最新電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結(五篇)
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電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結篇一
程
設
計（論文）
課程名稱
電力系統分析
題目名稱
電力系統短路計算
學生學部（系）
機械電氣學部電氣工程系
專業(yè)班級
電氣工程及其自動化班
學
號
學生姓名
指導教師
2023年x
月x日
課程設計（論文）任務書
題目名稱
電力系統短路計算
學生學部（系）
機械電氣學部電氣工程系
專業(yè)班級
電氣工程及其自動化班
姓
名
學
號
一、課程設計（論文）的內容
1、掌握比較復雜的電網進行電力系統三相短路起始次暫態(tài)電流的計算，短路后指定時刻短路電流周期分量的計算。
2、給短路點處賦予平均額定電壓及基準容量，求解等值網絡數值并根據電力系統網絡畫出等值網絡。
3、不對稱短路時短路點故障相電流和非故障相電壓的計算。
4、對稱和不對稱短路后任意支路故障電流和節(jié)點電壓的計算。
5、書寫課程設計說明書（電子版），并打印紙質版上交。
二、課程設計（論文）的要求與數據
二、課程設計（論文）應完成的工作
1、按照規(guī)范的格式，獨立完成課程設計說明書的撰寫；
2、完成電力系統三相短路電流、對稱短路電流、不對稱短路電流的計算三相短路起始次暫態(tài)電流的計算，短路后指定時刻短路電流周期分量的計算。
3、完成計算的手算過程
4、運用計算機的計法。
四、課程設計（論文）進程安排
序號
設計（論文）各階段內容
地點
起止日期
資料收集，完成電力系統三相短路電流計算
圖書館
2023.5.25-6.1
電力系統不對稱短路電流計算
圖書館
6.2-6.3
課程設計說明書撰寫
c8-323
6.12-6.18
課程設計上交
1-110
五、應收集的資料及主要參考文獻
[1]
科技創(chuàng)新報導[j]．武昌:華中科技大學出版社,2023年第9期
[2]
何仰贊．電力系統分析題解[m]．武漢:華中科技大學出版社2008.7
[3]
蔣春敏.電力系統結構與分析計算[m].北京:中國水利水電出版社,2023.2
[4]
戈東方.電力工程電氣設計手冊[m].北京:中國電力出版社,1998.12
[5]
李梅蘭、盧文鵬.電力系統分析
[m]
北京:中國電力出版社,2023.12．
發(fā)出任務書日期：
2023
年
x
月
x
日
指導教師簽名：
計劃完成日期：
2023
年
x
月
x
日
教學單位責任人簽章：
電力系統發(fā)生三相短路故障造成的危害性是最大的。作為電力系統三大計算之一，分析與計算三相短路故障的參數更為重要。設計示例是通過兩種不同的方法進行分析與計算三相短路故障的各參數，進一步提高短路故障分析與計算的精度和速度，為電力系統的規(guī)劃設計、安全運行、設備選擇、繼電保護等提供重要依據。
一、基礎資料
1．電力系統簡單結構圖
電力系統簡單結構圖如圖1所示。
2．電力系統參數
如圖1所示的系統中k（3）點發(fā)生三相短路故障，分析與計算產生最大可能的故障電流和功率。
（1）發(fā)電機參數如下：
發(fā)電機g1：額定的有功功率110mw，額定電壓=10.5kv；次暫態(tài)電抗標幺值=0.264，功率因數=0.85。
發(fā)電機g2：火電廠共兩臺機組，每臺機組參數為額定的有功功率25mw；額定電壓un=10.5kv；次暫態(tài)電抗標幺值=0.130；額定功率因數=0.80。
（2）變壓器銘牌參數由參考文獻《新編工廠電氣設備手冊》中查得。
變壓器t1：型號sf7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10mv·a，一次電壓110kv，短路損耗59kw，空載損耗16.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=1.0。
變壓器t2：型號sfl7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5mv·a，一次電壓110kv，短路損耗148kw，空載損耗38.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=0.8。
變壓器t3：型號sfl7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16mv·a，一次電壓110kv，短路損耗86kw，空載損耗23.5kw，阻抗電壓百分值uk%=10.5，空載電流百分值i0%=0.9。
（3）線路參數由參考文獻《新編工廠電氣設備手冊》中查得。
線路1：鋼芯鋁絞線lgj-120，截面積120㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.408ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.79×10﹣6s／㎞。
對下標的說明
x0(1)=x單位長度（正序）；x0（2）=x單位長度（負序）。
