内容包括对称分量法介绍(正序、负序、零序理论计算),电力系统故障分析理论,CAD作图与matlab软件计算。紫色文字是超链接,点击自动跳转至相关博文。持续更新,原创不易!
目录:
一、对称分量法
1、对称分量法介绍
2、对称分量法计算正序、负序、零序
1)CAD作图法   2)matlab软件计算
二、电力系统故障分析理论
1、电力系统典型故障分析的一般方法
2、单相接地短路K(1)故障分析
3、两相短路K(2)故障分析
4、两相接地短路K(1.1)故障分析
5、三相短路K(3)故障分析
6、总结
三、电网故障定位与隔离(配网自动化)
四、电力-故障录波(向量图)
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一、对称分量法
1、对称分量法介绍
正常运行的电力系统,三相电压、三相电流均应基本为正相序,根据负荷情况(感性或容性),电压超前或滞后电流1个角度(Φ),如图1。

对称分量法是分析电力系统三相不平衡的有效方法,其基本思想是把三相不平衡的电流、电压分解成三组对称的正序相量、负序相量和零序相量,这样就可把电力系统不平衡的问题转化成平衡问题进行处理。在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量(电压或电流),可以分解为3组三相对称的分量。

如何用作图法快速求正序、负序与零序​​​​​​​
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当选择A相作为基准相时,正序时三相相量与其对称分量之间的关系(如电流)为:
IA=Ia1+Ia2+Ia0-------------------------
IB=Ib1+Ib2+Ib0=α2Ia1+αIa2+Ia0-------------------------
IC=Ic1+Ic2+Ic0=αIa1+α2Ia2+Ia0-------------------------
对于正序分量:Ib1=α2Ia1,Ic1=αIa1
对于负序分量:Ib2=αIa2,Ic2=α2Ia2
对于零序分量:Ia0=Ib0=Ic0
式中α为运算子,α=1∠120°,有α2=1∠240°, α3=1, α+α2+1=0(此处α^2=α2,即(-1/2+√3/2j)^2=-1/2-√3/2j)
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由各相电流求电流序分量:
I1=Ia1= 1/3(IA +αIB +α2 IC)
I2=Ia2= 1/3(IA +α2 IB +αIC)
I0=Ia0= 1/3(IA +IB +IC)
以上3个等式可以通过代数方法或物理意义(方法)求解。 以求解正序电流为例,对物理意义简单说明,以便于记忆:求解正序电流,应过滤负序分量和零序分量。参考图2,将IB逆时针旋转120°、IC逆时针旋转240°后,3相电流相加后得到3倍正序电流,同时负序电流、零序电流被过滤,均为0。故Ia1= 1/3(IA +αIB+α2 IC)。
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实例说明:
例1、对PMC-6510仅施加A相电压60V∠0°,则装置应显示的电压序分量为:U1=U2=U0=1/3UA=20V∠0°
例2、对PMC-6510施加正常电压,UA=60V∠0°,UB=60V∠240°,UC=60V∠120°,当C相断线时,U1=?U2=?U0=?
解:
U1=Ua1= 1/3(UA +αUB +α2UC)=1/3(60V∠0°+ 1∠120°*60V∠240°)
                                                    =40∠0°(当C相断线时,接入装置的UC=0)
U2=Ua2= 1/3(UA +α2 UB +αUC)=1/3(60V∠0°+ 1∠240°*60V∠240°)
                                                     =20∠60°
U0=Ua0= 1/3(UA + UB +UC)=1/3(60V∠0°+ 60V∠240°)
                                               =20∠300°
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电力系统中的发电机、变压器、电抗器、电动机等都是三相对称元件,经过充分换位的输电线基本上也是三相对称的。对于这种三相对称系统的分析计算可以方便地用单相电路的方法求解。

