电力系统暂态分析课件 第一章 电力系统故障分析的基本知识

电力系统的发展1830年，法拉弟发现电磁感应定律2009年，中国“统一坚强智能电网”1882年，爱迪生建成纽约珍珠街照明系统（直流）1893年，南加州北美第一条三相交流电力线路建成（交流）1976年，英国电力市场化改革1986年，NGHingorani提出FACTS2003年，美国能源部-Grid2030报告1978年，DistributedGeneration分布式发电2006年，欧盟-SmartGrid灵巧电网1954年，瑞典HVDC1990年，PMU/WAMS出现2005年，中国特高压（UHV）2005年，美国电科院-Intelligrid智能电网智能电网动态电力系统分析内容的划分电磁暂态（故障分析）机电暂态（稳定分析）时间潮流计算优化运行、电力市场静态安全分析、可靠性规划、设计稳态和暂态对比稳态正常运行状态代数方程物理量变化小暂态不正常的运行状态微分+代数方程物理量变化大电力系统故障52008ChinaSnowstorm2008ChinaSnowstorm遭人为破坏的电力设施2003年美加“8.14“大停电事故起因巴西查明大面积停电原因全美国卫星图片大停电前卫星图片大停电后卫星图片巴西查明大面积停电原因巴西11月10日晚出现大面积停电的原因已经查明，停电系3条输电线路因恶劣天气而倒塌所致。所发生的断电事故是由于天气原因造成的。圣保罗州伊塔贝拉发生的强风与暴雨等天气现象导致从伊泰普水电站通往圣保罗的3条传输线路出现问题。”此次恶劣的天气情况造成圣保罗州、里约热内卢州、米纳斯吉拉斯州等多个地区10日晚10点左右发生大面积停电，不过2小时后已逐渐恢复正常。这次停电影响了数百万人，圣保罗和里约热内卢这两大都市的交通一度陷入严重瘫痪状态。臺軍研發石墨炸彈意圖戰時癱瘓大陸電網石墨炸弹（号称“电力开关”）导电纤维炸弹美军BLU-114型碳纤维炸弹台军石墨炸弹大停电事故＝人类灾难！1101001,00010,000一年十遇一年一遇十年一遇百年一遇每个事件的损失（百万美元）（美国）地震洪水飓风

停电中国电网将成为世界上最复杂的交直流互联大电网，如何保障其安全运行是非常有挑战性的课题！电力系统的运行状态及其变化悲哀的转换绝望的控制少有的转换稀有的控制易见的转换经常的控制理想的转换希望的控制恶化控制预防控制域紧急控制域紧急控制恢复控制紧急控制恢复控制正常状态脆弱状态局部故障全局瘫痪优化状态优化控制预防控制第一章电力系统故障分析的基本知识第一节故障概述第二节标么制第三节无限大电源供电的三相短路分析第一节故障概述短路：导线与导线、导线与大地之间的非正常连接。原因：设备（绝缘）损坏、自然灾害、人为原因等。危害：故障产生的大电流、高电压（或低电压）会导致设备损坏、断电。故障会破坏系统功率平衡，对系统正常运行产生冲击（扰动），引起稳定问题，可导致大停电。短路＝横向故障；断线＝纵向故障。单一故障＝简单故障；多重故障＝复杂故障。故障类型faulttypes三相短路3phasefault单相接地短路Singlelinetoground两相短路Doublelinesfault两相短路接地Doublelinestoground2005年东北电网人工三相短路实验第二节标幺制perunitvalue一、标幺值第二节标幺制perunitvalue二、基准值的选取额定电压（kV）361035110220330500平均额定电压（kV）3.156.310.537115230345525第三节无限大电源供电的三相短路电流分析无限大电源：容量无限大；端电压恒定；内电抗为零。第三节无限大电源供电的三相短路电流分析

电气中为什么有“气”？

中国的气学说中国人认识“电”是从雷电开始的。西周时期（约公元前11世纪—前771年），青铜器的铭文中就出现了“電”字。《说文解字》：“电，阴阳激耀也”。“气”字出现的时间更早，在殷商甲骨文中就已有气字“三”。《说文解字》：“气，云气也，象形”。就是说，“气”是指空中浮游的云气，是个象形字。“气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质，自然界万物的生长、寒暑的更替，都是气运动变化的结果。中国人几千年来都是通过“气”来解释物质世界的。先秦时期是气学说的产生和形成时期，汉代是物质性“气”的概念的成熟时期。闪电

东汉哲学家王充（公元27－97）在《论衡》中提出“天地合气，万物自生”。认为天的气和地的气相合就会产生万物。明末清初哲学家王夫之（1619－1692）认为整个宇宙除了“气”，别无他物，他论证了“气”的永恒不灭性，认为“气”乃是一种实体。中国最早用气学说来解释电的吸引现象的，目前见到的文献是东汉王充撰写的《论衡》。“顿牟”是指玳瑁。中国的气学说

西方的电流体学说

英语中表示“电气”的单词是：

electricity

它源于表示“琥珀”的希腊语。琥珀工艺品西方的电流体学说只用于解释电现象，而中国的气学说可以解释世界上的万事万物。这两个学说具有很大的相似性，共同点是：具有微粒性，玄虚，难以捉摸。西方的电流体学说“电气”的出处1847年之前汉语中可能没有“电气”这个词。间接证据：1847年2月由伦敦传教士协会的传教士麦都思W.H.Medhurst（1796－1857）在上海出版的《EnglishandChineseDictionary》对electricity解释是：“琥珀磨玻璃发火之法”。没有使用汉语术语“电气”。

美国来华传教士、西医师玛高温（D.J.MacGowan,1814-1893）1851年2月在宁波府翻译了中文西书《博物通书》。这是目前已知最早的一本中文电磁学著作,因此也是电气、电子、通讯、信息等学科的第一本中文著作。“电气”的出处“电气”的出处“电气”对应的英文在19世纪，电流体学说在西方知识分子中影响很大，他们认为electricity就是electricfluid。而electric与汉语“电”的含义类似，fluid与汉语“气”的含义类似，所以可以推测：玛高温及其中国合作者用“电气”来翻译英文词electricfluid（电流体）。即“电气”是electricfluid的直译，是electricity的意译。

“电气”对应的英文结论(1)“电气”是由词根“电”和词根“气”构成的偏正式合成词。“电气”是指电性质的气。(2)“气”在中国古代哲学中通常是指一种极细微的物质。