第四章电力系统故障分析课件.ppt

1、第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南

2、大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院)sin(2)sin(200tIitUuaaRRLLLLRRUI)(arctg)()(02220第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院)sin(2)(d)(dtUtRittiLaa第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院RLTRLLRUI

3、tICetititiTtperapera/)/arctg()(/)sin(2)()()(22/其中：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院CIIia)sin(2)sin(2)0(00)sin()sin(00IIC第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院)sin(2)sin()sin(2)()()(/00tIeIItititiTtperapera第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系

4、统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0pmImI 第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院pPpmppmTTpmpmimpIKIKIeeIIiaa2)1(01.001.0第四章

5、第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院aTpeK01.01第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院02.002)(21dtiiIaperperimpaperaperiI2pmperII22peraperimpIII第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院pMpppppmpperaperimpIKIIKIIKIII22222222)1(2)1(pmpTpmaperIKeIIa)1(01.0第四章第四章 电力系统

6、故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fNfIUS3第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院prefU|0|fU0.1prefU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南

7、大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院ffbuspreffZUI fffIII0fifiIZU iiiUUU0ijjiijZUUI1第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院10fU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院ffxfffxI1第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章

8、 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院 1aF1bF1cF2aF0bF2cF0aF2bF0cFaFbFCF第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院021021021ccccbbbbaaaaFFFFFFFFFFFF 即存在如下关系：即存在如下关系：且关系唯一！且关系唯一！第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院12

9、112010aajbFFeF2212020aajbFFeF1112010aajcFFeF22212020aajcFFeF000cbaFFF第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院2321001202402jeejj01223210120jej第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0212211111aaacbaFFFFFFcbaaaaFFFFFF111113122021002211,aaaFFFFFF第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电

10、气工程学院济南大学自动化与电气工程学院1111122T1111131221T对称分量变换矩阵：对称分量变换矩阵：对称分量逆变换矩阵：对称分量逆变换矩阵：abcabcFTFFTF1120120,写成矩阵形式：写成矩阵形式：分解与合成一一对应，且互为唯一解！分解与合成一一对应，且互为唯一解！第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院cbasmmmsmmmscbaIIIzzzzzzzzzUUU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0211120000000-000-000-

11、zzzzzzzzzmsmsmsabcTZTZabcabcabcIZU)(120120ITZUTabc1201201201120)(IZITZTUabc第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0000a2222a1111a)2()()(amsaamsaamsaIzzIzUIzzIzUIzzIzU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0a002a2211a1aaaIUzIUzIUz第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化

12、与电气工程学院dXX 22.12dXX 2dXX45.12dXX)6.015.0(0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院6.08.01jX2.11X9.08.0 E35.02.01 X2.04.02jZ第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院 10XXXX第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院mX

13、XX0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院XXX0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院XXXXXX0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南

14、大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院000000fffffffUIZUIZUIZU0-ZZZ、0fU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气

15、工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0fU00fCfBfAIIU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院000ffffffUUUIII11130011111312210fAfAABCfffIIIIIIT第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院000ZZZUIIIf

16、fff001ZZZIIIfff第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院03300fCfBfffAIIZZZUII XX00KXX)3(0023123ffAIKXKI第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院（3）求故障点的各相电压：）求故障点的各相电压：0200200ffffCfcfCfCffffBfBfBfBfAUUUUUUUUUUUUUUU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故

17、障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fffAZZZZUI3300第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fCfBfAfCfBIIIUU;0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fCfAfCfAfCfAfCfBfAfffUUUUUUUUUUUU2311111131220033311111131220fCfCfCfBfAfffIjIjIIIIII0;0fffffIIIUU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学

18、自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院、求故障处的电流与电压。、求故障处的电流与电压。电流序分量和相量：电流序分量和相量：fffIZZUI0020ffffBfBfBfBIIIIIIIZUjZZUjIjfff0023)(33fCIIjf)3(23第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fCfffffBfffffAUUUUUUUUUUU200200故障点处的电压相量：故障点处的电压相量：第四章第四章 电力系统故障分析电力系

19、统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院ffffIZZZUI0第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院00fCfBfAUUI000ffffffIIIUUU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院000000/ZZZIIZZZIIZZZUIffffff00)/(ffffUUZZIU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院、故障点各相电流和电压：、故障点各相电流和电压：)(0020

20、2ZZZZIIIIIfffffB)(00202ZZZZIIIIIfffffC)/()/(30000ZZZZZUUUUUfffffA0fCfBUU第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0fAIffCfBfCfBfffZIIUUIII)(00ffUUfffBZIU03第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院ffffZZZZZZZUI3)3(000ffffZZZZZII

21、3300fffZZZZII300第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fffffZZZZZZIUU3)3(00ffffZZZZZIZIU300000第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院3)3(00202fffffffBZZZZZZIIIII3)3(00202fffffffCZZZZZZIIIII)33(300ffffCfBfZZZZIIIII第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院fffffffAZ