任何不对称的三相相量 A,B,C 可以分解为三组相序不同的对称分量:正序分量A1,B1,C1,负序分量A2,B2,C2,零序分量A0,B0,C0。即存在如下关系: 在计算电力系统不平衡情况下引用了对称分量法,即任何三相不平衡的电流、电压或阻抗都可以分解成为三个平衡的相量成分即正相序(UA1、UB1、UC1)、负相序(UA2、UB2、UC2)和零相序(UA0、UB0、UC0),即有:UA=UA1+UA2+UA0,UB=UB1+UB2+UB0,UC=UC1+UC2+UC0,

其正相序的相序(顺时方向)依次为UA1、UB1、UC1,大小相等,互隔120度;负相序的相序(逆时方向)依次为UA2、UB2、UC2,大小相等,互隔120度;零相序大小相等且同相,各相序都是按逆时针方向旋转。在对称分量法中引用算子a,其定义是单位相量依逆时针方向旋转120度,则有:UA0=1/3(UA+UB+UC),

UA1=1/3(UA+αUB+α2UC),UA2=1/3(UA+α2UB+αUC)注意以上都是以A相为基准,都是矢量计算。
知道了UA0实际也知道了UBO和VCO,同样知道了UA1也就知道了UB1和UC1,知道了UA2也就知道了UB2和UC2。
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2、对称分量法计算正序、负序、零序
1)CAD作图法
(1)正序求解:A相向量不动,B相逆时针转120度,C相顺时针转120度,转动后的A、B、C三向量矢量和的三分之一,为正序。

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(2)负序求解:A相向量不动,B相顺时针转120度,C相逆时针转120度,转动后的A、B、C三向量矢量和的三分之一,为负序。

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(3)零序求解:A、B、C三向量矢量和,为零序。

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2)matlab软件计算
clear; clc; %清空变量缓存区;清屏;
syms x; %自定义变量,用于后面计算算子之用
%模式: xxx = [幅值,角度角]
Phase_A = [123,0];
Phase_B = [39,-100];
Phase_C = [78,23];
a = Phase_A(1)*exp( deg2rad(Phase_A(2)) *1i); %将A向量转换为欧拉公式的形式
b = Phase_B(1)*exp( deg2rad(Phase_B(2)) *1i); %将B向量转换为欧拉公式的形式
c = Phase_C(1)*exp( deg2rad(Phase_C(2)) *1i); %将C向量转换为欧拉公式的形式
%deg2rad 角度->弧度
%exp 数组中的每个元素返回指数ex,此处ex=exp( deg2rad(Phase_A(2)) *1i(1i虚数单位i)
temp = solve(x^3-1,x); %对方程求解
k = temp(3); %取第2象限的值为算子
U1 = (a + k*b + k^2*c)/3; %计算正序分量
U2 = (a + k^2*b + k*c)/3; %计算负序分量
U0 = (a + b + c); %计算零序分量
U1 = round(double(norm(U1)),3); %对正序值 四舍五入后重新赋值
U2 = round(double(norm(U2)),3); %对负序值 四舍五入后重新赋值
U0 = round(double(norm(U0)),3); %对零序值 四舍五入后重新赋值
disp(['正序分量为 : ',num2str(U1), ' V '] ) %显示正序分量值
disp(['负序分量为 : ',num2str(U2), ' V '])  %显示负序分量值
disp(['零序分量为 : ',num2str(U0), ' V '])  %显示零序分量值

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3)以A相各分量为例,设

为正序分量,

为负序分量,

为零序分量,则分量与实际三相相量对应关系为:

式中

(模值:√(-1/2)^2+(√3/2)^2=1)

