【正文】 第一部分 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)主要內(nèi)容 ? 第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 ? 第二章 電力網(wǎng)元件參數(shù)及等值電路 ? 第三章 電力系統(tǒng)潮流計算 ? 第四章 電力系統(tǒng)運行方式的調(diào)整和控制 ? 第五章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 第五章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 無窮大容量系統(tǒng)三相短路計算 ? 第三節(jié) 有限大容量系統(tǒng)三相短路計算 ? 第四節(jié) 不對稱短路的計算方法 第一節(jié) 概述 ?故障 :一般指短路和斷線 ,分為簡單故障和復(fù)雜故障 ?簡單故障 :電力系統(tǒng)中的單一故障 ?復(fù)雜故障 :同時發(fā)生兩個或兩個以上故障 ?短路 :指一切 不正常 的相與相之間或相與地之間（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 一、短路的類型 短 路 種 類 三相短路 對稱短路 兩相短路 單相短路接地 兩相短路接地 不對稱短路 示 意 圖 代表符號 發(fā)生的機(jī)率約 (%) )3(f 2(f)(１f )1,(１f5 10 65 20 ① 絕緣材料的 自然老化 ，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的 設(shè)備缺陷 發(fā)展成短路。 ②惡劣天氣：雷擊造成的 閃絡(luò)放電或避雷器 動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。 ③人為誤操作，如運行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。 ④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。 二、短路的主要原因 電流 劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時間較長，可能使設(shè)備過熱甚至損壞 。由于短路電流的 電動力 效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。 電壓 大幅度下降，對用戶影響很大。 當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，并列運行的 發(fā)電機(jī)可能失去同步 ，破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。 發(fā)生不對稱短路時 ,三相不平衡電流 會在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動勢 ,影響通訊 . 三、短路的危害 (1)限制短路電流（加電抗器） 。 (2)繼電保護(hù)快切。 (3)結(jié)線方式 。 (4)設(shè)備選擇 . 四、減少短路危害的措施 五、短路計算的目的 短路電流計算結(jié)果 ?是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)； ?是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計和整定的基礎(chǔ)； ?是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。 ?是以下分析和計算的依據(jù)： ?中性點接地方式的選擇、變壓器接地點的位置和臺數(shù) ?對鄰近的通訊系統(tǒng)是否會產(chǎn)生較大的干擾 ?接地裝置的跨步電壓、接觸電壓的計算 ?電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的計算等。 六、計算短路電流的基本假設(shè) 所有發(fā)電機(jī)電勢的相位均相同 不考慮短路時各發(fā)電機(jī)之機(jī)的搖擺、振蕩現(xiàn)象； 短路回路各元件參數(shù)只考慮電抗，并認(rèn)為是常數(shù)； 不考慮變壓器等元件磁路的飽和；通常不考慮線路的對地電容；高壓壓短路計算不考慮電阻的影響， 只考慮電抗 。 用次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電勢來代表發(fā)電機(jī)的等值電路 若將短路前發(fā)電機(jī)運行狀態(tài)看作空載，那么次暫態(tài)電勢標(biāo)么值也就取為 1； 略去變壓器勵磁支路，其變比取為 平均額定電壓 之比。 額定電壓等級：（ kV）： 3 60、 1 15 2 3500、 750、 1000. 平均額定電壓：（ kV）： 、 、 、 3 11 2 34 525 負(fù)荷對短路電流的影響只作近似的考慮或略去不計 短路點附近有大型同步或異步機(jī)時除外。 七、短路時各元件電抗標(biāo)幺值的計算 基準(zhǔn)值實際值標(biāo)么值＝?基準(zhǔn)值的選擇與計算 ?通常選定基準(zhǔn)值中的任意兩個，另外兩個總可以求取，通常優(yōu)先選取容量基準(zhǔn)和電壓基準(zhǔn)，即 100 1000 (dd avSUU??M V A ) ( KV) 或23()3 ( KA) ddddddddSIUUUZSI?? ? ?