線路2：鋼芯鋁絞線lgj-150，截面積150㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.401ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.85×10﹣6s／㎞。
線路3：鋼芯鋁絞線lgj-185，截面積185㎜2，長度為100㎞，每條線路單位長度的正序電抗x0（1）=0.394ω／㎞；每條線路單位長度的對地電容b0(1)=2.90×10﹣6s／㎞。
（4）負載l：容量為8＋j6（mv·a），負載的電抗標幺值為；電動機為2mw，起動系數為6.5，額定功率因數為0.86。
3．參數數據
設基準容量sb=100mv·a；基準電壓ub=uavkv。
（1）sb的選取是為了計算元件參數標幺值計算方便，取sb-100mv·a，可任意設值但必須唯一值進行分析與計算。
（2）ub的選取是根據所設計的題目可知系統電壓有110kv、6kv、10kv，而平均額定電壓分別為115、6.3、10.5kv。平均電壓uav與線路額定電壓相差5%的原則，故取ub=uav。
（3）為次暫態(tài)短路電流有效值，短路電流周期分量的時間t等于初值（零）時的有效值。滿足產生最大短路電流的三個條件下的最大次暫態(tài)短路電流作為計算依據。
（4）為沖擊電流，即為短路電流的最大瞬時值（滿足產生最大短路電流的三個條件及時間=0.01s）。一般取沖擊電流=××=2.55。
（5）為短路電流沖擊系數，主要取決于電路衰減時間常數和短路故障的時刻。其范圍為1≤≤2，高壓網絡一般沖擊系數=1.8。
二、電抗標幺值定義
（1）發(fā)電機電抗標幺值
公式①
式中
——發(fā)電機電抗百分數，由發(fā)電機銘牌參數的；
——已設定的基準容量（基值功率），；
——發(fā)電機的額定有功功率，mw
——發(fā)電機額定有功功率因數。
（2）負載電抗標幺值
公式②
式中
u——元件所在網絡的電壓標幺值；
——負載容量標幺值；
——負載無功功率標幺值。
（3）變壓器電抗標幺值
公式③
變壓器中主要指電抗，因其電抗，即可忽略，由變壓器電抗有名值推出變壓器電抗標幺值為
公式④
式中
%——變壓器阻抗電壓百分數；
——基準容量，mva、——變壓器銘牌參數給定額定容量，mva、額定電壓，kv；
——基準電壓取平均電壓，kv。
（4）線路電抗標幺值
公式⑤
式中
——線路單位長度電抗；
——線路長度，km；
——基準容量，mva；
——輸電線路額定平均電壓，基準電壓，kv。
輸電線路的等值電路中有四個參數，一般電抗，故0。由于不做特殊說明，故電導、電納一般不計，故而只求電抗標幺值。
（5）電動機電抗標幺值（近似值）
cos
公式⑥
式中
——設定的基準容量，mva；
——電動機額定的有功功率，mw；
cos——電動機額定有功功率因數。
三、短路次暫態(tài)電流（功率）標幺值計算
（1）短路次暫態(tài)電流標幺值（）
（取）
（ka）
公式⑦基準容量；基準電壓(kv)。
（2）沖擊電流（）的計算
（ka）
公式⑧
（3）短路容量的計算
（）
公式⑨
四、各元件電抗標幺值
1.電力系統等值電路如圖2
2.各元件電抗標幺值的計算
設基準容量；
基準電壓。
（1）發(fā)電機電抗標幺值由公式①得
;
（2）變壓器電抗值標幺值由公式③得
；；
（3）線路電抗標幺值由公式④得
；；
（4）負載電抗標幺值由公式②得
（5）電動機電抗標幺值由公式⑥得
3.等值簡化電路圖
（1）
等值電路簡化過程如圖2和圖3所示。
（2）
考慮電動機的影響后，短路點的等值電抗為五、三相短路電流及短路功率
短路次暫態(tài)電流標幺值
短路次暫態(tài)電流有名值
沖擊電流
短路功率
六、y矩陣形成于計算
計算機編程計算中，考慮了對地電容標幺值和變壓器實際變比標幺值。
(1)
導納矩陣等值電路如圖4所示，節(jié)點數為⑥，電抗標幺值參考圖2。
(2)導納計算公式為：
公式⑩
式中
（3）變壓器變比的定義
式中
變壓器變比標幺值
（4）y矩陣的形成。
對地電納
y=
短路點的電抗標幺值為
短路點次暫態(tài)短路電流為
短路點次暫態(tài)短路電流有名值為(ka)
短路點沖擊電流為(ka)
短路點短路功率為(mva)
兩種算法的次暫態(tài)短路電流比較誤差為δi=10.08-9.22=0.86(ka)
七、結論
1．解析法
短路點的電抗標幺值為
短路點的次暫態(tài)短路電流為
2.y矩陣
短路點的電抗標幺值為
短路點的導納標幺值為
短路點的次暫態(tài)短路電流為
3.優(yōu)缺點
（1）解析法誤差大，每一短路處需要逐一分析與計算。
（2）y矩陣計算時考慮對地電容，變壓器實際變比，則誤差��；y矩陣對角元素將各節(jié)點的等值短路電抗（阻抗）均求出；使分析其他點的短路故障提供了更容易更直觀的參數值；y矩陣程序通用性強等特點。
（3）兩種分析與計算三相短路故障的各參數結果如圖5
心
得
體
會
通過這次課程設計,我發(fā)現自己有很多不足的地方,如基礎知識掌握不牢固,很多知識點都忘記了,計算速度慢及準確性低,分析問題能力不夠全面等等。同時，在設計的過程中遇到很多問題，如怎樣使用word的工具,計算公式輸入，畫圖等。明白了有些東西看起來很簡單，但一旦做起來卻需要很多心思，要注意到很多細節(jié)問題。要做到能好好理解課本的內容，一定要認認真真做一次計算。因此，完成課程設計使我對課本的內容加深了理解�？傮w來說，這次的課程設計不單在專業(yè)基礎方面反映了我的學習還要加倍努力，還在對一些軟件的應用需要加強。