已知某钢厂6.5KV母线上的三相电流分别为ILa=2195∠22.9°,ILb=2079∠256.7°,ILc=1936.2∠142.8°
将α=1∠120°,α2=1∠240°代入上式,得:
I1= 1/3(2195∠22.9°+1∠120°*2079∠256.7°+1∠240°*1936.2∠142.8°)=2071.86∠20.79°
I2= 1/3(2195∠22.9°+1∠240°*2079∠256.7°+1∠120°*1936.2∠142.8°)=145.37∠54.44°
I0= 1/3(2195∠22.9°+2079∠256.7°+1936.2∠142.8°)=2.12∠45.38°
计算方法可参看“Excel复数计算”。
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二、电力系统故障分析理论
1、电力系统典型故障分析的一般方法
1)选取特殊相进行分析
选取三相中与其他两相特征不一样的相别进行分析。例如:A相接地短路故障,A相有故障电流,B、C两相没有,则A相为特殊相,所以用A相进行分析;AB两相短路故障及AB两相接地短路故障,A、B两相有故障电流,C相没有,则C相为特殊相,所以用C相进行分析;A相断线故障,A相没有电流,B、C两相有负荷,则A相为特殊相,所以用A相进行分析;AB两相断线故障,A、B两相没有电流,C相有负荷电流,则C相为特殊相,所以用C相进行分析。其他相别同理。
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2)由故障特征确定故障边界条件
例如:A相接地短路故障,A相有故障电流,A 相电压为零,B、C两相没有故障电流,则边界条件为:IKB=IKC=0;UKA=0。由故障边界条件,通过对称分量法求取特殊相各序分量。

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2、单相接地短路K(1)故障分析

下面以A相接地短路故障为例,介绍序分量的求取方法

边界条件为:IKB=IKC=0;UKA=0;则:

IKA1=1/3(IKA+aIKB+a2IKC)

IKA2=1/3(IKA+a2IKB+aIKC)

IKA0=1/3(IKA+IKB+IKC)

又因IKB=IKC=0所以:

IKA1=IKA2=IKA0=1/3IKA

UKA= UKA1+UKA2+UKA0=0(上述式得)

由各序分量关系,绘制特殊相序网图。

各序分量关系可看出:A相各序电流相等,各序电压相加为零;由于各序分量由故障量分解所得,所以网络最终要合成一个闭合回路,通过上述条件可得只有各序网络头尾串联可实现。如下图示:

计算短路点各序分量向量值及保护安装处各序分量向量值

例如A相接地短路故障,短路点各序分量计算:

IKA1= IKA2=IKAo=E/(X∑1+X∑2+X∑0)

UKA1= IKA1*(X∑2+X∑0)

UKA2=—IKA2*X∑2=—IKA1*X∑2

UKA0=—IKA0*X∑0=—IKA1*X∑2

保护安装处各序分量计算:对于单端电源网络保护安装处各序分量电流与故障点各序分量电流相等

IKA1M=IKA1

IKA2 M= IKA2

IKAo0M= IKA0

对于双端电源网络保护安装处各序分量电流等于故障点各序分量电流乘以M、N两侧的阻抗分配系数

IKA1M= IKA1* X1N /(X1M+X1N)

IKA2M= IKA2* X2N /(X2M+X2N)

IKAM= IKA0* X0N /(X0M+X0N)

IKA10N= IKA1-IKA1M

IKA2N= IKA2-IKA2M

IKA0N= IKA0-IKA0M

保护安装处各序分量电压等于故障点各序分量电压加上各序保护安装处至故障点的电压降。

UKA1M= UKA1+ IKA1M*X LM1

UKA2M= UKA2+IKA1M*X LM2

UKA0M= UKA0+IKA0M *X LM0

UKA1N= UKA1+ IKA1N*X LN1

UKA2N= UKA2+IKA1N*X LN2

UKA0N= UKA2+IKA0N *X LN0

通过对称分量法计算各相故障点故障电流、电压及保护安装处故障电流、故障电压

各相故障点故障电流、故障电压:

IKA= IKA1+IKA2+IKA0=3E/(X∑1+X∑2+X∑0)

IKB= a2IKA1+aIKA2+IKA0=0

IKC= aIKA1+ a2IKA2+IKA0=0

UKA=0

UKB= a2UKA1+aUKA2+UKA0

= a2IKA1*(X∑2+X∑0)—IKA1(X∑0+aX∑2)

