电力系统故障分析（第二版）

前言

绪论

第一章　故障分析的基本知识

1-1　电力系统各主要元件的等值电路

1-2　标么制

1-3　网络变换及化简

1-4　由无限大功率电源供电系统的三相短路

第二章　同步电机的基本方程和对称故障分析

2-1　同步电机的原始方程

2-2　坐标变换及dq0系统

2-3　派克一戈列夫方程

2-4　同步电机的常用标么制

2-5　运算电抗

2-6　同步电机三相短路暂态过程分析

2-7　同步电机的暂态及次暂态参数

2-8　由发电机供电的系统三相短路的实用计算

2-9　负荷的影响

第三章　电力系统元件的各序参数和等值电路

3-1　不对称三相系统中对称分量法的应用

3-2　序阻抗的基本概念

3-3　发电机的阻抗

3-4　负荷的阻抗

3-5　变压器的阻抗

3-6　架空线路的阻抗

3-7　电缆的阻抗

3-8　架空输电线的相序电容

3-9　电力系统相序网络的构成

第四章　简单不对称故障的分析计算

4-1　概述

4-2　横向不对称故障的分析计算

4-3　系统参数变更时不对称短路处各电气量的变化特点

4-4　经过渡阻抗短路时横向不对称故障的分析计算

4-5　纵向不对称故障的分析计算

4-6　在ABC系统中计算不对称故障

第五章　不对称故障时电力系统中各电气量值的分布计算

5-1　各序电流、电压和功率分布计算的基本方法及其分布规律

5-2　不对称短路时各相电压沿线路的分布规律

5-3　不对称短路时故障处外支路各相电流的分布特征

5-4　对称分量经变压器后的相位变换

5-5　短路处有过渡电阻时电流、电压的分布及其变化规律

第六章　用电子数字计算机计算电力系统故障的方法

6-1　概述

6-2　电力系统故障计算用的等值网络及其节点方程

6-3　电力系统故障时网络电气量的计算

6-4　节点导纳矩阵（Y）的形成

6-5　求节点阻抗矩阵（z）的方法

6-6　导纳型节点方程的常用解法

第七章　复故障计算

7-1　概述

7-2　双口网络的口参数方程

7-3　应用双口网络理论计算双重复故障

7-4　N重复故障计算

7-5　小电流接地系统中两点异相接地故障计算

第八章　超高压远距离输电线的短路暂态过程

8-1　短路暂态过程中各种暂态分量的基本分析

8-2　用运算微积法计算三相短路暂态过程

8-3　用运算微积法计算不对称短路暂态过程

8-4　用广义坐标法计算三相短路暂态过程

8-5　超高压输电线路故障暂态过程数值计算的基本方法

8-6　多相输电线路暂态过程的计算

附录一　计算任意时间短路电流周期分量有效值的计算曲线

附录二　迭代计算过程中修正量△“、△可的推导

参考文献2100433B

本书为普通高等学校电力工程专业教学指导委员会推荐使用教材。

本书是高等学校电力系统继电保护及自动化专业教材，同时可作为电力类其他专业高年级本科生或研究生的教学参考书，也可供从事电力系统和继电保护自动化工作的研究人员和工程技术人员参考。

