电力系统故障分析与差动.doc

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1、电力系统故障分析与对称分量法themalfunctionanalysisofelectricalpowersystemandsymmetricalcomponent摘要电力系统故障主要有短路和接地故障，在中性点接地系统中电力系统故障包括：单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路。其中，前三者是非对称性故障。分析电力系统非对称性故障的常用方法是对称分量法，基本理论是将该故障网络分为正序、负序和零序3个对称网络按照三相电路进行分别计算。关键词：电力系统非对称性故障对称分量法1、对称分量法。对称分量法就

2、是将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相向量。1）正序分量，具有正序特征的分量，即三相对称，幅值相等，相位相差120度，a、b、c成顺时方向。2）负序分量，具有负序特征的分量，即三相对称，幅值相等，相位相差120度，a、b、c成逆时时方向。3）零序分量，具有零序特征的分量，即三相对称，幅值相等，相位相等。如图正序分量负序分量零序分量把Fa、Fb、Fc分解为上述三组量Fa=Fa1+Fa2+Fa0Fb=Fb1+Fb2+Fb0Fc=Fc1+Fc2+Fc0Fa=Fa1+Fa2+Fa0Fb=a2Fa1+a

3、Fa2+Fa0Fc=aFc1+a2Fc2+Fc0Fa1=1/3(Fa+aFb+a2Fc)Fa2=1/3(Fa+a2Fb+aFc)Fa0=1/3(Fa+Fb+Fc)2、对称分量法在不对称故障中应用利用对称分量将不对称的三相故障分解为对称的三相分量，并分解出各序回路，以便计算。当电力系统发生不对称性故障时，故障点将出现一组不对称的相电压分别为Uka、Ukb、Ukc，对于这种状态，我们可以认为在故障点接入了三个电压源Uka、Ukb、Ukc，接入电压源后我们就可以认为该系统不受故障点对侧的影响了。为什么呢，

4、因为对于从系统到K点的线路来说，外部能影响其各点电压电流的电流分布的参数只有K点的电压，就是说只要将K点用一个与原来等效的电压源代替，就可以省去其余线路（负荷与故障地回路并联），即上面的图与下面的图形等效。但这个电压源是不存在的，只是一种等效方式。利用对称分量法将三个电压，和系统分解可等效为：把系统中具有正序特性的物理量放入正序回路，由于发电机电势只具有正序特性，所以归于正序回路。因为我们已经把系统分解为A、B、C对称的回路，所以可以只选一相进行分析。以A相为例进行分析：Ua1=Ea1-Ia1*Za

5、1-Z中（Ia1+Ib1+Ic1）由于（Ia1+Ib1+Ic1）=0所以对于正序网络来说，中性点阻抗不参与计算。Ua2=0-Ia2*Za2-Z中（Ia1+Ib1+Ic1）所以Ua2=-Ia2*Za2Ua1=-Ia0*Za0-Z中（Ia0+Ib0+Ic0）Ua0=-Ia0（Za0+3Z中）可见零序网络中，因三相对称，流过中性点的电流为单相零序电流的3倍，可以认为零序网络中中性点接地阻抗增大了3倍Ua1=Ea∑-Ia1*Z1∑Ua2=-Ia2*Z2∑Ua0=-Ia0Z0∑上述公式使用于各种不对称性故障，

6、这是它们的共性公式中可以通过分析求出各序阻抗及Ea∑，但仍然有六个未知数，即Ua1、Ua2、Ua0、Ia1、Ia2、Ia0。对于特定的某种故障，有其特性，根据各自特性将能建立另外三个方程，求出六个未知数，这种方法是解析法，比较繁琐。工程上多用复合序网的方法进行计算。3、不对称性故障的分析计算。我们是通过A相求解的，所以主要是基于对接地点电压电流的分析，确定A相各序电压、电流关系，进而确定其他相各序电压、电流，从而求出故障时各点的电压电流。（1）两相短路图中，B、C两相间发生相间短路，我们将电流正方向

7、定为由系统流向故障点，电压正方向为由故障点的每相对地。于是我们可以得到：Ika=0，Ukb=Ukc,Ikb=-IkcIa0=1/3（Ika+Ikb+Ikc）=0Ia1=1/3(Ika+aIkb+a2Ikc)=j1.732/3*IkbIa2=1/3(Ika+a2Ikb+aIkc)=-j1.732/3*IkbUa1=1/3(Uka+aUkb+a2Ukc)=1/3(Uka+a2Ukb+aUkc)=Ua2所以Ia0=0，Ia1=-Ia2，Ua1=Ua2Ua0=0Ua1=Ea∑-Ia1*Z1∑Ua2=-Ia2

8、*Z2∑Ua0=-Ia0Z0∑通过上面的即可求出A相各序电流和电压，然后求出B、C相各序电流电压，最后求出各相故障电压、电流。也可用序网法分析正负零序回路之间的连接关系，然后求解。所以零序网络可认为是开路，而正序网络和负序网络可以认为为是并联，然后和零序串联，因为正负序电流和为零，所以零序不用考虑。（2）A相单相接地短路Uka=0，Ikb=Ikc=0Ika1=1/3(Ika+aIkb+a2Ikc)Ika2=1/3(Ika+a2Ikb+aIkc)Ika0=1/3（Ika