。交通癱瘓機場封鎖恐慌搶購露宿街頭地鐵人群疏散衛生系統停運停電后的曼哈頓2003年8月28號倫敦大停電地鐵停運25萬人被困地鐵站下午6點，下班頂峰，繼續兩個多小時近年的電力系統停電事故2003年9.23瑞典丹麥大停電2003年9.28意大利全國大停電2003年中國21個省拉閘限電2004年7月12日雅典奧運開幕前一月大停電2005年8月18日印尼大停電，1億多人受災2005年5月25日莫斯科大停電2005年9月26日中國海南電網由于臺風襲擊全面瓦解2006年11月4日歐洲大停電事故2021年1月25日中國雪災導致南方數省電網解體電力系統的特點復雜性:人造的最大機器,龐大,機理復雜,每秒30萬公里,發輸用同時性；根底性:現代都市的根底、“軟肋〞前沿性：“大電網控制〞04年被美國<技術評論>雜志評為十大開辟性新興科技領域之一進展：老學科——科技熱點和前沿人才需求：“新能源利用、智能電網〞艱苦需求，電力企業人才需求量上升。第2節如何使缺點計算更簡明？〔標幺值〕標幺值〔相對值〕有名值〔有單位的物理量〕基準值〔與有名值同單位的物理量〕電力系統計算時，留意基準值要求一致！?。‰姎庠O備如發電機、變壓器、電抗器的阻抗參數均是以其本身額定值為基準值的標幺值或百分值給出的；而在進展電力系統計算時，必需一致基準值，即要求將原來的以本身額定值為基準值的阻抗標幺值換算到一致的基準值。1、標幺制優點基準值改動時需求換算標幺值——電抗下標B表示一致基準值及其對應的標幺值下標N表示設備額定值及其對應的標幺值發電機：普通給出其額定電壓、額定功率以及以額定值為基準值的電抗標幺值。(1)發電機(2)變壓器變壓器：普通給出其額定電壓、額定功率以及短路電壓百分數等。短路電壓百分數和電抗標幺值的關系為：轉換為一致基準值的電抗標幺值為：(3)電抗器電抗器：普通給出其額定電壓、額定電流和電抗百分數等。變壓器聯絡的不同電壓等級電網中各元件參數標幺值的計算1、用有名值計算時，把不同電壓等級中各個元件的參數〔如電抗〕歸算到一個電壓等級，然后按普通電路計算，最后將計算結果再折算回到各段，即得各段的有名值；2、用標幺值計算時，先把各元件參數的有名值歸算到同一個電壓等級后，選定一致的基準值求各元件參數的標幺值。第三節無限大功率電源供電的三相短路電流分析無限大功率電源：電源電壓幅值和頻率均為恒定1〕電源功率無限大時，外電路發生短路引起的功率改動對電源可以為無影響，因此電源的電壓和頻率〔同步電機的轉速〕堅持恒定。2〕無限大功率電源可看作是由多個有限功率電源并聯而成，因此其內阻抗為零，電源電壓堅持恒定。實踐運用中假設供電電源的內阻抗小于短路回路總阻抗的10%，那么可以為供電電源為無限大功率電源。由于此時外電路發生短路對電源影響很小，可近似以為電源電壓幅值和頻率堅持恒定。一、暫態過程分析一、暫態過程分析右邊的電路變成沒有電源的回路，電流將從短路瞬間的值不斷衰減，直至一切磁場能量變為電阻中耗費的熱能，即電流變為零。一、暫態過程分析左邊電路中，每相阻抗減小，其穩態電流值必將增大，短路暫態過程的分析和計算就是針對這一回路的。短路前后的a相電流分析短路前電路處于穩態時，a相電流為：短路前后的a相電流分析短路前電路處于穩態時，a相電流為：發生短路時，左邊回路的阻抗由減小為，因此，其穩態電流值必將增大發生三相短路后，a相電流的瞬時值：一階常系數、線性非齊次的常微分方程根據該微分方程如何求取短路的全電流？發生三相短路后，a相電流的瞬時值：一階常系數、線性非齊次的常微分方程常微分方程的特解：穩態短路電流，又稱交流分量或周期分量。發生三相短路后，a相電流的瞬時值：一階常系數、線性非齊次的常微分方程短路電流的自在分量電流，又稱直流分量或非周期分量。積分常數C由初始條件決議，根據楞次定律，經過電感的電流是不能突變的，即短路前后瞬間的電流值必需相等，即：對于短路電流的自在分量：，未知量C和Ta？積分常數C由初始條件決議，根據楞次定律，經過電感的電流是不能突變的，即短路前后瞬間的電流值必需相等，即：對于短路電流的自在分量：，未知量C和Ta？如何根據a相電流獲知b相和c相電流？由于三相電路對稱，因此b相和c相電流分別比a相電流滯后120度和240度，即：實際總結+圖形總結㈠、實際總結短路至穩態時，三相中的穩態短路電流為三個幅值相等、相角相差120度的交流電流，其幅值大小取決于電源電壓幅值和短路回路的總阻抗。在短路到穩態之間的暫態過程中，每相電流還包含有逐漸衰減的直流電流，它們出現的物理緣由是電感中電流在忽然短路瞬時的前后不能突變。顯然，三相的直流電流是不相等的。㈡、圖形總結，由圖1-5可見：⑴短路前和短路后的三相電流的交流分量均為幅值相等、相角差120度的三個正弦電流；⑵直流分量曲線就是短路電流曲線的對稱軸，即短路電流曲線的兩根包絡線間的垂直線的等分線；⑶直流分量起始值越大，短路電流瞬時值越大；t=0時a相的電源電壓、短路前的電流和短路電流交流分量的相量圖短路前為空載時a相的電流相量圖結論當短路發生在電感電路中、短路前為空載的情況下直流分量電流最大；假設初始相角滿足，那么一相短路電流的直流分量起始值的絕對值到達最大值，即等于穩態短路電流的幅值。短路電流的最大瞬時值短路沖擊電流短路沖擊電流和最大有效值電流短路沖擊電流：短路電流在最惡劣短路情況下的最大瞬時值。代入全電流