单相接地短路的序分量

单相接地短路的序分量
1. 简介
单相接地短路是指电力系统中某一相与大地之间发生短路故障，导致该相电压下降或消失，从而引起电网的异常运行。

在单相接地短路故障中，序分量理论被广泛应用于故障检测和故障定位。

2. 序分量理论
2.1 序分量定义
序分量理论是由奥斯卡·邦内利于1918年提出的，它将三相交流系统中的三个相
量（即a、b、c）转换为正序、负序和零序三个序分量。

正序分量代表了均匀旋转
的对称组成部分，负序分量代表了逆时针旋转的非对称组成部分，零序分量代表了三个相量的共同直流或零频率成分。

2.2 序分量计算
根据Kirchhoff定律和对称性原理，可以得到计算正、负和零序电压/电流的公式：正序：
V1=V a+aV b+a2V c
3
负序：
V2=V a+a2V b+aV c
3
零序：
V0=V a+V b+V c
3
其中，a=e j 2π
3为旋转因子，V a,V b,V c分别为三相电压或电流。

2.3 序分量在单相接地短路中的应用
在单相接地短路故障中，由于故障相电压下降或消失，正负序电压和负序电流可以用来检测和定位故障。

当发生单相接地短路时，正序电压会受到较小的影响，而负序电压会受到较大的影响。

通过比较正负序电压的大小差异，可以判断是否发生了单相接地短路。

定位故障点时，可以使用负序阻抗法。

根据故障前后的正、负、零序电流和负序阻抗计算出故障点距离主变压器的位置。

3. 序分量计算实例
假设有一个三相交流系统发生了单相接地短路故障，已知以下参数：
•三相电压：V a=100∠0∘V,V b=100∠−120∘V,V c=100∠120∘V
•故障前负序电压：V2=10∠−30∘V
根据序分量计算公式，可以计算出正序、负序和零序电压：
正序电压：
V1=100+e j
2π
3⋅100+(e j
2π
3)
2
⋅100
3
=100∠0∘V
零序电压：
V0=100+100+100
3
=100∠0∘V
通过比较正负序电压的大小差异，可以判断是否发生了单相接地短路。

在本例中，由于正负序电压相等，可以判断没有发生单相接地短路。

4. 序分量故障定位实例
假设有一个三相交流系统发生了单相接地短路故障，已知以下参数：
•主变压器到故障点的距离：d=10km
•主变压器侧的正、负、零序电流：I1=I a,I2,I0
根据负序阻抗法，可以计算出故障点距离主变压器的位置：
负序阻抗：
Z2=V2 I2
故障点距离主变压器的位置：
d f=d⋅Z2 Z1
其中，Z1为正序阻抗。

通过测量故障前后的正、负、零序电流和负序阻抗，可以计算出故障点距离主变压器的位置。

5. 总结
单相接地短路是电力系统中常见的故障类型之一。

序分量理论在单相接地短路故障的检测和定位中起到了重要作用。

通过计算正、负和零序电压/电流，可以判断是
否发生了单相接地短路，并且可以根据负序阻抗法定位故障点距离主变压器的位置。

序分量理论为电力系统的故障诊断和恢复提供了有力工具。

参考文献：
1.Pandey, B., & Chakraborty, S. (2016). Fault Detection and
Classification in Transmission Line Using Symmetrical Components
and Wavelet Transform. In Applications of Modern Power Electronics (pp. 59-70). Springer, Singapore.
2.Guo, Q., Liu, Y., & Wang, J. (2019). Fault Location in Power
Distribution Systems Based on Symmetrical Components and Wavelet
Transform. In 2019 IEEE International Conference on Electrical
Engineering and Automation (EEA) (pp. 1-5). IEEE.。