由于一開始找的網絡是開路的，列不出導納矩陣，所以再找了一個環(huán)形網絡作補充。但對c語言編程的計算機計法有待探究，只是基本上明白程序過程，還不能明白的徹底。隨著科技發(fā)展及計算機計法的方便，簡單，我將認真學好這種方法，以便以后工作的需要。
總體而言，這次的課程設計對我們運用所學知識，發(fā)現、提出、分析和解決實際問題、鍛煉實踐能力的考察，使我們更清楚地知道不足之出，從而提高我們。
學生簽名：
2023年x
月
x
日
教
師
評
語
****年**月**日
成績
及
簽
名
指導教師簽名：
****年**月**日
電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結篇二
電力系統的短路分析
短路是電力系統的嚴重故障。所謂短路，其內容是指一切不正常的相與相或相與地（對于中性點接地的系統）之間發(fā)生通路的情況。
一、短路的原因
產生短路的原因很多，其主要原因如下：
1、元件損壞，如絕緣材料自然老化等。
2、氣象條件惡化，如雷擊等。
3、人為事故，如運行人員帶負荷拉閘等。（發(fā)生概率較高）
4、其他，如工程建設時挖溝損傷電纜等。
二、短路的類型
在三相系統中，可能發(fā)生的短路有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等四種。三相短路也稱對稱短路，系統各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)。其他類型的短路都是不對稱短路。
注：
1、單相接地短路發(fā)生的幾率達65%左右。
2、短路故障大多數發(fā)生在架空輸電線路。
3、電力系統中在不同地點發(fā)生短路，稱為多重短路。
三、短路的后果 短路的主要后果如下：
1、短路故障使短路點附近支路出現比正常電流大許多倍的短路電流，產生較大的電動效應和熱效應，破壞設備。（此為最常見）
2、短路時系統電壓大幅度下降，對用戶影響很大。
3、短路會使并列運行的發(fā)電機失去同步，破壞系統的穩(wěn)定，造成系統的解列，出現大面積停電。
4、不對稱短路對附近通信線路和無線電波會產生電磁干擾。
四、電力系統降低短路故障的發(fā)生概率采取的措施
1、采用合理的防雷設施，加強運行維護管理等。
2、通過采用繼電保護裝置，迅速作用于切除故障設備，保證無故障部分的安全運行。
3、架空線路普遍采用自動重合閘裝置，發(fā)生短路時斷路器迅速跳閘，經一定時間（0.4-1s）斷路器自動合閘。
4、線路上的電抗器，通常也是為限制短路電流而裝設的。
五、短路電流計算的目的
為確保設備在短路情況下不至于被破壞，減輕短路后果和防止故障擴大，必須事先對短路電流進行計算。在電力系統和電器設備的設計和運行中，短路計算也是解決一系列技術問題不可缺少的基本計算。
計算短路電流的具體目的如下：
1、選擇有足夠機械穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的電器設備。
2、合理配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數。
3、設計和選擇發(fā)電廠和電力系統主接線。
4、進行電力系統暫態(tài)穩(wěn)定計算，分析短路對用戶的影響。
5、確定輸電線路對通信的影響。
為了方便計算，在高壓系統中采用標幺值的計算方法。
標幺值是某些電氣量的實際有名值與所選的同單位規(guī)定值之比，即 標幺值=實際有名值/同單位規(guī)定值
電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結篇三
電力系統短路故障淺析
摘要：破壞電力系統正常運行的最為常見的原因是各種類型的短路故障。它危害性極大，由此引發(fā)的其他電氣故障也最多。本文簡要探討了各種類型的短路故障的原因、特點、危害、查找方法、預防措施等，對指導生產有一定的參考作用。
關鍵詞：短路原因特點故障短路預防
概念
電力系統的短路故障，是指不同電位導電部分之間的不正常短接。由于此時故障點的阻抗變得很小，電流便會在一瞬間升高，短路點以前的電壓下降，會影響到電力系統的穩(wěn)定運行，嚴重短路甚至會造成系統癱瘓。
在正常運行時，除中性點外，相與相或者相與地之間是絕緣的。三相系統中，短路故障的基本類型為三相短路、兩相短路、單相短路、單相短路接地、兩相短路接地等。其中，三相短路屬對稱短路，其它形式的短路，均屬不對稱短路；在中性點直接接地的系統中，發(fā)生單相短路接地故障最為常見，大約占短路故障的65%，兩相短路約占10%，兩相短路接地約占20%，發(fā)生三相短路故障的可能性最小，雖然只占短路故障的5%[1]左右，卻是危害系統最嚴重的，在實際中一定要引起我們的足夠重視。
1．1 單相接地短路：是指三相交流供電系統中一根相線與大地成等電位狀態(tài)，既該相線的電位與大地的電位相等，都是“零”。通俗的講就是a相或b相或c相一相接地。
1．2 兩相短路：任意兩相導線，直接金屬性連接或經過小阻抗連接在一起。通俗講指兩相直接短接在一起。
1．3 兩相短路接地：是指三相交流供電系統中兩根相線與大地成等電位狀態(tài)了。通俗講就是a、b、c三相中的任意兩相同時與大地的無電阻的直接連接。
1．4 三相短路：就是電力系統內a、b、c三相在某一點的零電阻、零電抗的直接連接。這時會產生很大的短路電流，破壞程度很大。
