电力系统故障分析
电力系统常见电气故障分析

电力系统常见电气故障分析1. 引言1.1 电力系统电气故障的危害电力系统电气故障的危害非常严重,可能会引发火灾、爆炸、设备损坏甚至人员伤亡。
火灾可能是最严重的后果,因为电气故障会引发高温,从而导致绝缘材料熔化或着火。
一旦发生火灾,不仅会造成设备的毁坏,还可能危及到周围的建筑物和人员的生命安全。
电力系统电气故障还可能导致设备的短路、过载等现象,进而影响电力系统的正常运行,甚至引发供电中断,给生产和生活带来极大的困扰。
电力系统电气故障的危害还表现在其对环境的影响。
由于电气故障可能导致设备的破坏,进而导致功率损失和电能浪费,造成不必要的资源消耗。
电气故障还可能释放有害物质,对周围环境造成污染。
为了确保电力系统的安全稳定运行,及时发现并排除电气故障是至关重要的。
引入预防措施、提高设备的可靠性,并加强对电力系统的监测和维护,可以有效降低电气故障带来的危害,保障电力系统的安全运行。
1.2 电力系统电气故障的分类电力系统电气故障的分类主要根据其性质和原因进行划分,常见的分类方式包括短路故障、过电压故障、欠电压故障和接地故障。
短路故障是电路中产生较大电流的现象,通常由电路元件之间的短路引起,可能会导致设备烧毁、火灾等严重后果。
过电压故障是指电压高于设定值的故障,可能由电网突发事件或设备故障引起,会对设备造成损坏和影响正常运行。
欠电压故障则是指电压低于设定值的故障,可能来源于电源不稳定或设备故障,会导致设备失效或无法正常工作。
接地故障是指设备或电路中出现接地故障,可能引起漏电、电击等安全问题。
通过对电力系统电气故障进行分类,可以更好地分析和解决故障问题,提高电力系统的安全性和稳定性。
2. 正文2.1 短路故障分析短路故障是电力系统中常见的电气故障之一,具有较高的危害性和影响范围。
短路故障一般指电路中两个或多个点之间因短路产生绝缘故障,导致电流突增,可能引发设备损坏、事故发生等严重后果。
短路故障通常可分为相间短路、接地短路和相接短路等多种类型,具体分析可根据系统结构和接线方式来确定。
电力系统故障分析

电力系统故障分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,但由于各种原因,电力系统在运行过程中可能会出现故障。
正确而迅速地分析电力系统故障是维护供电可靠性和安全性的关键。
本文将介绍电力系统故障的常见类型、分析的步骤以及一些应对故障的方法。
一、电力系统故障类型电力系统故障包括短路故障、过载故障和接地故障等。
短路故障是电力系统中最常见的故障类型之一,通常由两个或多个导体之间的直接接触或过近引起,导致电流突然增大。
过载故障是指电力系统中的负载超过其额定容量,导致设备过热并可能引发火灾。
接地故障是指电力系统中的导线或设备的绝缘被损坏,导致电流通过接地路径流失,可能引发触电事故。
二、电力系统故障分析步骤1. 确定故障点:当电力系统发生故障时,首先需要确定故障发生的地点。
常见的方法是使用断相法、牛顿—拉夫逊法等。
2. 排除外部原因:在进行故障分析之前,需要排除外部原因对故障的影响,例如天气、动物等。
只有排除了这些因素才能更准确地分析故障。
3. 分析故障类型:根据故障的特点和现象,确定故障的类型,如短路故障、过载故障或接地故障。
4. 分析故障原因:根据故障类型,结合电力系统的运行情况、设备参数等因素,分析故障的具体原因。
可以使用电力系统分析软件进行模拟和计算。
5. 制定应对方案:根据故障原因和影响程度,制定相应的应对方案。
可以采取恢复设备、调整运行参数、改变供电方式等方式应对故障。
三、电力系统故障应对方法1. 短路故障应对:对于电力系统的短路故障,可以采用断路器、隔离开关等设备进行隔离和停电。
同时,需要找出短路故障的具体原因,并及时修复或更换故障设备。
2. 过载故障应对:对于电力系统的过载故障,可以采取负荷分担、增加设备容量等措施。
重要的是要合理规划电力系统的负荷和容量,以避免过载故障的发生。
3. 接地故障应对:对于电力系统的接地故障,可以使用绝缘电阻、接地网等设备来限制电流的流失。
同时,定期检查绝缘设备的状态,及时更换老化或损坏的设备。
电力系统中的电力设备故障分析与处理方法

