变电站值班员技师电力系统分析

电力系统分析课题一电力系统不对称故障计算第一节电力系统不对称短路的分析与计算第二节电力系统非全相运行的分析第一节电力系统不对称短路的分析与计算

电力系统中发生不对称短路时，无论是单相接地短路、两相短路还是两相接地短路，只是在短路点出现系统结构的不对称，而其它部分三相仍旧是对称的。根据对称分量法列a相各序电压方程式为

上述方程式包含了六个未知量，必须根据不对称短路的具体边界条件列出另外三个方程才能求解。一、单相接地短路

图1-1单相接地短路

边界条件：复合序网络图：

图1-2单相接地短路的复合序网用对称分量法表示为：各序电流：各序电压：短路点故障相电流：非故障相电流：短路点的三相电压：

若a相直接接地，则。各序电流为（设各序阻抗为纯电抗）各序电压为：短路点三相电压为图1-3单相接地短路时短路点的电流、电压相量图(a)电流相量图；(b)电压相量图(a)(b)二、两相短路图1-4两相短路电路图边界条件为：用对称分量法可表示为复合序网络图：

图1-5两相短路的复合序网正负序电流为：短路点故障电流为正负序电压为：正负序电压为

若在短路点b、c两相直接接地，则，各序电流为（设各序阻抗为纯电抗）。短路点三相电压为各相电压为

选取正序电流作为参考相量，负序电流与它的方向相反，正序电压与负序电压相等，都比超前，从而作出其电压、电流相量图。(a)(b)图1-6两相短路时短路点的电流、电压相量图(a)电流相量图；(b)电压相量图三、两相接地短路两相接地短路的边界条件为：图1-7两相接地短路时电路图用对称分量法可表示为其复合序网络图，如下图所示：

图1-8两相接地短路的复合序网，各序电流为：用对称分量法求短路点各相电流为：各序电压为：

如果在短路点b、c两相直接接地，则，各序电流为（设各序阻抗为纯电抗）序电压为：短路点故障相的电流为：

取作参考相量，可以作出该种情况下短路点的电流和电压相量图，如下图所示。(a)(b)图4-9

两相接地短路时短路点的电流、电压相量图

(a)电流相量图；(b)电压相量图四、正序等效定则

以上所得的三种简单不对称短路时短路电流正序分量的通式为：正序等效定则：在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量与在短路点后每一相中加入附加阻抗而发生三相短路的电流相等。附加阻抗

故障相短路点短路电流的绝对值与它的正序分量的绝对值成正比，即

比例系数表1-1各种类型短路时附加阻抗值代表符号短路种类单相接地短路两相短路直接短接经阻抗短接两相接地短路三相短路表4-2

各种类型短路的值单相接地短路代表符号短路种类两相短路直接短接经阻抗短接两相接地短路三相短路略五、不对称短路时运算曲线的应用

根据正序等效定则，不对称短路时短路点的正序电流值等于在短路点每相接入附加阻抗而发生三相短路时的短路电流值。因此，三相短路的运算曲线可以用来确定不对称短路过程中任意时刻的正序电流。其计算步骤如下：（1）元件参数计算及等值网络。（2）化简网络求各序等值电抗。（3）计算电流分布系数。（4）求出各电源的计算电抗和系统的转移电抗。（5）查运算曲线计算短路电流。（6）若要求提高计算准确度，可进行有关的修正计算。第二节电力系统非全相运行的分析

电力系统非全相运行包括单相断线和两相断线，如下图所示。非全相运行时，系统的结构只在断口处出现了纵向三相不对称，其他部分的结构仍然是对称的，故也称为纵向不对称故障。(a)(b)图1-10电力系统非全相运行(a)断一相；(b)断二相

与不对称短路时一样，可以列出各序等值网络的序电压方程式为

上述方程式包含了六个未知量，必须根据非全相运行的具体边界条件列出另外三个方程才能求解。式中，是故障口的a相开路电压，、、分别为正序、负序和零序网络从故障端口看进去的等值电阻。一、单相断线