三相短路分三種：單相接地短路；兩相之間短路；三相全部短路。發(fā)生短路的原因
產生短路的原因有很多，既有客觀的，也有主觀的，但是主要原因是電氣設備載流部分的相間絕緣或者相對地絕緣被損壞。
2．1 由于設計、制造、安裝、維護不當等造成的設備缺陷發(fā)展成為短路。如選擇電纜截面太小或擴大生產增加負荷使電路超載、過載，長期持續(xù)下去，就可能造成絕緣老化或者絕緣的完全失效，導致短路。
2．2 假冒、偽劣電器設備的絕緣不合格也會造成短路。
2．3 氣候惡劣，低溫導線覆冰引起架空線倒桿斷線造成短路；架空線路弧垂不一致或弧垂太大，刮大風時會引起短路；雷電沖擊使架空線路的絕緣子發(fā)生閃絡短路；環(huán)境溫度過高、機械損傷等。
2．4 誤操作引起的短路故障。工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉刀閘，引起電弧短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶電誤合接地刀閘造成的短路故障。檢修人員在檢修低壓帶電開關設備時，距離帶電體較近，未采取必要的安全措施防止短路造成故障。
2．5 電纜、變壓器、發(fā)電機等設備中載流部分的絕緣材料在運行中損壞[1]。
2．6 動物作祟，如鳥獸跨接在裸露的載流部分；老鼠竄入高壓配電室造成短路故障；老鼠咬破置于管道中的電纜絕緣等。
短路特點
電力系統發(fā)生短路故障后，電流劇增，短路電流比正常工作時的電流要大幾十倍，甚至幾百倍，在高壓下，電流可達數千萬安。因此應千方百計限制短路電流，并使短路電流持續(xù)時間盡量縮短。
3．1 短路點距離電源越進線路阻抗越小，短路電流會越來越大。
3．2 短路故障持續(xù)時間的長短，直接導致電氣設備損壞的厲害程度，時間越長損壞越嚴重。
短路故障的危害[2]
短路故障引起的后果是破壞性的。
具體表現在以下幾個方面：
4．1 當電路發(fā)生短路時，短路點的電弧有可能燒壞電氣設備，同時很大的短路電流會通過設備使發(fā)熱增加，當短路持續(xù)時間較長時，可能使設備過熱，使導體發(fā)紅，甚至溶化損壞絕緣，破壞設備。
4．2在供電系統中，強大的短路電流，特別是沖擊電流，使兩相鄰導體之間產生巨大的電動力。一般可以計算為：
f(3)=■.im2.l/a×10一7(n)(三相短路)
f(2)=2.l/a×10一7(n)(單相短路)
由上式可見，短路電流越大，電動力越大，破壞性越強。這種電動力可能使母線變形，使母線定固件損壞，也可能使開關相鄰刀片變形，開關損壞。
4．3 電力系統發(fā)生短路時，有可能使并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統穩(wěn)定，使整個系統的正常運行遭到破壞，引起大片地區(qū)的停電。這是短路故障最嚴重的后果。
4．4 短路產生的電弧、火花可能引發(fā)惡性事故，如火災、電擊、爆炸等。
4．5 短路故障發(fā)生后，短路點電壓將降到零，短路點附近各點的電壓也將明顯降低，對用戶工作影響很大，系統中最主要的負荷是異步電動機，它的電磁轉矩同它的端電壓的平方成正比，電壓下降時，電磁轉矩將明顯降低，使電動機停轉，以致造成產品報廢及設備損壞等嚴重后果。
4．6 不對稱接地短路所造成的不平衡電流，將產生零序不平衡磁通。會在鄰近的平行線路內感應出很大的電動勢，將會造成對通信的干擾，并危及設備和人身的安全。
短路的預防
為了保證安全可靠供電，除設計時要科學、合理以外，還應采取各種必要的安全措施，減少各類短路故障的發(fā)生。
5．1 做好短路電流的計算工作，選擇正確的電氣設備，使電氣設備的額定電壓和線路的額定電壓相符。
5．2 對繼電保護的整定值和熔體的額定電流要正確選擇，采用速斷保護裝置，以便發(fā)生短路時能迅速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，把短路造成的損失降到最小。
5．3 采用電抗器。以增加系統的阻抗來限制短路電流。
5．4 變電站要安裝避雷針，變壓器附近和線路上要安裝避雷器，減少惡劣天氣中雷擊造成的災害。
5．5 始終保持線路弧垂一致并符合安全規(guī)定，保證架空線路施工質量。
5．6 對帶電安裝和檢修電氣設備的工作，工作人員一定要注意力要高度集中、防止出現錯接線、誤操作。
5．7 一旦發(fā)生故障，要從電力系統中把故障線路或設備切斷，使其余部分可以繼續(xù)運行。
5．8平時要加強管理。及時清除導電粉塵、防止導電粉塵進入電氣設備；防止老鼠等小動物進入高壓配電室，爬上電氣設備。
5．9 保證電力系統的安全穩(wěn)定運行。維護人員應嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電氣設備，禁止帶負荷拉刀閘，帶電合接地刀閘。線路施工、維護人員在距帶電部位距離較近的地方工作，要采取防止短路的措施。要對線路、設備進行經常巡視檢查，及時發(fā)現并處理各類缺陷。
小結
通過對電力系統短路故障的淺析，可以在實際運用中更快的了解故障的原因，做好相應的預防措施。同時也能加快對故障的維修處理，縮短短路故障運行時間，盡可能把損失降到最低，保障電力系統的安全穩(wěn)定運行。
參考文獻：
[1]夏道止.電力系統分析[m].北京:中國電力出版社，2004.[2]劉萬順.電力系統故障分析[m].北京:中國電力出版社，2004.