电力系统中的电力设备故障分析与处理方法电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施之一,起到了供电、保障、传输能源的重要作用。
然而,电力设备故障时有发生,给电力系统的正常运行带来了一定的困扰。
本文将围绕电力系统中的电力设备故障展开分析,并探讨相应的处理方法。
一、电力设备故障常见类型分析电力设备故障的类型繁多,常见的有电力线路故障、变压器故障、电缆故障等。
首先,电力线路故障是电力系统中常见的故障类型之一。
主要包括短路故障和断线故障两种情况。
短路故障是指两个或多个电路元件之间直接接触引起的故障,会导致电流超过额定值,从而造成设备受损。
断线故障是指电路中的导线断开,导致电流无法流通,使设备失去功效。
其次,变压器故障也是电力系统中常见的故障类型。
变压器故障主要包括绕组短路、绝缘击穿以及内部故障等。
最后,电缆故障是指电力系统中电缆的绝缘损坏、接头接触不良等情况。
这些故障会导致电力系统的正常运行受阻,严重时会引发火灾等安全事故。
二、电力设备故障诊断方法为了及时、准确地判断电力设备故障,并采取相应的处理措施,需要运用科学的诊断方法。
其中,传统的故障诊断方法主要包括现场观察法、参数计算法和设备试验法等。
现场观察法是指通过对设备的外部状况进行观察,结合设备的工作环境和工作状态进行判断。
参数计算法是通过测量电路的电流、电压等参数,计算得出故障发生的可能性。
设备试验法是指通过对设备进行特定的试验和检测,以确定故障位置和类型。
然而,这些传统的方法存在诊断周期长、操作复杂等问题,对电力系统的设备维护和故障处理带来了一定的困扰。
近年来,随着信息技术的快速发展,新型的电力设备故障诊断方法不断涌现。
其中,基于机器学习的故障诊断方法得到了广泛应用。
机器学习是一种能够通过自我学习和优化来提升性能的技术,对电力设备故障的判断具有较高的准确性和速度。
通过对电力系统中的大量数据进行分析和学习,机器学习算法能够找出规律,并对故障进行有效诊断。
例如,基于神经网络的故障诊断方法可以通过多层次的信息提取和分析,实现对电力设备故障的精准诊断。
电力系统常见电气故障分析

电力系统常见电气故障分析电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施,它承担着对电能的生产、传输和分配的重要任务。
由于各种原因,电力系统在运行过程中难免会发生各种电气故障,这些故障可能会导致停电、设备损坏甚至安全事故。
对电力系统常见的电气故障进行分析和解决,对于确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
一、短路故障短路故障是电力系统中最常见的一种故障形式,它通常指两个电路或设备之间因为某种原因导致电流异常增大而引起的故障。
短路故障可以分为相间短路和接地短路两种情况。
相间短路是指电力系统中两相或多相之间发生短路,可能导致设备受损、局部区域停电等后果;而接地短路是指系统中发生了接地故障,导致电流通过接地回路流回到地面,可能引起触电事故。
短路故障的原因可能很多,例如设备老化、被损坏、作业问题、环境因素等等。
要想避免短路故障的发生,关键在于加强设备的维护保养和定期的检测。
二、过载故障过载故障是指电力系统中的电缆、变压器、开关设备等电气设备在短时间内承受的电流或负荷超过其额定值的极限,导致设备过热、短路等故障。
过载故障往往是由于电网负荷大于设备的承载能力、设备操作不当、电器设备老化等原因导致的。
要想解决过载故障,首先需要提高设备的负荷能力,其次是在使用设备时要按照其额定值合理分布负载,避免长时间大负荷运行,规范设备运行温度、电压和电流等参数。
三、接地故障接地故障是指电力系统中设备、设施、线路或绝缘因素失效而造成导体对地短接的一种电气故障。
接地故障一般情况下分为接地故障和接地过电压两种类型。
接地故障可能引起相间短路、设备损坏、接地回路产生危险电压等情况,有时还可能导致触电事故。
要想防止接地故障的发生,首先要加强绝缘检测和维护保养;其次需要加强对接地电阻、接地装置及其接地方式的检查和管理。
四、断线故障断线故障是指电力系统中线路或设备的导体意外因素或破坏性因素导致的漏电,通常是由于线路绝缘老化、外来物体破坏或操作不当等原因引起。
