电力系统故障分析：电磁暂态过程与短路计算

"电力系统分析基础_第七章 电磁暂态过程分析.ppt" 电力系统分析中的电磁暂态过程分析是电力工程领域一个重要的研究主题，主要用于理解和预测电力系统在发生故障时的行为。这一部分主要涵盖了电力系统故障的类型、原因、危害以及分析计算方法。 一、故障类型和原因 1. 短路故障是最常见的故障类型，包括三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。其中，单相接地短路的发生概率最高，达到65%。 2. 短路故障通常是由于绝缘破坏、过电压、雷击、绝缘老化、污染，或者是设计、安装、维护不当以及自然灾害等因素引起的。 二、故障危害 1. 短路会导致巨大的电流，使设备发热，甚至达到几万到几十万安培，可能导致设备烧毁。 2. 强大的电动力效应可能导致导体变形，影响机械稳定性。 3. 短路会引发电网中电压急剧下降，影响供电稳定性。 4. 短路可能干扰通信系统，造成额外的损失。 三、防止措施 为了减轻短路造成的损害，可以采取以下措施： 1. 限制短路电流：通过添加电抗器来增加系统的阻抗。 2. 快速继电保护：确保在极短时间内切除故障，减少损害。 3. 设计合理的电网接线方式。 4. 选择适合的设备，确保其能够承受短路电流。 四、无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析 在理想情况下，无限大容量电源被视为恒压源，其内阻可忽略不计。在三相短路时，由于电源的电压和频率不受影响，可以简化为一相进行分析。短路前，电路处于稳态，短路后，电流瞬间增大，导致电压降。根据暂态过程的数学模型，可以通过微分方程描述电流和电压的变化，即L-R电路模型，其中L代表电感，R代表电阻。电流和电压的瞬态变化可以用正弦函数的导数表示，通过求解这些微分方程，可以得到短路过渡过程的具体参数。 总结来说，电磁暂态过程分析对于电力系统故障的预防、诊断和处理至关重要，它涉及到故障类型识别、危害评估以及有效的保护策略设计。通过对各种故障模型的深入理解，工程师可以更准确地预测和控制电力系统的运行状态，保障电力系统的稳定性和安全性。