電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結篇四
電力行業(yè)解決方案----電力系統需求分析
隨著電力部門網絡的全面改造，各變電站/所均實現無人值守，以提高生產效益。在電力調度通訊中心建立監(jiān)控中心，能夠對各變電站/所的有關數據、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應, 適應現代社會的發(fā)展需要，已經提到了電力部門的發(fā)展議事日程。目前，各局都設立了運行管理值班室及調度部門，雖有對各專業(yè)的運行歸口協調職能，但不能及時掌握運行狀況和指揮處理運行障礙�，F在對運行監(jiān)視通常由各專業(yè)運行部門采用打電話來了解和判斷處理故障。各種運行管理聯系是松散的，再依靠原始的人工方式已不能滿足通信網的發(fā)展需要。要跟上網絡發(fā)展步伐，必須在健全和完善電力網絡的同時建立電力遙視警戒系統。電力遙視警戒系統將變電站的視頻數據和監(jiān)控數據由變電站前端的設備/處理機采集編碼，并將編碼后的數據通過計算機網絡傳輸到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數據和監(jiān)控數據，進行監(jiān)控，存儲、管理。電力遙視警戒系統的實施為實現變電站/所的無人值守，從而為推動電力網的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供有力的技術保障。
我公司開發(fā)研制的以圖像監(jiān)控為主、數據監(jiān)控為輔的變電站遙視警戒系統正適應了電力部?quot;遙視“系統建設的需要。該系統為采用ip數字視頻方式，能夠對各變電站/所的有關數據、環(huán)境參量、圖像進行監(jiān)控和監(jiān)視，能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應, 適應現代社會的發(fā)展需要。該系統對于設備運行的機械狀況及規(guī)范管理有著顯著作用，同時對安全防范、環(huán)境狀況和對付自然災害等有著重大意義，能起到切實提高無人/少人值守變電站的安全水平。
電力系統需求分析：
一、總體需求
變電站智能圖像監(jiān)控系統的功能，主要體現在以下幾個方面：
1.1通過圖像監(jiān)控、安防（防盜）系統、消防系統、保護無人值守或少人值守變電站人員和設備的安全。
1.2通過圖像監(jiān)控結合遠程和本地人員操作經驗的優(yōu)勢，避免誤操作。
1.3通過圖像監(jiān)控、燈光聯動、環(huán)境監(jiān)控監(jiān)視現場設備的運行狀況，起到預警和保護的作用。1.4配合其他系統（如變電站綜合自動化系統等）的工作。
二、用戶主要需求規(guī)范
2.1監(jiān)控對象
2.1.1變電站廠區(qū)內環(huán)境。
2.1.2主變壓器外觀及中性點接地刀。
2.1.3對變電站內的全部戶外斷路器、隔離開關和接地刀閘的合分狀態(tài)給出特寫畫面。
2.1.4對變電站內各主要設備間的監(jiān)視(包括大門、控制室、繼保室、通信室、高壓室、電容器室、電抗器室、低壓交流室等)。
2.2系統功能
2.2.1監(jiān)視和錄像功能
利用安裝在監(jiān)視目標區(qū)域的攝像機對生產設備和環(huán)境進行監(jiān)控和錄像，并將被監(jiān)視目標的動態(tài)圖像傳輸到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可將控制信號發(fā)送到設在變電站的監(jiān)控主機，實現各種控制。
監(jiān)控中心、變電站運行維護人員通過業(yè)務臺或監(jiān)控主機對變電站監(jiān)控范圍的目標區(qū)域中設備或現場進行監(jiān)視，同時在業(yè)務臺或監(jiān)控主機上完成對變電站攝像機的控制（左右、上下、遠近景、調焦等），畫面切換的控制和錄像控制。
監(jiān)控中心可通過系統的瀏覽功能查看監(jiān)控中心或遠程變電站的錄像或圖片。
2.2.2報警功能
報警類別：消防報警、防盜報警、動態(tài)檢測系統實現告警錄像，同時傳送報警信息和相關圖像至監(jiān)控中心，并自動在地理區(qū)域圖上或相關表格進行提示，顯示報警的內容和具體位置。
系統告警時能聯動相關設備，如燈光、警笛等。
當發(fā)生報警時，能把報警信息發(fā)送到指定的移動電話上。
2.2.3控制功能
被授權的網上任一操作人員能對任一攝像點進行控制，實現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整，進行云臺的預置和控制。
應保證控制唯一性，當某個操作人員對設備進行控制時，其它同級操作人員則不能控制。
系統設計原則：
一、變電站遙視警戒系統設計原則
1.1系統充分體現了先進性、智能性、高性價比原則。
1.2可擴展性
1.2.1為了適宜未來系統擴展的要求，系統在滿足現有功能的基礎上預留足夠的接口以便系統擴充之用。系統中控制部件（軟、硬件）采用模塊式結構、模組式交換矩陣、內部總線化等技術措施，可以方便靈活的進行擴充，充分保證系統在將來的適應性。