= IKA1*( a2X∑2-aX∑2+a2X∑0-X∑0)

=√3*IKA1*( X∑2ej-90+X∑0ej-150)

UKC= aUKA1+a 2UKA2+UKA0

= aIKA1*(X∑2+X∑0)—IKA1(X∑0+a2X∑2)

= IKA1*( a X∑2-a2X∑2+a X∑0-X∑0)

=√3*IKA1*( X∑2ej90+X∑0ej150)

各相保护安装处故障电流、故障电压:

UKAM= UKA1M + UKA2M+ UKA0M

= IKA1(X∑2+X∑0+X LM1)+IKA1(XLM2-X∑2)+IKA1(XLM0-X∑0)

= IKA1 (XLM1+ X LM2+X LM0)

= IKA1* XLM1+ IKA2* XLM2+ IKA0* XLM0

UKBM= a2UKA1M+ aUKA2M+ UKA0M

= a2IKA1(X∑2+X∑0+X LM1)+a IKA1(XLM2-X∑2)+IKA1(XLM0-X∑0)

= √3*IKA1*( X∑2ej-90+X∑0ej-150)+IKA1(a2X LM1+ a XLM2+ X LM0)

= √3*IKA1*( X∑2ej-90+X∑0ej-150)+ IKB1* XLM1+ IKB2* XLM2+ IKB0* XLM0

UKCM= aUKA1M+ a2UKA2M + UKA0M

= aIKA1(X∑2+X∑0+X LM1)+a 2IKA1(XLM2-X∑2)+IKA1(XLM0-X∑0)

= √3*IKA1*( X∑2ej90+X∑0ej150)+IKA1(aX LM1+ a2X LM2+ XLM0)

= √3*IKA1*( X∑2ej90+X∑0ej150)+ IKC1* XLM1+ IKC2* XLM2+ IKC0* XLM0

线路压降与短路点电压同方向,也就是说短路点正序电压最低,越往电源端走正序电压越高,电源点正序电压最高等于电源电势。

对于负序分量电压

UKA2M=UKA2+IKA2*XLM2

=IKA1(XLM2-X∑2)

可得出:线路压降与短路点电压反方向,也就是说短路点负序电压最高,越往电源端走负序电压越低,电源点负序电压最低等于零。

对于零序分量电压

UKA0M=UKA0+IKA0*XLM0

=IKA1(XLM0-X∑0)

可得出:线路压降与短路点电压反方向,也就是说短路点零序电压最高,越往主变接地点走零序电压越低,主变接地点零序电压最低等于零。

通过上述计算还可看出
UKAM=IKA1(XLM1+XLM2+XLM0),IKAM=3IKA1;一般各序阻抗角相等,则故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。

通过计算结果绘制向量图以供分析

单相接地短路故障在上面介绍分析方法时已详细介绍,在此不在重复,现在着重介绍一下单相接地短路故障的特点:

1、出现负、零序分量;

2、序网构成中正、负、零序分量串联,也即在正序的基础上串入了X∑2+X∑0阻抗;

3、接地故障必然产生零序分量;

4、不对称故障必然产生负序分量;

5、短路点非故障相电流为零,对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零,对于双电源网络当各序分量阻抗分配系数

X1N/(X1M+X1N)=X2N/(X2M+X2N)=X0N/(X0M+X0N)

时保护安装处非故障相电流为零;不等时不为零。(此处所说的是故障分量,不包括故障前的负荷电流)

6、故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。

7、负、零序电流超前负、零序电压(180度减一个线路阻抗角)约105度。

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3、两相短路K(2)故障分析

1)特殊相为C相

2)短路故障边界条件:

IKC=0;

IKA=-IKB;

UKA=UKB

3)各序分量:

IKC1=1/3(aIKA+a2IKB+IKC)=1/√3IKAej90

IKC2=1/3(a2IKA+aIKB+IKC)=1/√3IKAej-90

IKC0=1/3(IKA+IKB+IKC)=0

所以IKC1=-IKC2

UKC1=1/3(aUKA+a2UKB+UKC)=1/3(UKC+√3UKAej180)