电力系统故障分析的用途

电力系统故障分析的用途电力系统故障分析是指对电力系统中发生的故障进行深入研究、分析和诊断的过程。
通过对故障的分析和判断,能够找出故障的原因,提出相应的解决办法,并对电力系统的可靠性和安全性进行评估。
由于电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施,其可靠稳定运行对于社会经济的发展十分重要。
因此,电力系统故障分析具有以下几个重要的用途。
首先,电力系统故障分析可以帮助确定故障的原因。
通过对故障的详细分析,能够快速准确地确定故障的具体原因,例如设备损坏、线路短路、过载等。
这对于确保电力系统的可靠性非常关键,因为只有知道了故障的原因,才能有针对性地解决问题,避免类似的故障再次发生。
其次,电力系统故障分析可以提供对电力系统运行状态的全面了解。
通过对故障的分析和记录,可以了解电力系统在故障发生前的运行状况,例如电流、电压、功率等。
这对于运营商、维修人员和管理人员来说非常重要,因为他们可以通过分析这些数据来判断电力系统的可靠性和健康状况,及时采取相应的措施来保障电力系统的稳定运行。
第三,电力系统故障分析可以提供对电力设备的健康状况的评估。
通过对故障的分析,可以了解电力设备是否频繁出现故障,是否存在潜在的故障隐患等。
这对于设备维修和更换计划的制定非常重要,因为只有对设备的健康状况有全面了解,才能及时进行设备的维护和更换,提前预防故障的发生,避免意外的停电和损失。
此外,电力系统故障分析还可以提供对电力系统容错性的评估。
容错性是指电力系统能够在设备故障等异常情况下能够维持运行的能力。
通过对故障的深入分析,可以了解电力系统在发生故障时的响应能力和恢复能力。
这对于提高电力系统的容错性和鲁棒性非常重要,因为只有在故障发生时能够快速有效地采取措施,才能减少故障的影响和损失。
最后,电力系统故障分析可以提供对电力系统改进和优化的建议。
通过对故障的分析,可以找出电力系统存在的问题和弱点,提出相应的改进和优化方案。
这对于提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性非常重要,因为只有在对电力系统的不足之处有全面了解的基础上,才能制定针对性的改进措施,提高电力系统的运行效率和经济性。
电力系统故障分析报告

电力系统故障分析报告概述本报告旨在对电力系统故障进行深入的分析和研究,以便找出根本原因,并提出相应的解决方案。
通过对故障发生的背景、原因、影响及解决办法的全面分析,旨在提高电力系统的稳定性和可靠性。
1. 背景我们的电力系统在最近几个月内发生了多起故障事件,给供电可靠性带来了严重的影响。
我们需要了解故障的类型、频率,以及对电力系统正常运行造成的影响。
2. 故障类型及频率通过对过去几个月的故障数据进行统计,我们发现以下几种常见的故障类型:2.1 输电线路故障2.1.1 电缆老化2.1.2 过载2.1.3 短路2.2 变压器故障2.2.1 绝缘老化2.2.2 温升过高2.3 发电机故障2.3.1 机械故障2.3.2 电气故障2.4 开关设备故障2.4.1 断路器失灵2.4.2 开关磨损3. 故障影响通过故障的分析,我们发现以下几点影响:3.1 供电可靠性下降3.2 产生系统停电3.3 对用户生产和生活造成不便3.4 影响电力公司声誉4. 故障原因分析通过对故障事件的详细分析,我们找到了许多引起故障的原因,其中包括:4.1 设备老化4.2 过载运行4.3 设备维护不及时4.4 设备故障检测不到位4.5 环境因素(例如恶劣天气)5. 解决方案为了解决以上问题,我们提出以下改进的解决方案:5.1 加强设备维护与检修5.1.1 定期检测设备状态5.1.2 及时更换老化设备5.1.3 建立设备维护档案5.2 强化过载保护机制5.2.1 定期进行负荷分析5.2.2 升级过载保护装置5.3 完善故障检测与处理流程5.3.1 提高故障检测的准确性和时效性5.3.2 加强紧急故障处理能力5.4 加强环境监测与应急预案5.4.1 建立气象监测系统5.4.2 制定恶劣天气应对预案结论通过对电力系统故障的分析和研究,我们得出结论:1. 系统设备老化是主要故障原因之一,应加强设备维护与检修;2. 过载运行也是故障频发的原因,应加强过载保护机制;3. 故障检测与处理流程需要改进,以提高故障处理的效率;4. 环境因素对电力系统故障有重要影响,应加强环境监测与应急预案。