1.2.2靈活的組網方式，方便被監(jiān)控變電站的增加。
1.2.3幾個視頻監(jiān)控系統可以作為子系統組成更大的視頻監(jiān)控系統，可按多級（至少三級）組網的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網絡，高一級監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級監(jiān)控中心的運行。
1.3開放性
整個系統是一個開放系統，兼容性強，能與現有電力mis網和其他監(jiān)控系統（如變電站自動化系統）互融，提供完整的維護業(yè)務平臺。
1.4靈活性
1.4.1系統可以很方便進行軟件升級，保證用戶投資。
1.4.2可調節(jié)圖像質量與帶寬占用，系統采用軟件編解碼，可以根據用戶需求調節(jié)幀數、分辨率、圖像質量等。
1.4.3多種圖像瀏覽方式，包括單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面多種瀏覽方式。
1.4.4系統支持基于瀏覽器技術的網絡瀏覽功能，可以方便靈活的使用。
1.5先進性
采用國際最新的mpeg-1圖像壓縮處理技術，圖像清晰，畫面質量高，占用帶寬小，實時性強。
1.6實時性
視頻延時小于0.5s。
1.7可靠性
1.7.1具有設計獨到的視頻流量管理功能，保證網絡通暢。
1.7.2實行操作權限管理，保證統一、規(guī)范管理。
1.7.3系統具有自診斷功能。
1.7.4系統具備防雷和抗強電干擾能力，可適應變電站中強電磁工作環(huán)境。
1.7.5系統的平均無故障工作時間mtbf>50000小時。
1.8完善性
1.8.1具有強大的數據和告警的采控和處理功能。
當發(fā)生報警時，能把報警信息以短消息形式發(fā)送到指定移動電話上。
與數據監(jiān)控系統的無縫結合，實現告警時燈光、警笛聯動并錄像。
1.8.2功能完善的錄像管理體系。系統可選用手動、告警、定時錄像三種錄像方式；提供指定周期的滾動刪除功能，有效防止存儲空間耗盡。
1.8.3系統具備完善的控制功能：
系統設權限管理，對不同級別的用戶給予不同的權限，有效防止越權操作。
被授權的網上任一操作人員可對任一攝像點進行控制，實現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整。進行云臺的預置和控制。
1.8.4有專為電力系統監(jiān)控設計的紅外測溫和門禁管理功能接口。
1.9良好的硬件平臺
系統硬件平臺為機架式設計，實現高度一體化、高度工程化，便于施工、安裝、調試。
1.10良好的軟件平臺
系統的軟件操作簡便、模塊化結構，能應用于windows等操作系統。
1.1 整個系統是一個開放系統，兼容性強，能與現有電力mis網和其他監(jiān)控系統互融，提供完整的維護業(yè)務平臺。
1.2 可多級靈活組網、任意組合。
1.3 采用國際最新的mpeg-1圖像壓縮處理技術，圖像清晰，畫面質量高，占用帶寬小，實時性強。
1.4 具有設計獨到的視頻流量管理功能和功能完善的錄像管理體系。1.5 具有強大的數據和告警的采控和處理功能。
1.6 系統穩(wěn)定性高，體積小，便于安裝。是高度工程化的產品。1.7 有專為電力系統監(jiān)控設計的紅外測溫和門禁管理功能接口。1.8 系統具有很強的安全性，適合電力系統的要求。
1.9 系統支持基于瀏覽器技術的網絡瀏覽功能，可以方便的使用。
1.10系統設備先進，五年內不會因技術陳舊造成整個系統性能不高和過早淘汰。
二、主要技術手段
2.1流媒體管理技術
對于一個基于tcp/ip網絡的圖像傳輸系統，如果僅僅滿足于圖像能在網絡上傳輸，那是遠遠不夠的。由于視頻源眾多，情況各異，圖像監(jiān)控所需的視頻傳輸數據往往會彼此或和其他系統爭用帶寬。若只有一、二個視頻源，情況尚可忍受；若視頻源超過一定數目，需要調看圖像的用戶又多的話，局面就會混亂不堪。其后果就是圖像質量下降、延遲、停滯，甚至造成系統癱瘓。無疑這是用戶所不能接受的。
變電站遙視警戒系統采用強大的流媒體軟件技術專門設計了適合變電站遙視警戒系統所使用的視頻服務器軟件。它的主要作用是根據網絡帶寬、流量和用戶的請求合理地分配各個視頻流數據的傳輸，并可以依據用戶網絡的實際情況采取網絡多播（mutilcast）技術以降低多個用戶請求同一視頻流數據時的網絡流量。從而保證了圖像質量，有效降低了在多用戶并發(fā)操作下的圖像延遲和帶寬占用。同時也保證了高級別用戶可以及時有效地獲取所需信息。并且使變電站遙視警戒系統的采用不會影響在同一網絡上用戶其他系統的正常運行。2.2數據采控技術
包括所有模擬信號、開關信號、電壓電流的采集及設備遠程控制等，相對來說，這是遙測遙控系統中比較成熟的技術。anyshow變電站遙視警戒系統的數據采控模塊系統穩(wěn)定，準確性高。通過網絡視頻服務器的485總線方式，可以很方便接入各種數據采集設備。本方案采用我公司開發(fā)生產的一體化數據采集平臺，具有數字輸入量，模擬輸入量和數字控制量的平滑接入能力，用于采集紅外、門禁等告警數據，準確率高，反應時間短，是一款高性能的數據采控產品。
2.3數據傳輸技術