UKC2=1/3(a2UKA+aUKB+UKC)=1/3(UKC+√3UKAej180)

UKC0=1/3(UKA+UKB+UKC)=1/3(UKC+2UKA)

所以UKC1=UKC2

4)绘制序网图:由上步计算结果可看出,零序分量电流等于零,也即没有零序分量;正、负序电压相等、方向相同,即正、负序网络只能是同相并联;正、负序电流大小相等、方向相反,且全电流为零,即同一节点电流为零符合同相并联要求。(如下图示)

5)计算各序分量向量值:

IKC1= -IKC2=E/(X∑1+X∑2)

UKC1=UKC2= -IKC2* X∑2

6)计算故障点各相全电压、全电流

IKC=0

IKB=aIKC1+a2IKC2+IKC0=√3IKC1ej90

IKA=a2IKC1+aIKC2+IKC0=√3IKC1ej-90

UKC=2UKC1

UKB=aUKC1+a2UKC2+UKC0=UKC1ej180

UKA=a2UKC1+aUKC2+UKC0=UKC1ej180

以单端系统为例计算保护安装处各相全电压、全电流

通过前面的分析大家已经知道:单端系统保护安装处电流等于故障点电流;双端系统保护安装处各序电流等于故障点各序电流乘各序阻抗分配系数;保护安装处电压等于故障点处电压加上线路压降。

IKCM =0

IKBM=√3IKC1ej90

IKAM=√3IKC1ej-90

UKCM=2UKC1+IKC1*XLM1+ IKC2*X LM2

=2UKC1+IKC1(XLM1-X LM2) 因线路X1=X2

=2UKC1

UKBM=UKC1ej180+aIKC1*XLM1+ a2IKC2*X LM2 因线路X1=X2

= UKC1ej180+√3IKC1ej90*XLM1

UKAM=UKC1ej180+a2IKC1*XLM1+ aIKC2*X LM2 因线路X1=X2

= UKC1ej180+√3IKC1ej-90*X LM1

保护安装处AB故障相间故障电流、电压

IKABM=IKAM -IKBM=√3IKC1ej-90-√3IKC1ej90

=2√3IKC1ej-90=2IKAM

UKABM=UKAM-UKBM

= UKC1ej180+√3IKC1ej-90*X1M-UKC1ej180-√3IKC1ej90*XLM1

=√3IKC1ej-90*X LM1-√3IKC1ej90*XLM1

=2√3IKC1ej-90*X1M

=2IKAM*X1M

通过上述计算可看出故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。

绘制向量图以供分析。

两相短路故障的特点:

出现负序分量;没有零序分量。

序网构成中正、负序分量同相并联,也即在正序的基础上串入了X∑2阻抗;

不对称故障必然产生负序分量;

短路点非故障相电流为零,对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零,对于双电源网络当各序分量阻抗分配系数

X1N/(X1M+X1N)=X2N/(X2M+X2N)

时保护安装处非故障相电流为零;不等时不为零。(此处所说的是故障分量,不包括故障前的负荷电流)

通常认为正、负序阻抗相等X1=X2,所以对于两相短路故障来说可以认为保护安装处非故障相电流为零。

故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。

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4、两相接地短路K(1.1)故障分析

以AB两相接地短路进行分析:
1)特殊相为C相
2)短路故障边界条件:
IKC=0;
UKA=UKB=0
3)各序分量:
IKC1=1/3(aIKA+a2IKB+IKC)=1/3(aIKA+a2IKB)
IKC2=1/3(a2IKA+aIKB+IKC)=1/3(a2IKA+aIKB)
IKC0=1/3(IKA+IKB+IKC)=1/3(IKA+IKB)
IKC=IKC1+IKC2+IKC0=0
UKC1=1/3(aUKA+a2UKB+UKC)=1/3UKC
UKC2=1/3(a2UKA+aUKB+UKC)=1/3UKC
UKC0=1/3(UKA+UKB+UKC)=1/3UKC
所以UKC1=UKC2=UKC0
4)绘制序网图:由上步计算结果可看出,正、负、零序电压相等、方向相同,即正、负、零序网络只能是同相并联;又因全电流为零,即同一节点电流为零符合同相并联要求。(如下图示)

