电力系统故障分析第五章电力系统横向短路故障分析教案.ppt

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1、第5章电力系统横向短路故障分析教学目的：建立对称分量法的概念理解并会应用对称分量法构建电力系统各序网络掌握横向不对称故障的故障点电气量的分析掌握横向不对称故障的保护安装处电气量的分析掌握横向不对称故障的特点掌握电压和电流对称分量经变压器后的相位变换关系第一节对称分量法1、对称分量法在不对称故障分析中的应用电力系统的正常运行一般是对称的，它的三相电路、各相电流、电压对称，只有正序分量。当电力系统的某一点发生不对称故障时，三相电路的对称条件受到破坏，三相对称电路也就成为不对称的了。关键：故障点的不对称是使原来的三相对称电路变成不对称的关键所在。在计算

2、不对称故障时，设法在一定条件下，把故障点的不对称化为对称的，使由故障破坏了对称性的三相电路转化成三相对称电路，从而可以用单相电路进行计算。那如何把故障点的不对称转化为对称的呢？这就用到了对称分量法。2、合成:三组对称的三相相量可以合成为一组不对称的三相相量.3、分解：任一组不对称的三相相量可分解为三组对称的三相相量。（a）正序分量（b）负序分量（c）零序分量序分量向量关系图：第二节不对称短路各序网络的建立I、当F点发生单相（a相）接地短路时，由于F点三相对地阻抗不相等，导致三相电压和三相对地电抗不相等。将三相阻抗不相等处用三相不对称的理想电压源代

3、替。一、应用对称分量法分析不对称短路II、将F点三相不对称的电压源分解为三组电压对称的电压源，即正序、负序、和零序电压。III、应用叠加原理分三次求解。分析：正序网络：各发电机电势及短路点所加的电压源都是三相对称得正序电势和电压。而网络各元件的阻抗也是三相对称，所以网络中各支路电流，各节点电压必然是三相对称的正序分量，不可能出现负序、零序分量。所以可以采用单相分析法（以a相为例）。等值电势等于端口F的对地开路电压，亦即故障前F点的相电压。从F点看进去的等值阻抗。负序、零序网络分别都是三相对称，可以采用单相分析法，且均为单口无源网络，可用等值阻抗表

4、示。各序网的电压方程式分别是：方程中有短路点各序电流及各序电压，共六个未知量，方程的求解还需要三个方程。可由故障类型的边界条件而得。例：G2G1G3T1T2T3L1L2L3Xn22139567811151281413正序网：Ｘ13Ｘ1Ｘ2Ｘ3Ｘ5Ｘ6Ｘ7Ｘ9Ｘ11Ｘ12Ｘ8Ｘ14Ｘ10E1E2E3负序网：零序网：Ｘ13Ｘ1Ｘ2Ｘ3Ｘ5Ｘ6Ｘ7Ｘ9Ｘ11Ｘ12Ｘ8Ｘ14Ｘ10E1E2E3ＸE18二、正序网络：与三相短路的等值线路相同，中性点接地阻抗和空载线路不计入。三、负序网络：与正序网基本相同。不同之处：发电机等旋转元件用负序电抗代替正序电抗；将

5、电源点接地。四、零序网络：从短路点开始寻找零序电流通路，流得通的地方画下来，流不通的地方去掉。第三节两相短路故障分析一、BC两相直接短路以相量形式表示的边界条件为以基准相A相序分量表示的边界条件为复合序网是正序网络和负序网络的并联，零序网络开路。计算故障点短路电流、对地电压各序分量为：故障支路的各相电流：当时：说明,该处两相短路电流是三相短路电流的倍故障点的各相电压为:说明，两故障相电压大小相等，相位相同，数值上是非故障相电压的一半，相位与非故障相电压相反。故障点电压和电流之间的相量关系保护安装处电压、电流相量关系二、BC相经过渡电阻短路过渡电阻

6、：相间短路主要是弧光电阻；接地短路还有过渡物电阻。复合序网：可得：其他电气量就可以用对称分量法合成。非故障相中没有故障分量，保持原有负荷电流。四、保护安装处电流突变量三、带负荷电流时保护安装处电流相电流突变量（故障分量）为相电流差突变量为三个相电流差突变量都有较大值，且两故障相的相电流差突变量数值最大。Note:单电源线路上两相短路时，负荷侧的相电流突变量，相电流差突变量都是0。第四节单相接地短路故障分析一、A相直接接地故障：以相量形式表示的边界条件为以基准相A相序分量表示的边界条件为A相单相接地故障的复合序网是正序网络、负序网络和零序网络串联。

7、故障点各序电流为故障点各序电压分量为故障支路的电流当时当时即故障点单相接地短路电流大于三相短路电流，极限情况为则当时即故障点单相接地短路电流小于三相短路电流，极限情况为为则故障点处的电压取两电压的模值，经变换可得即单相接地短路时故障点非故障相电压要降低；当时，有与间相角差为。极限情况为当时，有，即单相接地短路时故障点非故障相电压要升高，极限情况是，与间相角差为；当时，有，即单相接地短路时故障点非故障相电压保持与原有值相同，与间相角差为在不同时，单相接地短路时故障点非故障相电压端点的变化轨迹故障点电压和电流的相量关系上图是在作出的，此时两非故障相电

8、压夹角。保护安装处电压、电流相量关系（a）电压相量关系（b）电流相量关系（）（c）电流相量关系（）二、A相经过渡电阻的单相接地短路（a）