电力系统常见电气故障分析

电力系统常见电气故障分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,它承担着输送和分配电能的重要任务。
由于各种原因,电力系统中常会出现各种电气故障,这些故障可能会导致电力系统的瘫痪甚至危及人员和设备的安全。
对电力系统常见电气故障进行分析和诊断具有重要意义,可以帮助电力系统的管理者和维护人员及时发现和解决问题,确保电力系统的正常运行和安全性。
一、线路故障线路故障是电力系统中最常见的故障之一。
它包括短路、接地故障和开路故障等。
短路是指电力系统中的两个或多个导体之间发生了不正常的直接连接,导致电流异常增大。
接地故障是指输电线路或设备的金属结构非正常接地,通常表现为接地电流异常增大。
开路故障是指导线或设备中的一根或多根导线断开,导致电路中断,无法继续传输电能。
这些线路故障可能会导致电力系统的短时过载、电压波动、设备损坏甚至引发火灾等严重后果。
针对线路故障,需要进行及时的故障定位和排除。
对于短路故障,可以使用故障指示器、差动保护装置等设备进行快速定位和切除故障段,以避免线路故障扩大范围。
对于接地故障,需要及时清除故障点周围的植被,找出接地故障点,并进行绝缘检查和绝缘处理。
对于开路故障,需要使用断路器等设备进行切除故障点,并进行维修和恢复线路。
二、设备故障电力系统中的各种设备,如变压器、开关设备、断路器等,也有可能发生各种故障。
这些设备故障可能由于设备自身的老化、设计缺陷、操作不当等原因导致。
常见的设备故障包括内部短路、绝缘击穿、过载、接触不良等。
这些故障可能会导致设备损坏、电力系统的稳定性下降以及其他设备故障的发生。
针对设备故障,需要加强设备的监测和维护工作。
通过定期的设备检查、绝缘测试、接触检查等手段,可以及时发现设备故障的迹象。
在发现设备故障后,需要及时对设备进行维修、更换或升级,以确保设备的正常运行和安全性。
三、电压不平衡电压不平衡是指电力系统中的三相电压之间存在不同程度的不一致,通常表现为电压幅值、相位差或波形失真的不一致。
电力系统故障分析

电力系统故障分析1 故障基础知识电力系统的故障一般分为简单故障和各种复杂故障。
简单故障是指电力系统正常运行时某一处发生短路或断线故障的情况,其又可分为短路故障(横向故障)和断线故障(纵向故障),而复杂故障则是指两个或两个以上简单故障的组合。
短路故障有4种类型:三相短路((3)K )、两相短路((2)K )、单相接地短路((1)K )和两相短路接地((1.1)K );断线故障分为一相断线和两相断线。
其中发生单相接地短路故障的概率最高,占65%。
在本次设计中,对这六种故障都进行了建模仿真,由于单相接地短路故障发生的几率最高,因此本文将该故障作为典型例子来分析建模仿真过程。
2 单相短路接地故障分析假设系统短路前空载,短路模拟图如图1所示。
图1 单相接地短路当系统中的f 点发生单相(A 相)直接短路接地故障时,其短路点的边界条件为A 相在短路点f 的对地电压为零,B 相和C 相从短路点流出的电流为零,即:00fA fB fC U I I ===将式子(1)转换成各个序分量之间的关系。
对于0fA U =,有如下关系:(1)(2)(0)0fA fA fA fA U U U U =++=根据0fB fC I I ==可以得出:2(1)2(2)(0)11110331110fA fA fA fA fA fA fA I I aa I I aa I I I ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦于是,单相短路接地时,用序分量表示的边界条件为:(1)(2)(0)(1)(2)(0)0fA fA fA fA fA fA fA U U U U I I I ⎧=++=⎪⎨==⎪⎩(1) (2) (3)由边界条件组成复合序网(复合序网是指在短路端口按照用序分量表示的边界条件,将正序、负序和零序三个序网相互连接而成的等值网络)从A 相短路接地的序分量边界条件式(3)可见,它相当于三序序网的端头进行串联,如图2所示图2 