5)计算各序分量向量值:

IKC1=E/(X∑1+X∑2X∑0)

IKC2= -IKC1* X∑0/(X∑2+X∑0)

IKC0= -IKC1* X∑2/(X∑2+X∑0)

UKC1=E-IKC1* X∑1

UKC2= -IKC2* X∑2

UKC0= -IKC0* X∑0

UKC1=UKC2=UKC0

6)计算故障点各相全电压、全电流

IKC=0

IKB= aIKC1+a2IKC2+IKC0

=aIKC1- a2IKC1* X∑0/(X∑2+X∑0)-IKC1*X∑2/(X∑2+X∑0)

IKA= a2IKC1+aIKC2+IKC0

=a2IKC1- aIKC1* X∑0/(X∑2+X∑0)-IKC1*X∑2/(X∑2+X∑0)

UKC=3UKC1

UKB= aUKC1+a2UKC2+UKC0=0

UKA= a2UKC1+aUKC2+UKC0=0

以单端系统为例计算保护安装处各相全电压、全电流

单端系统保护安装处电流等于故障点电流;双端系统保护安装处各序电流等于故障点各序电流乘各序阻抗分配系数;保护安装处电压等于故障点处电压加上线路压降。

IKCM=IKC

IKBM=IKB

IKAM=IKA

UKCM=3UKC1+IKC1*XLM1+ IKC2*X LM2+ IKC0*X LM0

UKBM=aIKC1*XLM1+ a2IKC2*X LM2+ IKC0*X LM0

UKAM=a2IKC1*XLM1+ aIKC2*X LM2+ IKC0*X LM0

保护安装处AB故障相间故障电流、电压

IKABM=IKAM -IKBM

=√3IKC1ej-90+√3IKC1ej-90*X∑0/(X∑2+X∑0)

=[1+ X∑0/(X∑2+X∑0)]√3IKC1ej-90

UKABM=UKAM-UKBM

=√3IKC1ej-90*X LM1+√3IKC2ej90*XLM1

=√3IKC1ej-90*X LM1-√3IKC1ej90*X∑0/(X∑2+X∑0)*XLM1

=√3IKC1ej-90*X LM1+√3IKC1ej-90*X∑0/(X∑2+X∑0)*XLM1

=[1+X∑0/(X∑2+X∑0)]√3IKC1ej-90*X1M

通过上述计算可看出故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。

绘制向量图以供分析。

两相接地短路故障的特点:

出现负、零序分量;

序网构成中正、负、零序分量同相并联,也即在正序的基础上串入了X∑2X∑0阻抗;

接地故障必然产生零序分量;

不对称故障必然产生负序分量;

短路点非故障相电流为零,对于单电源网络保护安装处非故障相电流也为零,对于双电源网络当各序分量阻抗分配系数

X1N/(X1M+X1N)=X2N/(X2M+X2N)=X0N/(X0M+X0N)

时保护安装处非故障相电流为零;不等时不为零。(此处所说的是故障分量,不包括故障前的负荷电流)

故障相间电压超前故障相间电流一个线路阻抗角。

负、零序电流超前负、零序电压(180度减一个线路阻抗角)约105度。

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5、三相短路K(3)故障分析

1)以A相为特殊相
2)短路路故障边界条件:
UKA=UKB=UKB=0
|IKA|=|IKB|=IKC|
3)各序分量:
UKA1=1/3(aUKA+a2UKB+UKC)=0
UKA2=1/3(a2UKA+aUKB+UKC)=0
UKA0=1/3(UKA+UKB+UKC)=0
在前边我们曾讨论过负、零序电压在短路点最高,而从上式看短路点负、零序分量电压均为零,也就是说负、零序网络中无任何电源,所以,三相短路只有正序分量。可得:
KA1=1/3(IKA+aIKB+a2IKC)=IKA
IKA2=1/3(IKA+a2IKB+aIKC)=0
IKA0=1/3(IKA+IKB+IKC)=0
绘制序网图:由上步计算结果可看出,三相短路只有正序分量。(如下图示)

