发布时间 : 星期一 文章[毕业设计]电力系统分析与设计更新完毕开始阅读fb30569a51e79b896802264f
种状态剧变到另一种状态，并伴随产生复杂的暂态现象，下面我们就来介绍一下短路。
短路是电力系统的严重后果.所谓短路,是指一切的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。
电力系统在运行中 ，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流 ，并 取决于短 路点距电源的电气距离。例如，在发电机 端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路
发生短路时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。它有多种分量，其计算需采用电子计算机。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故提供了有效手段。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路 中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但是情况严重，应给以足够的重视，况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究是具有重要意义的。产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：
（1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良带来的设备缺陷发展成短路等；t
(3)违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地
线就加上电压；
（4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
在三相系统中，可能发生的短路t路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给以足够的重视。况且，从短路的计算方法看，一切不对称的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对称三相短路的研究是有其重要意义的。
随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行，短路的危险后果一般有以下几个方
面： （1）短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值达许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力。如果导体和它们间的支架不够坚韧，则可能遭到破坏，使事故进一步扩大。
（2）短路电流通过设备使发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。
（3.）短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最重要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。
（4.）当短路发生地点离电源不远儿持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这时短路故障的最严重后果。 （5.）发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生严重的影响。
为什么要提高电力系统稳定性?电力系统是由发电、供电和用电设备组合在一起的一个整体，各设备之间相互关联，某一个设备运行情况变化(如参数改变、发生事故等)，都会影响到其他设备，有时甚至会波及整个电力系统。因此，当电力系统的生产秩序遭受扰乱时，系统应能自动地迅速消除扰乱，继续正常工作，这就是电力系统应该具备的稳定运行能力。这种能力的大小取决于系统结构、设备性能和运行参数等多方面的因素。换言之，对于具体的电力系统，保持稳定运行的能力有大小，如果超过能力的限度，电力系统就会失去稳定，发电机就不能正常发电，用户就不能正常用电，并且引起系统运行参数的巨大变化，往往会造成大面积停电事故。可见电力系统稳定运行是关系安全生产的重大问题。 通常，为了分析方便，把电力系统稳定分为两类:静态稳定和动态稳定。 静态稳定是指发电机在稳定状态运行时，经受某种极其微弱的干扰后，能自动恢复到原来运行状态的能力，其恢复能力用静态稳定储备系数来衡量。电力系统具备静态稳定性是正常运行的基本条件。 动态稳定是指电力系统受到大的干扰时，例如:大容量负荷突然切除;运行中发电设备突然切除;以及发生短路故障等等，能从原来的状态迅速过渡到新的运行状态，并在新的状态下稳定运行的能力。
电力系统稳定控制现状浅析 1 问题的提出
电力系统因其具有统一性、同时性和广域性的特点，大范围的区域性、全国性以及跨国性的电网互联可以实现资源的优化配置，能够大大提高电网运行的经济性和可靠性，因而成为各国电力系统发展的必然趋势。相邻电力公司电网的相互联通常会导致系统可靠性和经济性的改善。可靠性的改善来自于电力公司之间在紧急情况下的互相支援。经济性的改善突出表现在每一系统必需的备用容量减少。此外，电网互联使电力公司间可以实现经济输送，以便利用最经济的电源。这些效益从联网起始就被认识到，使电网互联不断增加。它形成了一个极端复杂的很庞大的系统。但如此一个系统的设计及其安全运行的确非常具有挑战性的问题。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此，系统的设计和运行应使系统能够承受更多可能的故障而不损失负荷(连接到故障元件的负荷除外)，能在最不利的可能故障情况下不致产生不可控的、广泛的连锁反应式的停电。
2 电力系统稳定控制问题的历史回顾
电力系统稳定是一个复杂的问题，多年来都是对电力系统工程师的挑战。对这一题的历史回J颐有助于对今天稳定问题的理解。电的商业化应用始于l9世纪70年代后期，第一个完整的电力系统是由托马斯-爱迪生(ThomasEdison)在纽约城皮埃尔大街站(Pearl Street Station)建成并于1882年9月投入运行。电力系统稳定作为一个重要的问题第一次被认识是在1920年。第一个模型系统的实验室实验结果是在1924年提出报告。第一次实际电力系统的现场稳定试验在l925年进行的。早期的稳定问题是远方水电站经长距离输电线向大城市负荷中心供电产生的。为了经济的原因，这样的系统运行于接近其静态稳定极限。在极少数情况下，系统是在稳态运行时发生不稳定，而在短路和其他扰动下发生不稳定则是更为频繁的。稳定问题是同步转矩不足的结果，因而受输电系统强度的很大影响。当时故障切除时间慢，大约为0．5～2 S或更长。
分析的方法和所用的模型受限于计算方法的技艺和动态系统稳定理论的开发。由于使用计算尺和机械计算器，因而模型和分析方法必须简单。此外，图形技术如等面积定则和圆图被开发出来。这些方法适合于简单系统的分析，对于二机系统的处理是有效的。静态稳定和暂态稳定被分开处理。其中前者与功角曲线的斜率和峰值有关，而且理所当然的认为阻尼为正。
随着电力系统逐步发展，独立系统之间互联在经济上越发具有吸引力，因而稳定问题的复杂性也就增加了。系统不能再被看作是两机系统。改善稳定计算的重要一步是1930年网络分析仪(也称交流计算台)的开发。网络分析仪本质上是一个缩小的交流电力系统模型，他有可调节的电阻器、电抗器和电容器来模拟输电网和负荷，幅值和角度可调的电压源来模拟发电机，以及电表来测量网络中的电压、电流和功率。这一进展可用于多机系统的潮流分析，然而运动方程或称摇摆方程仍需要采用分步数字积分法用手工计算。
1965年1 1月美国东北部和安大略的大停电对电力工业产生了深远的影响，对于一个大的互联电力系统，以最低的成本保证其稳定运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题所能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。 3 目前影响电力系统稳定的因素