22、ZZZZZIUUUU3)2(3000ffffffCfBZZZZZIZIUU33300两相接地短路两相接地短路(经阻抗经阻抗)时短路点的各相电压：时短路点的各相电压：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院00ZZZUIffffAII3ZZUIff0ffCfBIII3ZUIff0ffII第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院00/ZZZUIffffCfBIKKKII0200113第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化

23、与电气工程学院ZZUIff0ffMIIZM第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院0ZZZ3MZZ3M0/ZZZ0200113KKKM0Z1M第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院例 某发电厂的接线如图所示，试计算图中f 点短路时的交流分量初始值。已知图中110kV母线上短路时由系统S1供给的短路电流标幺值为13.2，35kV母线短路时由系统S2供给的短路电流标幺值为1.14（功率基准值均为100MVA），各发电机、变压器参数如图中所示。GG1G1TGGG2G3G1

24、3.0dxMW25.312MW5.62135.0dx2T3TMVA605.10(%)sUkV110kV351S2SkV6fMVA5.31:2T3T17(%)21sU11(%)31sU6(%)32sU:LA2000kV610(%)xL第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院解：（1）取SB=100MVA，电压基准值为各段的平均额定电压，求出各元件的电抗标幺值为：发电机G1：216.05.62100135.01x416.025.3110013.032 xx175.060100105.04x发电机G2、G3：变压器T1：第四章第四章 电

25、力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院变压器T2、T3的电抗计算如下：已知变压器短路电压的百分数分别为：110kV与35kV之间US1-2(%)=17，35kV和6kV之间US2-3(%)=6，110kV与6kV之间US1-3(%)=11。可得变压器漏抗星形等值电路中各侧漏抗的短路电压百分数分别为：11)61117(21(%)(%)(%)21(%)3231211ssssUUUU6)11617(21(%)(%)(%)21(%)3132212ssssUUUU0)17611(21(%)(%)(%)21(%)2132313ssssUUUU349.05.

26、3110011.065 xx19.05.3110006.087 xx于是可得第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院436.02631003.661.022229NBBNLSSUUxx0758.02.13110 x877.014.1111x电抗器L：系统S1的等值电抗：近似取系统的等值电抗标幺值等于短路电流标幺值的倒数，即：系统S2等值电抗：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动

27、化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院475.0349.0349.0063.0349.0063.01514 xx63.2063.0349.0349.0349.0349.016x94.119.019.0877.019.0877.01817 xx421.0877.019.019.019.019.019x图(d)：x13、x5、x6星形化为三角形x14、x15、x16；x11、x7、x8星形化为三角形x17、x18、

28、x19。第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院52.7133.01fI)(9.683.6310052.7kAIf图(f)：x20、x22串联后与x21、x3并联得x23，x23即为短路点的等值电抗。由图(f)可得 f 点短路电流交流分量初始值：短路电流有名值：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院1x43x143x32xx 5x6x7x8x9x10 x1211x

29、x13x)0(U1G1T1L2T2G3T2LM(a)系统图(b)零序网络图(c)线路L1上故障时零序电流流通第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院例 如图所示环形网络已知各元件的参数为：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院（2）形成各序网络并求等值阻抗。采用实用计算，即所有电势、电压均为1，忽略负荷，可得系统正序网络如图（b）；负序网络与正序网络相同，但无电源，其中假设发电机负序电抗近似为其正序电抗Xd”；零序网络如图（c）。采用Y-变换等阻抗简化方法可求得各序

30、网络等值电抗为：1.0100502.01Gx05.0200502.02Gx05.0100501.01Tx025.0200502.02Tx1.01155060044.02Lx1015.0)2()1(jxx1179.0)0(jx解：（1）计算各参数标幺值，功率基准值取50MVA，电压基准值为平均额定电压。第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院12.3)1179.01015.01015.0(1)0(3)2(3)1(3jjIII93.4)1015.01015.0(1)2(3)1(3jjII（3）计算故障处各序电流。a）a相接地短路：b）

31、b、c两相短路：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院41.61179.01015.01179.01015.01015.01)1(3jjjjjjI44.31179.01015.01179.041.6)2(3jjjjjI97.21179.01015.01015.041.6)0(3jjjjjIc）b、c两相接地短路：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院36.9)12.3(33)1(33jjIIa684.0316.01)12.3(1015.01)1(3jjU316.0

32、)12.3(1015.0)2(3jjU368.0)12.3(1179.0)0(3jjU866.0551.0)0(3)2(3)1(323jUUaUaUb866.0551.0)0(3)2(32)1(33jUUaUaUc（4）计算故障处各相电流、电压 a）a相接地短路：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院539.83)1(333IjIIcb5.01015.093.4)2(3)1(3jjUU1)2(3)1(33UUUa5.0)()1(3233UaaUUcbb）b、c相短路：第四章第四章 电力系统故障分析电力系统故障分析 济南大学自动化与电气工程学院济南大学自动化与电气工程学院45.453.8)0(3)2(3)1(323jIIaIaIb45.453.8)0(3)2(32)1(33jIIaIaIc35.01015.044.3)0(3)2(3)1(3jjUUU05.135.033)1(33UUac）b、c两相接地短路：