取a相为断开相，则故障处的边界条件为用对称分量表示为：图1-11单相断线时复合序网单相断线复合序网：a相各序电流表达式：非故障相电流为故障相的断口电压为二、两相断线

取b、c两相断开，则故障处的边界条件为对称分量法表示为a相各序电流为非故障相电流为图1-12两相断线时复合序网两相断开时的复合序网：故障相断口电压为课题二电力系统的暂态稳定性

和电压稳定性第一节电力系统暂态稳定性第二节电力系统电压稳定性

第一节电力系统暂态稳定性电力系统暂态稳定1、定义：2、过程分析（四种情况分析）3、相关名词：极限切除角、极限切除时间、加速面积、减速面积、等面积定则4、提高电力系统暂态稳定的措施：

根本措施：尽量增加减速面积减小加速面积。1）

快速切除短路故障。2）

采用自动重合闸装置。3）

发电机采用机械制动和电气制动。4）

变压器中性点经小电阻接地。5）

设置开关站和采用串联电容补偿。6）

采用连锁自同期和解列。7）

改变运行方式。8）

故障时分离系统。9）

快速控制调速汽门。Q(a)b(b)a第二节电力系统电压稳定性电压静态稳定储备系数正常时应不小于；故障后，应不小于。设在交点a、b分别有一个微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动，来分析小扰动产生的后果。

在a点，是静态稳定的，；在b点，是静态不稳定的，

因此，电力系统静态稳定的判据为。

曲线上c点为临界点，与之对应的电压为临界电压。课题三电力系统的静态稳定性和低频振荡第一节电力系统静态稳定性第二节电力系统低频振荡

第一节电力系统静态稳定性一、电力系统静态稳定的定性分析

简单电力系统：

该系统的等值网络:

其功－角特性关系为

P090180（º）c功－角特性曲线，如下图所示。下面分析在a、b两点运行时受到微小扰动后的情况１.静态稳定的分析扰动使，，2.静态不稳定的分析扰动使，，a’°°a’’at=0t(a)°°t=0t(b)二、电力系统静态稳定的实用判据称整步功率系数,如下图所示。180900（º）根据可以判断同步发电机并列运行的静态稳定性。三、静态稳定的储备静态稳定储备系数正常运行时，为15％～20％；事故后不应小于10％。保证和提高电力系统静态稳定性的措施

根本措施—缩短“电气距离”，也就是减小各电气元件的阻抗，主要是电抗。一、采用自动调节励磁装置如果按运行状态变量的导数调节，则可以维持发电机端电压为常数。这相当于发电机的电抗减小为零。二、减小线路电抗

采用分裂导线，可以减小架空电力线路的电抗。三、提高电力线路的额定电压

在电力线路始末端电压间相位角保持不变的前提下，沿电力线路传输的有功功率将近似地与电力线路额定电压的平方成正比。换言之，提高电力线路的额定电压相当于减小电力线路的电抗。四、采用串联电容器补偿

首先要解决的是补偿度问题。串联电容器补偿度

一般讲，愈大，电力线路补偿后的总电抗愈小，对提高静态稳定性愈有利。但受以下条件限制，不可能无限制增大。

（1）短路电流不能过大。

（2）过大时()，短路电流呈容性，这时电流、电压相位关系的紊乱将引起某些保护装置的误动作。

（3）过大时，电力系统中可能出现低频的自发振荡现象。

（4）过大将会出现同步发电机的自励磁现象。

考虑以上限制条件，串联电容器的补偿度一般以小于0.5为宜。五、改善电力系统的结构

（1）增加电力线路的回路数

（2）加强电力线路两端系统各自内部的联系。

（3）在电力系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。第二节电力系统的低频振荡一、定义：正常运行时，发电机向负荷输送电功