电力系统暂态分析学习课件

短路电流的工程计算多数情况下只要求计算短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流I’’这是由于使用快速保护和高速断路器后，断路器开断时间小于0.1s；此外，若已知交流分量起始值，即可近似计算直流分量以及冲击电流。第三章电力系统三相短路电流的实用计算三相短路实用计算的基本假设

（1）电势都同相位：短路过程中各发电机之间不发生摇摆，并认为所有发电机的电势都同相位。（2）负荷近似估计：或当作恒定电抗，或当作某种临时附加电源，视具体情况而定。当短路点附近有大容量的电动机（机端电压下降较多），可能使异步电动机变成一个能提供短路电流的电源时，需另作处理。（3）不计磁路饱和：系统各元件的参数都是线性的，恒定的，可以应用叠加原理。（4）对称三相系统：除不对称故障处出现局部的不对称以外，实际的电力系统通常都当做是对称的。（5）纯电抗表示:忽略高压输电线的电阻和电容，忽略变压器的电阻和励磁电流（三相三柱式变压器的零序等值电路除外），加上所有发电机电势都同相位的条件，这就避免了复数运算。（6）金属性短路:短路处相与相（或地）的接触往往经过一定的电阻（如外物电阻、电弧电阻、接触电阻等），这种电阻通常称为“过渡电阻”。所谓金属性短路，就是不计过渡电阻的影响，即认为过渡电阻等于零的短路情况。（7）短路电流的倍频分量略去不计，非周期分量仅作近似地计算。（8）有多台同步发电机的电力系统中，看作与一台同步发电机短路电流周期分量的变化规律相同。（9）各台发电机均用xd“作为其等值电抗，E”作为其等值电势。即虽然E“并不具有在突然短路前后不突变的特性，但工程实用计算时，近似认为不突变。对于电源，发电机的等值电动势为次暂态电动势：

对于调相机，等值电动势为次暂态电动势也为上式。即：不计负荷时，短路前为空载，所有电源的次暂态电动势均取为额定电压，即标幺值为1，且同相位。记及负荷时，电压平衡方程为：

G为发电机台数第一节短路电流交流分量初始值的计算同步发电机向量图短路后电网中的负荷用恒定阻抗表示为：

L为负荷总数以异步电动机为例，失去电源后能提供短路电流是机械和电磁惯性作用的结果。异步电动机突然三相短路电流波形可推想，可以用一个与转子绕组交链的磁链成正比的电动势，称为次暂态电动势E”以及相应的次暂态电抗x“，作为定子交流分量的等值电动势和电抗。次暂态电动势短路前后瞬间不变，可以用E|0|”和x“计算初始电流。当短路瞬间异步电动机端电压小于E|0|”时，异步电动机变成暂时电源向外供应短路电流。电流中存在直流分量和交流分量。因为异步电动机的定子绕组和转子鼠笼式短路条构成的等值绕组的磁链，突然短路时不会突变。所以定子和转子绕组中均感应有直流分量电流。

