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1、第八章 电力系统不对称故障的分析和计算,8-1 简单不对称短路的分析,内容,概述：,简单不对称故障: 仅在一处发生短路或断线的故障。可分为二类： （1）横向不对称故障：两相短路、单相接地短路、 两相接地短路；其特点为由系统网络中的某一点（ 节点）和公共参考点（接地点）构成故障端口。 （2）纵向不对称故障：一相断线、二相断线；其特 点为由电力网络中的两个高电位点之间构成故障端 口。 分析方法： （1）解析法：联立求解三序网络方程和故障边界条 件方程； （2）借助于复合序网进行求解。,系统各序等值电路,3个方程式，6个未知量。？ 根据边界条件写出另外三个方程式。,一、单相接地短路（a相）,（一）故
2、障边界条件：,转换为对称分量(a为基准相）,如下：,(二)复合序网,（三）短路点电气量,短路处各相电压电流为：,电流相量图,（四）向量图：,电压相量图,（五）基本特点： （1）短路点各序电流大小相等，方向相同。 （2）短路点正序电流大小与短路点原正序网络上增加一个附加阻抗 而发生三相短路时的电流相等: （3）短路点故障相电压等于零。 （4）若 两非故障相电压的幅值总相等，相位差 的大小决定于 如果 有,二. 两相短路,（一）故障边界条件：,转换为对称分量(a为基准相）：,(二)复合序网,（三）短路点电气量,短路处各相电压电流为：,（三）故障点电流电压向量关系(向量图）：,先确定参考相量：,可以
3、直观的了解三相电流、电压的相对大小和它们之间的相位关系。,三、两相接地短路（bc相接地）,（一）故障边界条件：,转换为对称分量(a为基准相）,(二)复合序网,（三）短路点电气量,短路处各相电压电流为：,(四)向量图(假定阻抗为纯电抗):,参考相量：,（四）两相经阻抗短路,1方法一：,故障点边界条件：,转换为对称分量：,三、两相接地短路（bc相接地）,（一）故障边界条件：,转换为对称分量(a为基准相）,2. 方法二：,在K点发生的两相短路可等值的看成是在K点发生的两相金属性短路。,K故障边界条件为：,(五) 两相短路的基本特点：,（1）短路电压电流中不存在零序分量；,（2）两故障相中的短路电流的
4、绝对值相等，方向相反，数值上为正序电流的 倍；,（3）当在远离发电机的地方发生两相短路时，可通过对序网进行三相短路计算来近似求两相短路的电流；,（4）两相短路时的正序电流在数值上与在短路点加一个附加阻抗 构成一个增广正序网而发生三相短路时的电流相等。即,（5）短路点两故障相电压总是相等，数值上为非故障相电压的一半，相位上总是与非故障相电压方向相反。,令,非故障相电压升高,倍,，比单相接地小。,(四)向量图(假定阻抗为纯电抗):,参考相量：,(2) 短路处两故障相电压等于零；,(3) 在假定,(1)短路处正序电流与在原正序网络上增接一个附加阻抗,后而发生三相短路时的短路电流相等:,阻抗角相等的情
5、况下，两故障相电流的幅值总,相等,其夹角,随,的不同而不同。当,由,时，,由,即,四、几点结论,(a为基准相）,短路电流的绝对值与它的正序分量的绝对值成正比，即,1. 正序等效定则,不对称短路故障时故障支路的正序分量电流，等于 故障点阻抗加上一个附加阻抗后发生三相短路的电流。,式中,为比例系数，其值视短路类型而定。,0,1,3,简单短路时的 和,在应用对称分量法进行计算时，首先需要选定一个基准相,单相接地短路时，故障相为特殊相；两相短路和两相接地短路时，非故障相为特殊相,在短路故障计算中，通常选故障时故障处三相中的特殊相作为基准相,特殊相指故障处与另两相情况不同的那一相,2. 关于基准相的选择
6、,同一类型短路故障发生在不同相上时，基准相的序分量故障边界条件的形式不会改变，于是复合序网的形式不会改变，计算公式、结论均不会改变，只是表达式中下脚符号改变而已。,a相单相接地短路:,bc相接地短路:,或以b相为基准相：,或以ab相为基准相：,好处： 1、故障边界方程的形式最简单；,2、同一类型短路故障发生在不同相上时，基准相的序分量故障边界条件的形式不会改变，于是复合序网的形式不会改变，计算公式、结论均不会改变，只是表达式中下脚符号改变而已。,3.关于复合序网,(2)串连型故障：其复合序网由三个独立的序网络相串连而成。如单相接地短路。,(1)电力系统对某一故障点的正序网络、负序网络、零序网络
7、，属于基本序网，与故障类型、相别无关。但由各序网组合成的复合序网与短路故障的类型、相别有关。,(3)并联型故障：其复合序网由三个独立的序网络并联而成。如两相接地短路故障。,非故障相的电压电流计算,注意：非故障相的电压电流一般不满足边界条件 各序网络是将三相等效为星形连接的一相等值电路,正序网：,负序网：,零序网：,h,h,非故障相U,I 等于各序分量叠加，一般不满足边界条件 电压规律： 1、正序：正序网中电源出电压最高，故障点最低； 2、负序、零序：负序零序网中，故障点出电压最高。,二、各序相量经变压器后的相位变化,1、Y/Y-12 （相位不变）,2、Y/-11 (时钟法) （1）正序：（顺时针）,（3）零序：零序电流不可能经星形/三角形接法的变压器流出，所以不存在转相位问题。,（2）负序：（逆时针）,