tcp/ip網絡協議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網絡協議。變電站遙視警戒系統在tcp/ip網絡協議之上開發(fā)了專用通訊層，針對圖像數據的混合傳輸做了優(yōu)化處理，適合多點視頻和數據的并發(fā)傳輸，降低了系統資源的占用率。同時設計了專用文件傳輸協議，用于錄像文件的傳輸。該通訊層支持多種tcp/ip協議的傳輸，包括tcp、udp、多播等。
2.4數據存儲、處理、分析技術
為了對告警數據進行分析處理，變電站遙視警戒系統使用了microsoft公司的sql server數據庫系統。并成功地實現了數據庫的分布存儲和訪問，有效地降低了系統負擔，大大提高了系統的穩(wěn)定性。同時，系統支持對數據的多種查詢和分析方式。
同時系統提供了各類數據庫。主要有告警數據庫、歷史統計值數據庫、實時曲線數據庫、系統事件數據庫。從而為整體數據的存儲、處理及分析提供了強有力的依據。
系統結構組成與系統組網方式:
一、系統結構組成
1.1前端變電站數量
電力變電站遙視警戒系統不限定前端變電站/所的數量，但前端變電站/所的數量會影響整個系統的性能。變電站遙視警戒系統在前端變電站/所少于等于32個時系統性能最佳。在前端變電站/所少于等于64個時，系統性能基本不受影響。當前端變電站/所數量大于64個時，通常的做法是將這些變電站/所拆分成若干個分控中心(每個分控中心的前端變電站/所數量小于64個)。在這些分控中心之上再建立一個監(jiān)控中心，從而組成一個樹型網絡結構。監(jiān)控中心主要完成一些對分控中心的管理(包括非實時管理，如報表、統計等和實時管理即接管)。
1.2傳輸信道選擇
目前，對于變電站遙視警戒系統通常有以下幾種傳輸方式：
· 以太網傳輸方式
以太網傳輸方式要求各變電站（所）的光纖或微波設備提供以太網接口，以便于變電站（所）的圖像、聲音及數據經監(jiān)控主機通過以太網接口上傳至監(jiān)控中心�；蛘咭笞冸娬荆ㄋ┮呀浐捅O(jiān)控中心通過局域網相連。變電站（所）的圖像、聲音及數據經監(jiān)控主機通過以太網經過各級路由器、交換機或hub上傳至監(jiān)控中心。
· 2m--以太傳輸方式
2m--以太傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設備提供2m接口，以便于變電站（所）的圖像、聲音及數據經監(jiān)控主機通過2m--以太網橋上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心通過2m--以太網橋將各變電站（所）的上傳的圖像、聲音及數據匯集到中心網絡交換器上與局域網上其他機器連接，供其進行處理。
·2m模擬傳輸方式
2m模擬傳輸方式要求各變電站（所）的光纖設備提供2m接口，以便于變電站（所）的圖像、及數據經2m圖像編碼器上傳至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心經2m圖像解碼器將各變電站（所）的圖像解碼到模擬監(jiān)視器或電視墻上，或經過二次編碼接入中心以太網。同時將各個變電站（所）的數據匯集以便集中管理。
以上幾種傳輸方式的性能比較如下表：
1.3系統整體組網結構
變電站遙視警戒系統可按行政區(qū)域劃分，采用星形拓撲三級組網結構，如圖所示:
從實際的應用來看，如果所屬變電站數目不多，分控中心和監(jiān)控控中心不需要單獨設置。也可以根據實際的需要和行政劃分不設立分控中心，而以監(jiān)控中心取代分控中心的作用。
電力系統短路分析報告 電力系統短路分析的總結篇五
論電力系統三相短路的原因和防范措施
重慶中機龍橋熱電有限公司 ——王超——
【摘要】電力是維持當今社會發(fā)展的主要能源之一，是人類生活當中不可缺少的重要部分，整個電力系統的穩(wěn)定和發(fā)展關系到我們每一個人正常的生活次序，大則關系到整個國家長治久安，小則關系到每一個家庭。目前由于電力系統經過多年的構建和發(fā)展，同時隨著電子產品的日新月異，形成了錯綜復雜的連接方式，電氣系統重大短路事故也有了新的解釋和任務。本文針對新形勢下電力系統短路故障做一個分析，并制定相關對策。
【關鍵詞】電力系統、短路、大電流、損壞
一、電力系統中短路原因的分析
導致短路發(fā)生的最終原因是承載電力的載體絕緣受到破壞，引起絕緣破壞的原因主要有：
1、電氣設備絕緣材料的自然老化、污穢或機械損傷。
2、雷擊引起過電壓，自然災害引起桿塔倒地或斷線。
3、鳥獸跨接導線引起短路。
4、運行人員誤操作（如檢修后未拆除地線就合閘等）。電力系統的運行經驗表明，各類短路發(fā)生的幾率不同，其中單相接地發(fā)生得最多，三相短路發(fā)生得最少。根據某些系統的統計資料，在所有短路故障中，三相短路占5%，單相接地占65%，兩相短路占10%，兩相接地短路占20%。雖然三相短路發(fā)生的幾率最小，但其產生的后果最嚴重，同時它又是分析不對稱故障的基礎，因此將重點進行研究。
二、短路對電力系統的正常運行和電氣設備的危害 短路故障一旦發(fā)生，往往造成十分嚴重的后果，主要有：、電流急劇增大。短路時的電流要比正常工作電流大得多，嚴重時可達正常電流的十幾倍。大型發(fā)電機出線端三相短路電流可達幾萬甚至十幾萬安培。這樣大的電流將產生巨大的沖擊力，使電氣設備變形或損壞，同時會大量發(fā)熱使設備過熱而損壞。有時短路點產生的電弧可能直接燒壞設備。
