基本知识-国网培训

故障分析的基本知识

?1基本概念

?2标么制

?3对称分量法

?4序阻抗的基本概念

?5电力系统相序网络的构成

新稳态

电压、频率的偏差在允许范围内

事故状态

运行参数大大偏离正常值

电能质量严重变坏正常供电局部或全部

遭到破坏

正常运行状态

稳态

Steady state

故障Faul t

采取特别措施，使系统恢复正常运行

继电保护装置自动重合闸安全自动装置

负荷增减原动机调整

1.1电力系统的运动状态

1 基本概念

1.2 电力系统故障类型

?短路故障（横向故障）shunt faults ?断相故障（纵向故障）series faults ?复杂故障simultaneous faults

1.3 短路故障shunt faults

short circuit faults

?短路的概念：指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间或相与地之间的“短接”。

?产生的原因：各种形式的过电压、绝缘材料的自然老化、脏污、直接机械损伤等；运行人员带负荷拉刀闸或线路检修后未拆除地线就加电压等误操作；鸟兽跨接在裸露的载流部分以及自然灾害等。

1.4短路的种类：

短路种类

三相短路

两相短路

两相接地短路

示 意 图

短路代表符号

)

3(K

)

2(K )

1(K )

1,1(K 单相接地短路

Three-phase(3Φ)fault

Line-to line (LL) fault

Single-line-to-ground

(SLG) fault

Double-line-to-ground (2LG)fault

1.5短路的基本现象：

电流剧烈增加，电压大幅度下降。

1.6短路的后果：

（1）长时间的短路电流会使设备过热而损坏；（2）电压大幅度下降会造成产品报废及设备损坏；

（3）产生的不平衡电流会对邻近的通信线路等产生干扰，并危机设备和人身的安全；

（4）有可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。

1.7 断相故障Series Faults

open conductor faults

?断相故障：指电力系统一相断开或两相断开的情况。属于不对称性故障。

?断相种类：

一相断开：one line open(1LO)

二相断开：two lines open(2LO)

1.8 复杂故障simultaneous faults

复杂故障：指在电力系统中的不同地点（两处或两处以上）同时发生不对称故障的情况。又称复故障。

A

B

C

（1）磁路的饱和、磁滞忽略不计，系统中各元件的参数都是恒定的。（2）各元件的电阻略去不计。

（3）系统中除不对称故障处以外都可当作是对称的。（4）短路为金属性短路，断相为完全断开。

1.9 电力系统故障计算的基本假设：

在满足工程要求的前提下，采取一些合理的假设，可简化分析计算。

过渡电阻等于零

断口导纳等于零

叠加原理

可用单相等值电路进行分析

2 标么制

标么制：各物理量均用标么值来表示的相对单位制。

?标么值(Per Unit Values)的定义

?三相系统基准值(Base Values) 的选择?不同基准的标么值之间的相互转换

?不同电压等级网络中各元件参数标么值的计算。

2.1标么值的定义

注意：(1)标么值是一个没有量纲的量。

(2)标么值具有相对性（相对于基准值）。

同单位）

基准值（与实际有名值）

实际有名值（任意单位标么值＝

2.2三相系统基准值的选择

一般说来，基准值是可以任意选择的。

为了计算方便通常要求各电气量基准值之间的关系与三相对称时各电气量实际有名值之间的关系相同。

(3)3,3B LLB B LLB B B

S U I U I z ==Iz

U I U S LL LL 3,3)3(==*

****)*3(,z I U I U S LL LL ==实际分析计算中，通常首选基准功率和基准电压。基准功率通常取100MV A 或1000MV A ，基准电压可选为网络的各级额定电压或平均额定电压。

*

,LL LL LLB

U U U =已知标么

值，可根据基准值求出有名值

各电气量的标么值计算公式：

(3)3B B LLB

S I U =

2(3)3LLB LLB

B B

B U U z S I ==

*(3)(3)33LLB B B B LLB

U I I I

I S I S U ===

(3)(3)*(3),

B

S S S =

(3)*2

B B LLB

S x

x x z U ==(3)*2

B B LLB

S R

R R z U ==

2.3 不同基准的标么值之间的相互转换

问题的提出：

电力系统中各种电气设备的铭牌参数通常是以本身的额定条件为基准的标么值或百分值给出的。而进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。因此必须把以额定值为基准的标么值换算成统一基准下的标么值。

第一步：先将以额定值为基准值的标么值换算为有名值；

第二步：将有名值换算成以统一基准值为基准的标么值。

*(N)

N N x ,U ,S B

B z x

x =

)

*(2)*()(B N N B N U U S S x =N

N

S U

2B

B

S U

2（1）发电机通常给定

*()N N

x x z =*2*()

N

N N

U x S =

通常给定

100?=LN T N U x I %

,,K N N U U S 100

%)(?=

LN

K LN K U U U *()

T T B B

x x z ==

短路电压百分数

（2）变压器短路电压:二次绕组短路，逐渐升高一次测绕组所加电压，当一次侧电流达到额定值时，一次侧绕组所加的电压

2

%()100N K B N B U U S S U 100100)*(?=?=N T N T x z x *()T

T N N x x z =*2

*()

N

T N N

U x S =2%100N

K N U U S =1003?=LLN

T

N U x I

通常给定,,%

N N r I U x ()*()()

3%100100100

r N r r

r r N r N N

I x x x x U z =

?=?=?*()*()

N r B r N B z x x z =电抗百分数

（3）电抗器

()3r N N

U I 3B B

U I ()

()%100r N r B r N B

U x I I U =

2.4有变压器联系的不同电压等级网络中

各元件参数标么值的计算

问题的提出：

G

I T - 1I I T - 2I I I

L

10.5/121110/6.6

精确计算法

近似计算法

（1）精确计算法

选择任意段作为基本段，并取其功率、电压作为

系统的统一基准值，将其它各段的参数向基本段归算。简便方法：根据变压器变比，确定其它段的基准电压

2

1)1(2

)2()3(1

)1()2(,k k U k U U k U U B B B B B =

=

=

)

1(21)2(2)3()1(1)2(,B B B B B I k k I k I I k I ===B

B B B S S S S ===)3()2()1(G

L I

T - 1

I I

T - 2

I I I

10.5/121

110/6.6