平均額定電壓 Uav：（ kV）： 、 、 、 3 11 2 34 525 ?標(biāo)幺值間的關(guān)系 ?通常選定基準(zhǔn)值中的任意兩個，另外兩個總可以求取，通常優(yōu)先選取容量基準(zhǔn)和電壓基準(zhǔn)，即 ?特別地，當(dāng)電壓標(biāo)幺值等于 1時，有 * * ** * *S U IU I X??***1SIX?? ? 短路計算時電力系統(tǒng)各主要元件的等值電路 設(shè) 備 名 稱發(fā) 電 機(jī).變 壓 器雙 卷三 卷 或 自 耦普 通 電 抗 器電 抗 器分 裂 電 抗 器線 路忽 略 分 布 電 容. .代 表 符 號.....211 122.333.....x等 值 電 路..12..........xL xMxMxs+xMxs+xTxIxI IxI I IxrE ?各元件電抗標(biāo)幺值的計算 ?(1)發(fā)電機(jī) G電抗標(biāo)幺值的計算 ?可見，發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值的計算與基本級的選擇無關(guān)。 221 2 3 411 221 2 344???? ? ?????39。39。 39。39。**d av av av av d dd d N d NG N av av av G Nav avx x x xS U U U U S SS U U U SUUc osGNGNNPS??T1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(2)變壓器 T1電抗標(biāo)幺值的計算 ?可見，變壓器電抗標(biāo)幺值的計算與基本級的選擇無關(guān)。 11221 2 3 4 122222344100 100??? ? ?????*%%d k av av av d k ddT N av av T Nav avS U U U U S U SxxS U U SUUT1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(3)輸電線 II電抗標(biāo)幺值的計算 ?可見，輸電線路電抗標(biāo)幺值的計算與基本級的選擇無關(guān)。 2343 3 1 12 2 2234 4 2??? ? ?????*d av av d ddav avav av avx X x L x LS U U S SUUU U UT1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(4)電抗器 R電抗標(biāo)幺值的計算 ?可見，電抗電抗標(biāo)幺值的計算與基本級的選擇無關(guān)。 2435 2 2 234 4 3100 10033??? ? ?????*%%d av d dR N R NdNN avav av avX U X UxXIIS U S SUU U UT1 T2 x4 Ⅰ Ⅱ Ⅲ x2 x3 x5 T3 x6 Ⅳ x1 G U1av U2av U3v U4av x1*d x2*d x3*d x4*d x5*d x6*d 取 U4為基本級 有名值 標(biāo)幺值 x7 x7*d R ?(5)系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值的計算 ?電力系統(tǒng)通?？傻刃橐粋€等值電源和一個電抗，其電抗標(biāo)幺值通常可用系統(tǒng)短路容量（短路電流）或與系統(tǒng)連接的斷路器的遮斷容量來。 ?已知系統(tǒng)短路容量 或與該系統(tǒng)連接的斷路器斷流容量 ，則該系統(tǒng)的等效電抗標(biāo)幺值為： ?? )kkSI(或 短 路 流knS 3??????d d dssknav kkS S SxxSUIS=或 ? 各元件電抗標(biāo)幺值計算匯總 %100kdTTNUSXS? ??1 2dLSx LU? ? av? ?39。39。*dG d NGNxx SS2%100 3R N dRRavRNUSxxUI? ? ? ?發(fā)電機(jī) 變壓器 線 路 電抗器 系 統(tǒng) k k dS S S??? ???c osNNNPS?? ??????ddssknkSSxxSS 或 第五章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 恒定電勢源電路的三相短路 ? 第三節(jié) 三相短路的計算方法 ? 第四節(jié) 不對稱短路的計算方法 第二節(jié) 無窮大系統(tǒng)三相短路計算 ? 無窮大系統(tǒng) （又稱 恒定電勢系統(tǒng) ），是指端電壓幅值和頻率都保持恒定的電源，其內(nèi)阻抗為零。 一、三相短路的暫態(tài)過程 簡單三相電路短路 ?短路前 電路處于 穩(wěn)態(tài) ： 0si n( )si n( )mme E ti I t??? ? ??? ????? ? ???0 2 2 2( ) ( )mmEIR R L L????? ? ?RR LLtg ?? ???? ? )(1 ?? )sin( ?? ??? tEdtdiLRi ma相的微分方程式如下： 其解就是短路的全電流，它由兩部分組成： 周期分量 和 非周期分量 。 假定 t＝ 0時刻發(fā)生短路 /si n( ) atTdza dfa mi i i I t C e? ? ? ?? ? ? ? ? ? 22()mm