短路瞬时等值电路异步电动机向量x”与启动电抗相等，可直接由启动电流求得：

设正常时电动机的端电压为U（0），吸收电流为I（0），则有：

（1）Ist标幺值一般为5，故x”近似取0.2X”的表达式：其模值为：U（0），I（0），ψ（0）——短路前异步电动机的端电压，电流以及电压电流的相角差。

（2）实用计算中，若短路前为额定运行方式，x“取0.2，E（0）”约为0.9，电动机端点短路的交流电流初始值约为电动机额定电流的4.5倍；若近似取E（0）”为1，则在电动机端点发生短路发生时，其反馈的短路电流初始值就等于启动电流初始值。实用计算中，只对于短路点附近显著地供给短路电流的大型电动机，才按上面（1）（2）算出次暂态电抗和次暂态电动势。其余的电动机，则看做是系统中负荷节点的综合负荷的一部分，综合负荷的参数须由该地区用户的典型成分及配电网典型线路的平均参数来确定。在短路瞬间，这个综合负荷也可以近似地用含有暂态电势和次暂态电抗的等值支路来表示，以额定运行参数为基准，综合负荷的电势和电抗的标幺值为，暂态电抗中包括电动机电抗0.2和降压变压器及馈电线路的估计电抗0.15.负荷的冲击电流为：负荷提供的起始次暂态电流的有效值适当选取冲击系数kfm，可把周期电流的衰减估计进去。小容量的电动机和综合负荷200~500kw异步电动机500~1000kw异步电动机1000kw以上异步电动机同步电动机和调相机冲击系数之值和相同容量的同步发电机的大约相同。记及负荷影响时短路点的冲击电流为：运行于电动机状态，但不带机械负载，只向电力系统提供无功功率的同步电机。又称同步补偿机。用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。电力系统中的主要负载是异步电动机和变压器。这些设备均从电网汲取大量的无功功率以供其励磁之用。所以，电网担负着很大一部分电感性的无功电流，导致电网的功率因数降低，以致发电机和输配电设备的作用不能充分发挥，线路损耗和电压损失增大，输电质量变坏，甚至影响输电的稳定性。由于同步电机处在过励状态时，可以从电网汲取相位超前于电压的电流，从而改善电网的功率因数（见功率因数的提高，因此在过去的生产实际中，除选用一部分同步电动机外，还在电网的受电端装设一些同步调相机，用于改善电网的功率因数。根据电网负载情况的不同，适当调节调相机的励磁电流，可改变调相机汲取的无功功率，使电网的功率因数接近于1。此外,在长距离输电线路中，线路电压降随负载情况的不同而发生变化，如果在输电线的受电端装一同步调相机，在电网负载重时，让其过励运行，减少输电线中滞后的无功电流分量，从而可减少线路压降；在输电线轻载的情况下，让其欠励运行，吸收滞后的无功电流，可防止电网电压上升，从而维持电网的电压在一定的水平上。同步调相机还有提高电力系统稳定性的作用。同步调相机的结构基本上与同步电动机相同，只是由于它不带机械负载，转轴可以细些。如果它具有自起动能力,则其转子可以做成没有轴伸,便于密封。同步调相机经常运行在过励状态,励磁电流较大,损耗也比较大，发热比较严重。容量较大的同步调相机常采用氢气冷却。随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器(SVC)的推广使用，调相机现已很少使用。调相机

第二节三相短路电流交流分量初始值的计算机算法

一、等值网络(c)

图3-10短路电流网络计算模型(a)短路时网络模型；(b)正常运行网络模型；(c)故障分量网络模型(b)(a)(e)（d）（f）图3-10短路电流网络计算模型（续）(d)不计负荷短路时网络模型；(e）不计负荷正常运行网络模型；(f)不计负荷故障分量网络模型二、用节点阻抗矩阵表示的节点电压方程对于个节点网络，各节点的电压方程为：电压：网络各点对地电压电流：网络外部向各节点注入电流系数矩阵：节点阻抗矩阵自阻抗互阻抗如果只有短路点有注入电流，各节点电压的故障分量为：短路点电压故障分量短路点电流（1）直接短路时（2）三相短路时短路点电弧阻抗因此各节点短路后的电压为：即任一支路电流为：

（3）（4）用节点阻抗矩阵计算短路电流的原理框图输入数据形成网络节点阻抗矩阵选择短路节点f计算计算各节点电压计算各支路电流结束三、用节点导纳矩阵的计算方法除i节点外其他节点均接“地”时，自节点i看进网络的等值导纳，即为所有与i节点相连的支路导纳之和。自导纳互导纳稀疏矩阵利用节点导纳矩阵计算短路电流计算出U1~Un单位电流对应关系用节点导纳矩阵的计算原理

网络的节点导纳矩阵是很容易形成的。当网络结构变化时也易修改，而且是稀疏矩阵。但要用它来计算短路电流就不像用节点阻抗那样直接。可采用下列步骤。

1）应用节点导纳矩阵计算短路点的自阻抗、互阻抗，，，，。

2）利用式（1）或（2）可求得短路点三相短路电流。

3）利用式（3）（4）可分别计算网络中的节点电压和支路电流分布。介绍三角分解法求解导纳型节点电压导纳矩阵：（5）按照三角分解法得（6）（6）代入（5）式单位下三角阵单位上三角阵分解为：由I求W；由W求X；由X求U用节点导纳矩阵计算短路电流的原理框图输入数据形成网络节点导纳矩阵选择短路节点f计算计算各节点电压计算各支路电流结束形成导纳矩阵的R和D-1短路点f注入单位电流时求解的各点电压，即为Z1f~Znf四、短路点在线路上任意处的计算公式jklzjk(1-l)zjk图3-13短路点在线路任意处可以利用原网络阻抗矩阵中j和k两列元素直接计算与故障点有关的一列阻抗元素()f（1）Zfi(=Zif)Zji和Zki为已知的原网络的j、k对i的互阻抗元素。（7）（2）Zff当f点注入单位电流时，f点的对地电压即为Zff。将电压用相应的阻抗元素表示为：

化简上式：将Zjf和Zkf用（7）式代入，得：11醉翁亭记

1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。

2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。

3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。

4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例

环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？

明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1．学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2．以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3．教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本内容1．赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。

明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5．第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1．在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2．反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“