单相接地短路复合序网复合序网直观地表达了不对称短路故障的地点和类型,对复合序网进行分析计算,可以解出短路点处的各序电压,电流分量,如下:(1)电流分量序电流分量为 : 00(1)(2)(0)(1)(2)(0)fA fA fA fA fA U U I I I Z Z Z Z ∑∑∑====++∑ 三相电流为:(1)033/0fA fA fA fB fC I I U Z I I ⎧==∑⎪⎨==⎪⎩(2)电压分量序电压分量为:(1)(1)(1)(2)(0)00(2)(2)0(0)(0)0()/fA fA fA fA fA fA fA fA U U I Z U Z Z Z Z U U ZZ U U Z∑∑∑∑∑⎧⎡⎤=-=+∑⎪⎣⎦⎪⎪=-⎨∑⎪⎪=-⎪∑⎩三相电压为:(4) (5) (6) ()()()()(1)(2)(0)222(1)(2)(0)(2)(2)(1)22(1)(2)(0)(2)(2)(1)11fA fA fA fA fB fA fA fA fA fC fA fA fA fA U U U U U a U aU U a a Z a Z I U aU a U U a a Z a Z I ∑∑∑∑⎧=++=⎪⎪⎡⎤=++=-+-⎨⎣⎦⎪⎡⎤⎪=++=-+-⎣⎦⎩(7)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 故障类型电力系统的线路故障总的来说可以分为两大类:横向故障和纵向故障。
横向故障是指各种类型的短路,包括三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。
三相短路时,由于被短路的三相阻抗相等,因此,三相电流和电压仍是对称的,又称为对称短路。
其余几种种类型的短路,因系统的三相对称结构遭到破坏,网络中的三相电压、电流不再对称,故称为不对称短路。
运行经验表明,电力系统各种短路故障中,单相短路占大多数,约为总短路故障数的65%,三相短路只占5%~10%。
三相短路故障发生的几率虽然最小,但故障产生的后果最为严重,必须引起足够的重视。
此外,三相对称短路计算又是一切不对称短路计算的基础。
纵向故障主要是指各种类型的断线故障,包括单相断线、两相断线和三相断线。
2 对称分量法和克拉克变换2.1 对称分量变换三相电路中,任意一组不对称的三相相量都可以分解为三组三相对称的分量,这就是所谓的“三相相量对称分量法”。
对称分量法是将不对称的三相电流和电压各自分解为三组对称分量,它们是:(1) 正序分量:三相正序分量的大小相等,相位彼此相差2pi/3,相序与系统正常运行方式下的相同;(2) 负序分量:三相负序分量的大小相等,相位彼此相差2pi/3,相序与正序相反; (3) 零序分量:三相零序分量的大小相等,相位相同。
为了清楚起见,除了仍按习惯用下标a 、b 和c 表示三个相分量外,以后用下标1、2、0分别表示正序、负序和零序分量。
设.a F 、.b F 、.c F 分别代表a 、b 、c 三相不对称的电压或电流相量,.1a F 、.2a F 、.0a F 分别表示a 相的正序、负序和零序分量;.1b F 、.2b F 、.0b F 和.1c F 、.2c F 、.0c F 分别表示b 相和c 相的正、负、零序分量。
通常选择a 相作为基准相,不对称的三相相量与其对称分量之间的关系为:..21..22..01113111a a a b a c F F a a a a F F F F ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭式中,运算子120j a e =,2240j ae =,且有31a =,2310a a ++=;我们令2211111a a S a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭称为对称分量变换矩阵。
我们有:120abc F SF =它的逆12211111S a a a a -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭称为对称分量反变换矩阵。
因此有:1120abc F S F -=由以上两式可以得到以下结论,桑不对称的相量可以唯一地分解为三组对称的相量(简称对称分量)。