前言

第二版前言

绪论

电力系统故障分析第一章

故障分析的基本知识

第一节 电力系统各主要元件的等值电路

第二节 标幺制

第三节 网络变换及化简

第四节 由无限大功率电源供电的三相短路

电力系统故障分析第二章

同步电机的基本方程和对称故障分析

第一节 同步电机的原始方程

第二节 坐标变换及dqO系统

第三节 派克戈列夫方程

第四节 同步电机的常用标幺制

第五节 运算电抗

第六节 同步电机三相短路暂态过程的分析

第七节 同步电机的暂态及次暂态参数

第八节 由发电机供电的三相短路实用计算

第九节 负荷影响

电力系统故障分析第三章

电力系统元件的各序参数和等值电路

第一节 不对称三相电路中对称分量法的应用

第二节 序阻抗的基本概念

第三节 发电机的等效电路与阻抗

第四节 负荷的等效电路与阻抗

第五节 变压器的等效电路与阻抗

第六节 架空线路的等效电路与阻抗

第七节 电缆的等效电路与阻抗

第八节 架空输电线的相序电容

第九节 电力系统相序网络的构成

电力系统故障分析第四章

简单不对称故障的分析计算

第一节 概述

第二节 横向不对称故障的分析计算

第三节 系统参数变更时不对称短路点各电气量的变化特点

第四节 短路点经过渡阻抗短路时横向不对称故障的分析计算

第五节 纵向不对称故障的分析计算

第六节 在abc系统中计算不对称故障

第七节 不同接地系统复合序网的统一

电力系统故障分析第五章

不对称故障时系统中各电气量值的分布计算

第一节 各序电气量分布计算的基本方法及其分布规律

第二节 单侧电源不对称短路时各相电压沿线路的分布规律

第三节 对称分量经变压器后的相位变换

第四节 短路点有过渡电阻时电流电压的分布及其变化规律

电力系统故障分析第六章

用计算机计算电力系统故障的方法

第一节 概述

第二节 电力系统故障计算用的等值网络及其节点方程

第三节 系统故障时网络电气量的计算

第四节 节点导纳矩阵(y)的形成

第五节 求节点阻抗矩阵的方法

第六节 导纳型节点方程的常用解法

电力系统故障分析第七章

复故障计算

第一节 概述

第二节 双口网络的口参数方程

第三节 应用双口网络理论计算双重复故障

第四节 N重复故障计算

第五节 小电流接地系统中两点异相接地故障计算

电力系统故障分析第八章

超高压远距离输电线的短路暂态过程

第一节 短路暂态过程中各种暂态分量的基本分析

第二节 用运算微积法计算三相短路暂态过程

第三节 用运算微积法计算不对称短路暂态过程

第四节 用状态方程解超高压输电线路短路暂态过程

第五节 超高压输电线路故障时行波暂态过程的数值计算

电力系统故障分析附录

附录A 计算任意时间短路电流周期分量有效值的计算曲线

附录B 迭代计算过程中修正量△u、△v的推导

参考文献 2100433B

电力系统是由生产、输送、分配和消费电能的发电机、变压器、线路和用户组成的，是将一次能源转换成电能并输送与分配至各用户的一个统一系统。由于电力系统在国民经济中及人民生活中占着重要地位，因此电力系统故障分析方法的研究一直备受人们的重视。一般电力系统故障分析方法有以下三种:

1)专家系统是一个具有大量专门知识和经验的计算机程序系统，通过在线监测并进行数据采集、存贮，然后传送到诊断运行中心,在这里由专家系统进行处理、分析和诊断,最后将诊断结果和处理建议自动地反馈回运行现场。具有知识库和推理机两个主要的组成要素。其软件具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平,模拟专家的决策过程,以解决那些需要专家才能决策的复杂问题。专家系统可以分为:基本规则系统、基本模型系统和基本逻辑系统等三种类型。

2)人工神经网络是模拟人类神经系统传输、处理信息过程的一种人工智能技术，是通过对样本的学习获得的,是采用神经元实现变电站故障分析的方法及它们之间的有向权重连接来隐含处理问题的知识。具有学习与自我能力；容错能力比较强;神经元之间的计算具有相对独立性,便于并行处理。

3)遗传算法是一种新发展起来的优化算法，它已经成为人们用来解决高度复杂问题的一个新思路和新方法。它模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的进化规则，对包含可能解得群体进行基于遗传学的操作,不断生产新的群体并使群体不断进化，同时以全局并行搜索优化群体中的最优个体以求得到满足要求的最优解。遗传算法以其能以较大概率求得全局最优解、计算时间较少等特点在电力电子故障分析系统中得到了应用。合理采用信息，运用遗传算法进行分层信息故障分析。

除上述主要诊断方法外，近年来一些专家和学者也提出了一些其他的电力系统故障诊断方法，如基于多代理系统的故障诊断方法、信息融合的故障诊断方法、基于时间信息序列的故障诊断方法、基于故障波信息的故障诊断方法等，还有学者提出将决策树理论、数据挖掘、小波分析方法、遗传算法、模式识别等智能技术运用到电力系统故障诊断中，都取得了一定的成果。

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书可作为普通高等院校电力系统继电保护及自动化专业的教材，又可作为电气信息类其他专业高年级本科生或研究生的教学参考书，还可供从事电力系统继电保护自动化工作的研究人员和工程技术人员参考。