2、電壓大幅度下降。三相短路時，短路點的電壓為零，短路點附近的電壓也明顯下降，這將導致用電設備無法正常工作，例如異步電動機轉速下降，甚至停轉。
3、可能使電力系統運行的穩(wěn)定性遭到破壞。電力系統發(fā)生短路后，發(fā)電機輸出的電磁功率減少，而原動機輸入的機械功率來不及相應減少，從而出現不平衡功率，這將導致發(fā)電機轉子加速。有的發(fā)電機加速快，有的發(fā)電機加速慢，從而使得發(fā)電機相互間的角度差越來越大，這就可能引起并列運行的發(fā)電機失去同步，破壞系統的穩(wěn)定性，引起大片地區(qū)停電。
4、不對稱短路時系統中將流過不平衡電流，會在鄰近平行的通訊線路中感應出很高的電勢和很大的電流，對通訊產生干擾，也可能對設備和人身造成危險。
5、使系統中部分地區(qū)的電壓降低，給用戶造成經濟損失。
6、破壞系統運行的穩(wěn)定性，甚至引起系統強烈振蕩，造成大面積停電或使整個電力系統瓦解。
7、巨大的短路電流將在周圍空間產生很強的電磁場，尤其是不對稱短路所產生的不平衡交變磁場，會對周圍的通信網絡、信號系統、晶閘管觸發(fā)系統及控制系統產生干擾。
在以上后果中，最嚴重的是電力系統并列運行穩(wěn)定性的破壞，整個電網呈現低電壓，在低電壓的情況下各運轉設備電流增加，最易燒壞運行設備的線圈，導致人身和設備損壞事故的不斷擴大。
三、防范短路電流的有效措施
短路電流的危害性很大，結合相關領域的專家、企業(yè)和政府部門的研究成果，總結出一些有效的短路電流防范措施，具體措施如下：
1、合理規(guī)劃電網結構
合理規(guī)劃電網結構是防范短路電流的一項基本措施，從電網的發(fā)展歷程來看，也可以將這一歷程視為不斷對低電壓等級進行合理分區(qū)以及不斷升高電壓等級的過程。在規(guī)劃電網結構時，可以采取的措施是比較多的，既可以發(fā)展更高等級的電網電壓，也可以在建設輸電線路時，根據相應的標準合理降低網絡的緊密程度；或者分片運行減壓電網等，總體而言，應該根據每個地方和各個電網的實際情況進行合理的選擇和應用，不能不加選擇地盲目使用。
2、正確選擇電網的接線方式
電網的接線方式對防范短路電流的發(fā)生具有重要的作用，正確的選擇會起到有效限制短路電流的效果。接線方式的種類是比較多的，根據不同的情況有不同的選擇，如當限制的是大電流接地系統中的短路電流，那么可以采用部分變壓器的中心點不接地的接線方式；如果是發(fā)生的地點是在降壓變電所的話，則最有效的方式是變電器低壓側分列運行，這種方法可以有效對低壓和中壓配電裝置里的短路電流進行限制。總體原則就是要隨著不同的系統、不同的場所來選擇不同的接線方式。
3、大力發(fā)展直流輸電
通過大力發(fā)展直流輸電也可以有效防控短路電流的產生。因為通過控制換流器觸發(fā)相位，能夠很快地對直流輸電系統進行調節(jié)，同時會自動將電流保持為定值，這樣就可以起到保持直流電流平穩(wěn)輸送的作用，進而有效確保直流電網的正常運作。而對與交流系統來說，當使用直流輸電時，由于直流電網被分為多個相互間獨立的交流子系統，這樣就有效避免了短路電流相互注入的發(fā)生，一旦出現短路電流就可以起到大大降低短路電流危害性的作用。
4、使用故障電流限制器
故障電流限制器是當前電力系統必備的元件之一，它在防范短路電流方面具有突出的作用，表現在以下三個方面：
（1）通常而言，隨著電壓的不斷升高，故障電流也會越來越強，這時候也就越來越難以斷開。而使用故障電流器后可以有效減輕斷路器的開端負擔，電路的開斷就變得容易多了。
（2）故障電流限制器還可以快速地限制短路電流，這樣就能夠大大減輕線路的電壓損耗，同時發(fā)電機的失步概率也會顯著降低。另外系統電壓、頻率等的穩(wěn)定性也會得到增強，因短路電流所引起的電網和設備事故就能夠得到及時和有效的防范。
（3）由于當前絕大部分的輸電線路其實際輸送能力都小于穩(wěn)定極限，當出現短路電流時極易受損。而在引入故障電流限制器后，它可以在短路電流達到峰值之前就起作用，使大部分電力設備的動穩(wěn)定極限和熱穩(wěn)定極限有效降低，同時也能夠相應地減小電網的極限比，從而提高了輸電線路的利用率，確保線路輸送的安全和穩(wěn)定，并降低電網的整體投入。
5、加強變電器繞組變形的診斷工作
電網系統其實有其脆弱的一面，很多因素，如雷擊、繼電保護誤動等因素都很有可能造成電網出現短路。而一旦出現短路故障，短路電流就會強烈沖擊電網，造成變壓器繞組出現局部變形的現象，很多時候直接造成了繞組的損壞，即使沒有損壞，也會遺留下很多故障隱患，例如，會使得絕緣距離發(fā)生變化，并損害固體絕緣，引發(fā)局部放電。如果是因雷電過壓引起的，則會因餅間擊穿而產生突發(fā)性絕緣事故。另外，還是使繞組的機械性能下降，一旦接著再出現短路事故，損壞事故將無法避免。因此，當變電器繞組因短路電流的沖擊而出現變形時就要及時進行診斷和搶修，避免因二次短路的出現而徹底損壞。
隨著現代電氣技術的飛速發(fā)展，將各類短路事故限制在萌芽狀態(tài)，嚴格控制短路事故后果的擴大化，已不再是科技難題，通過各界人士的共同努力我相信，日后的電力系統短路故障將越來越少。
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