有三组对称分量可以进行合成而得到惟一的三个不对称相量。
由三相分量到序分量的变换,可知电力系统正常对称运行或者发生对称三相短路时系统中的负序和零序分量为零。
系统在不对称运行或者发生不对称短路时,系统中才会有负序和零序分量。
另外,由零序分量的变换可知道,如果系统是不接地系统,即a ,b ,c 三相的电流之和在任意时刻均为零,可知不接地系统在发生不对称的非接地故障时故障电流的零序分量为零。
2.2 克拉克变换克拉克变换是由克拉克(E.Clarke )提出的两相变换,它是一种根据双反应原理进行的变换。
用正交矩阵表示这种变换关系时,有0abc f Cf αβ=;10abc f C f αβ-=其中211103111C ⎛⎫-- = ⎪⎝⎭;1101112112C -⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=- ⎪ ⎪⎪-- ⎪⎝⎭特别的,当三相对称时有以下关系(以电压为例,电流也如此):..a V V α=;..a V j V β=-;.00V =2.3 对称分量法与克拉克变换的关系对于一组三相分量,可以通过对称分量法分解为对应的正序、负序、零序分量,也可以通过克拉克变换变换成α相分量、β相分量和0相分量。
那么我们可以以系统运行时的电压电流参数为桥梁,将两种变换联系起来,实现两种变换也可以互相转换。
..21..22..001011111132111112V V a a aa V V V V αβ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭ ⎪⎝⎭⎝⎭...1102211022001j V j V V αβ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可以看出,对称分量中的零序分量与克拉克变换后的0相分量相等。
其它两分量的关系为:...11()2V V j V βα=+...21()2V V j V βα=- 和...21...21()V V V V j V V αβ=+=--3 克拉克变换和对称分量法在电力系统故障分析中的应用3.1 克拉克变换在故障分析中的应用概述由对称分量法正、负分量与克拉克变换α、β分量的关系,以及系统三相对称运行时有:..a V V α=由叠加定理可推导出:.......(0)(0)12221111()()2z z V VV V VI I α+=++=-+..1221()2z z I I ---.....(0)121222111...(0)12121()()()2222z z z z VI I j j I I z z z z V I j I αβ+-=-+---+-=--同理,可以推导出:....(0)1212122z z z z V j VjI I βαβ-+=-++考虑到电力系统中一般都能满足正、负序阻抗相等的条件,即12z z =,则以上两式可以简化为:...(0)11...(0)11..000V Vz I V j Vz I V z I ααββ=-=--=-上式也就是故障口的电压方程。
边界条件的建立要根据短路类型来确定。
将电压和电流的克拉克变换代入确定的边界条件,得到变换后电压分量和电流分量的边界制约关系。
3.2 基于对称分量法的复杂故障分析首先要说明的是,在一个三相对称的元件中(例如线路、变压器和发电机),入股流过三相正序电流,则在元件上的三相电压降也是正序的,这一点从物理意义上是很容易理解的。
同样地,如果路过三相负序电流或零序电流,则元件上的三相电压降也是负序的或零序的。
这也就是说,对于三相对称元件,各序分量是独立的,即正序电压只与正序电流有关,负序、零序也如此。
当系统发生简单故障,即故障点只有一个时可通过建立单端口网络来分析故障点电压电流情况。
由此可推论,当系统发生多点故障时可以通过建立多端口网络来分析。
在发生短路的故障点,引入与故障电流相等的故障电流源,向系统注入故障电流。
故障电流的注入将影响系统中其它节点的电压、电流分布。
贯穿整个分析过程的是叠加定理。
通过故障前与故障后注入故障电流相叠加得到系统故障点在发生故障后稳态运行情况。