5)计算各序分量向量值:

IKA1=E/X∑1

IKA2=IKA0=0

UKA1=UKA2=UKA0=0

6)计算故障点各相全电压、全电流

IKA=IKA1= E/X∑1

IKB= a2E/X∑1

IKC= aE/X∑1

UKA=UKB=UKB=0

以单端系统为例计算保护安装处各相全电压、全电流

单端系统保护安装处电流等于故障点电流;双端系统发生三相短路,保护安装处电流等于故障点电流乘正序阻抗分配系数;保护安装处电压等于故障点处电压加上线路压降。

IKAM = E/X∑1

IKBM=a2E/X∑1

IKCM= aE/X∑1

UKAM=IKA1*XLM1

= E* X LM1/X∑1

UKBM=IKB1*X LM1

= a2E* XLM1/X∑1

UKCM=IKC1*X LM1

= aE* X LM1/X∑1

通过上述计算可看出故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。

绘制向量图以供分析。

三相短路故障的特点:

只有正序分量;没有负、零序分量。

序网构成中同样只有正序分量,也可以说在正序的基础上串入了阻抗零;

故障相电压超前故障相电流一个线路阻抗角。

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6、总结

因为两相断线故障(单相运行)分析方法同单相接地短路故障分析方法相同;单相断线故障(两相运行)分析方法同两相接地短路故障分析方法相同,在此就不作分析;只讲一下断线与短路的区别及断线故障的特点。(这里指的断线均指非全相断线)

区别:

断线故障由两侧电源电势差E=ES-ER作用产生短路故障是由电源电势E作用产生;

断线故障附加阻抗串于正序网络断线口两侧,短路故障附加阻抗串于正序网络短路点与地之间。

断线故障各序综合阻抗为纵向阻抗(即线路方向阻抗),等于断线两侧阻抗之和;短路故障各序综合阻抗为横向阻抗(即短路点横断面阻抗),等于短路点两侧阻抗之并联值。

特点:

只有在两侧电源电势ES≠ER时电势差E出现,发生断线故障才产生负、零序分量;

空载线路(如网间联络线正常时无功率交换即负荷电流等于零)发生断线故障正、负、零序分量均没有;

单侧电源线路由于电势差E=E,发生断线故障时产生负、零序分量;

系统振荡当δ=180°时,由于电势差E=2E,发生断线故障产生的电流最大。

各种短路故障电流比较:

1)三相短路与两相短路故障相电流比较:

由前几节分析可知

|IK3|=E/X∑1,

|IK2|=√3E/(X∑1+X∑2) 因X1=X2

=√3E/(2X∑1)

所以|IK2|=√3|IK3|/2

2)三相短路与单相接地短路故障相电流比较:

由前几节分析可知|IK3|=E/X∑1,

|IK1|=3E/(X∑1+X∑2+X∑0) 因X1=X2

=3 E/(2X∑1+X∑0)

因为通常零序阻抗大于正序阻抗,所以|IK1|<|IK3|

3)单相接地短路与两相接地短路故障零序电流比较:

由前几节分析可知|I0K1|=E/(X∑1+X∑2+X∑0) 因X1=X2

=E/(2X∑1+X∑0)

|I0K1.1|=E/(X∑1+X∑2X∑0)*X∑2/(X∑2+X∑0) 因X1=X2 =E/(X∑1+2X∑0)

因为通常零序阻抗大于正序阻抗所以|I0K1.1|<|I0K1|

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三、电网故障定位与隔离(配网自动化)
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四、电力-故障录波(向量图)

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