有3种常用的描述端口网络的方程:阻抗型参数方程、导纳型参数方程和混合型参数方程。
这里仅介绍用阻抗型参数方程分析复杂故障。
在复杂故障中,出现双重故障的可能性最大。
双重故障可以是串联型与串联型故障的复合、并联型故障的复合以及串联型与并联型故障的复合。
它们的分析方法虽各不相同,但其实质都是通用复合序网和两端口网络方程的综合应用。
正如前面所述,电力系统发生多点故障时,利用叠加定理,将故障前故障点运行状况与将系统电源置零仅由故障电流作用时的故障点运行状况相叠加。
我们假设故障前系统空载,此时,三相对称,系统中不存在负序和零序分量。
我们仅以双重故障为例,设系统中有两个故障点k 和f ,k 点发生三相对称接地短路(....0,0,ka ka kb kb k k V z I V z I -=-= ..0kc kc k V z I -=,k z 为短路过渡电阻)。
节点f 发生b 、c 相金属性相间短路(.....,0,0fa fb fc fb fc I V V I I ==+=)。
对故障点k ,有节点电压方程:(0)....(1)(1)(1)(1)(1)k k k f kk kf V V z I z I =--○1 ...(2)(2)(2)(2)(2)k k f kk kf V z I z I =--○2 ...(0)(0)(0)(0)(0)k k f kk kf V z I z I =--○3 故障点k 是三相对称短路,有故障点三相故障电压为短路电流流经过渡电阻后的压降,因此故障点k 的边界条件为:..0ka ka k V z I -=;..0kb kb k V z I -=;..0kc kc k V z I -=对应的序分量形式为(化简后):..(1)(1)k k k V z I =○4 ..(2)(2)k k k V z I =○5 ..(0)(0)k k k V z I =○6 同样地,对于节点f 有电压方程为:(0)....(1)f (1)(1)(1)(1)f f k ff fk V V z I z I =--○7 ...(2)f (2)(2)(2)(2)f k ff fkV z I z I =--○8 ...(0)f (0)(0)(0)(0)f k ff fk V z I z I =--○9 故障点f 为两相金属短路,有故障点a 相电流为0,b 、c 相电压相等,电流之和为0,因此故障点f 的边界条件为:.0fa I =;..,fb fc V V =;..0fb fc I I +=对应的序分量形式为(化简后):.(0)0f I = ○10 ..(1)(2)0f f I I += ○11 ..(1)(2)f f V V = ○12 由以上方程可以得到双重故障的复合序网为:图1 双重故障的复合序网由上面的分析可以得出:电压方程确定了复合序网网络内的电势和内部序阻抗的大小。
网络内的电势就是短路前的端口电压,由于故障前系统是对称运行,故负序和零序电势为零。
端口电压方程则决定了复合序网端口外部序阻抗的大小以及端口之间的连接方式。
由○1○4解得:(0)...(1)(1)(1)(1)()k k f kk k kf V z z I z I =++○13 由○2○5○11解得:.(2)(2)(2)kf k k kk z I z z =+○14把○14代入○8有:..(2)(2)(1)(2)(2)(2)()fk kf f f ff k kk z z V z I z z =-+○15 由○12可知,式○7和○15相等,联立两式得: (0)..(1)(1)(1)(2)(fk fk ff ff V z I z z =++.(2)(2)(1)(2))fk kf f k kk z z I z z -+○16 由○13和○16得: 1.(1)(1)(1)(2)(2).(1)(1)(2)(1)(2)kk k kf k fk kf fk ff ff f k kk z z z I z z z z z I z z -⎛⎫+⎛⎫⎪⎪= ⎪ ⎪+-⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭(0).(0).k f V V ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎝⎭。