8 电力系统不对称分析 (1)
电力系统的不对称(故障)分析的对称分量法
（*）
式 Ub Uc Z f Ib 可变换为
(a2Ua1 aUa2 Ua0 ) (aUa1 a2Ua2 Ua0 ) Z f (a2Ia1 aIa2 Ia0 )
将（#）式代入：(a2 a)Ua1 (a2 a)Ua2 Z f (a2 a)Ia1
a3 1
其中
1 T a 2
a
1 1 a 1 a 2 1
为对称分量变换矩阵
IP
IIba
Ic
为相电流向量
IS
Ia1 Ia 2
Ia0
为对称分量电流向量
对前式求逆，得 IS T 1IP ，其中
1 a a 2
电力系统的不对称（故障）分析的 对称分量法
在电力系统故障中，不对称故障发生的概率比三相对称故 障发生的概率大得多。例如某电力系统220kV线路故障中：
单相接地短路占91%； 两相短路占0.9%； 两相接地短路占5.9%； 三相短路占1.8%； 单相断线占0.4%。 基本分析方法：对称分量法
一、对称分量法
Ia1 Ia 0Ia 2
Uc 2
Ub 2
Ia
Uc 2
UC1
Uc 0 Uc
Ua Ua 2 Ua0
Ub 2 Ub1
Ub Ub0
2. 两相短路
短路点的电压电流（边 界条件）：
Ia 0 Ib Ic
Ub Uc Z f Ib
a
k
b
c
Ua Ub Uc Ia 0
3X kk0 ]Ia1
Uc aUa1 a2Ua2 Ua0 j[(a a2 ) X kk2 (a 1) X kk0 ]Ia1
电力系统发生不对称短路故障分析
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的，本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。
关键字：标么值；等值电路；不对称故障目录一、基础资料 (4)二、设计内容 (4)1.选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数。
(4)2.化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。
(7)3.K处发生单相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(8)4.设在K处发生两相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(9)5.讨论正序定则及其应用。
并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电流。
(11)三、设计小结 (12)四、参考文献 (12)附录 (13)一、基础资料1.电力系统简单结构图如图1所示。
图1 电力系统结构图在K 点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*） 发电机G1和G2：S n =120MV A ，U n =10.5kV ，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45；变压器T1：S n =60MV A ，U K %=10.5 变压器T2：S n =60MV A ，U K %=10.5线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。
二、设计内容1.选择110kV 为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）在产品样本中，电力系统中各电器设备如发电机、变压器、电抗器等所给出的都是标么值，即以本身额定值为基准的标么值或百分值。
电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计
电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计电力系统是现代社会不可或缺的组成部分。
在电力系统中，不对称故障是一种严重的故障，其影响可以导致电力系统的瘫痪。
因此，不对称故障分析与计算非常重要，是电力系统维护的基础工作之一。
本文将重点讨论电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计。
1. 不对称故障的概念不对称故障是指在电力系统中，一侧电源与另一侧负载不对称导致的故障。
不对称故障通常包括短路故障和开路故障两种情况。
短路故障是指两个相之间或者相与地之间的短路，导致电路异常加热、设备损坏、电压降低等问题。
开路故障是指电路中出现的缺失和断路，导致电流无法正常流动，使电力系统无法正常运行。
2. 不对称故障分析与计算在出现不对称故障时，需要进行分析和计算。
基本的不对称故障分析和计算包括以下内容：（1）不对称故障电流的计算。
不对称故障电流是指出现不对称故障时电路中的电流。
不同类型的故障电流计算方法不同，需要根据具体情况进行计算。
不对称故障电流的计算非常关键，可以为后续的故障处理提供依据。
（2）故障影响分析。
不对称故障会对电力系统产生不同程度的影响，包括电压降低、设备故障、负荷损失等。
需要进行故障影响分析，为后续处理提供依据。
（3）电力系统稳态分析。
在不对称故障发生时，需要进行电力系统的稳态分析，分析电力系统受故障干扰后的运行情况，为后续处理提供可靠的指导。
3. 不对称故障计算程序设计对于电力系统不对称故障计算，可以设计相应的计算程序，以提高计算效率和准确性。
根据不同的故障情况和计算需求，可以设计不同的计算程序。
一般而言，不对称故障计算程序应包括以下部分：（1）输入信息。
输入信息主要包括电路图、电力系统参数、故障类型等。
输入信息的准确性对计算结果具有重要的影响。
（2）故障电流计算。
根据输入的电路图和电力系统参数，计算不对称故障电流。
不对称故障电流是不对称故障计算的基础。
（3）故障影响分析。
根据不对称故障电流，计算电力系统电压降低、设备故障等影响，预测故障对电力系统的影响程度。
不对称故障分析 - 电力系统
Ifa(2) =-Zff(0)
Zff(2) +Zff(0)
Ifa(1)
Ifa(0) =-Zff(2)
Zff(2) +Zff(0)
Ifa(1)
附加阻抗 Z△(1,1)
V f a ( 1 )= V f a ( 2 )= V f a ( 0 )= ( Z f f ( 2 ) / / Z f f ( 0 ) ) I f a ( 1 )
(4) 故障(短路)口的各相电流
Ifa =0 Ifb =a2Ifa(1) +aIfa(2) +Ifa(0) =-j
3Ifa(1)
I
( f
2
)
Ifc =-Ifb =j 3Ifa(1)
8
8-1 —— 二、两相短路：
(5) 故障(短路)口的各相电压
V fa = V fa(1) + V fa(2) + V fa(0)
-j
3Xff(0)Ifa(1)
V fc=aV fa(1)+a2V fa(2)+V fa(0)=23-2Xff(2)+Xff(0) -j 3Xff(0)Ifa(1)
5
8-1 简单不对称短路的分析
一、单相接地短路： (6) 故障(短路)口的电流电压相量图 (7) 分析与结论
Ifa(1)
=Ifa(2)
= Vf[0] Zff(1) +Zff(2)
附加阻抗 Z△(2)
V f a ( 1 ) = V f a ( 2 ) = V f [ 0 ] - Z f f ( 1 ) I f a ( 1 ) = Z f f ( 2 ) I f a ( 1 ) = Z f f ( 2 ) I f a ( 2 )
电力系统不对称故障的分析计算
电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。
然而，由于各种原因，电力系统可能会发生不对称故障，导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。
因此，对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。
本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法，并使用Markdown文本格式进行输出。
2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。
其主要原因包括：单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。
不对称故障的特点如下：1.电流和电压的相位不同：在不对称故障中，电流和电压的相位不同，通常表现为电流和电压波形的不对称。
2.非对称系统功率：由于不对称故障，电力系统中的功率将变得非对称。
正常情况下，三相电流和电压的功率应该平衡，但在不对称故障中，这种平衡被破坏。
3.对称分量的存在：在不对称故障中，由于相序的不同，电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。
3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算，一般可以采用以下步骤：3.1 系统参数获取首先，需要获取电力系统的各项参数，包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。
这些参数将用于后续的计算。
3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置，对故障状态进行建模。
常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。
3.3 网络方程建立基于故障状态的建模，可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。
通过求解节点方程或潮流方程，可以得到电流和电压的分布情况。
3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果，可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标，包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。
3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果，可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。
通过故障保护和控制系统的响应，可以及时检测和隔离故障，保证电力系统的平安运行。
4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。
电力系统分析第章电力系统简单不对称故障的
电力系统分析第章电力系统简单不对称故障的处理电力系统是现代社会中不可或缺的一部分，其稳定运行对于保障人们的生活质量，维持经济的发展和社会的稳定至关重要。
在电力系统的运行过程中，经常会出现各种各样的故障，随着电力系统的不断发展和提高，各种故障也越来越多样化和复杂化。
其中，不对称故障是一种非常重要的故障类型，本文将对电力系统中简单的不对称故障进行详细的分析和处理。
不对称故障的定义不对称故障是指电力系统中发生的一种故障，其导致各相之间电路参数不一致，从而导致电流的不均衡。
不对称故障主要有以下几种形式：•单相短路故障（短路故障发生在一条支路上）；•两相短路故障（短路故障发生在两条支路上）；•相间短路故障（短路故障发生在两个相之间）；•单相接地故障（故障相接地）；•两相接地故障（两个相接地）；•相间接地故障（两个相接地）。
不对称故障的分析不对称故障的分析过程主要分为两个步骤，分别是故障检测和故障定位。
故障检测的主要目的是确定发生故障的支路或电气设备，以便进行故障隔离和修复。
常用的故障检测方法有以下几种：•变压器过热检测法；•相序保护法；•电流差动保护法；•波形比较法；•同步检测法。
故障定位故障定位的主要目的是确定故障的位置，以便快速修复。
常用的故障定位方法有以下几种：•距离保护法；•相位比较法；•反演法；•差动保护法不对称故障的处理不对称故障的处理主要分为两个步骤，分别是故障隔离和故障恢复。
故障隔离的主要目的是将故障部分与正常工作部分切断联系，以免故障扩大影响，损坏更多的设备甚至引起电力系统的崩溃。
常用的故障隔离方法有以下几种：•手动隔离法；•自动隔离法；•线路转换法。
故障恢复故障恢复的主要目的是修复故障，恢复电力系统的正常运行。
故障恢复的步骤主要分为以下几个阶段：•修复故障部分；•恢复与故障部分切断的联系；•逐步恢复电力系统的正常运行。
结论不对称故障是电力系统中常见的故障类型之一，其在电力系统的运行过程中有着重要的意义。
电力系统不对称故障穿越能力分析
电力系统不对称故障穿越能力分析1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，其稳定运行对保障国家经济发展和人民生活水平至关重要。
然而，由于各种因素的影响，电力系统中可能出现各种故障，其中不对称故障是一种常见情况。
本文将对电力系统不对称故障穿越能力进行分析，以探讨系统在面对不对称故障时的可靠性和稳定性。
2. 不对称故障的定义与分类不对称故障是指系统中的故障电流在幅值和相位上不与正常运行时的电流一致的故障形态。
根据故障发生时电流的不对称度，不对称故障可以分为正序故障、负序故障和零序故障。
正序故障是指故障电流各相之间幅值相等且相位相同的故障，负序故障是指故障电流各相之间幅值相等但相位相差120度的故障，零序故障是指故障电流各相之间的幅值相等但相位相同的故障。
3. 不对称故障对电力系统的影响不对称故障会对电力系统的稳定性和可靠性产生重要影响。
首先，不对称故障会导致电力系统中的不对称电磁力和不对称阻尼，进而引起设备的振动和过大的压力，给系统带来附加的应力，可能导致设备的损坏和系统的故障。
其次，不对称故障会导致电网内电压降低、频率波动和短期不平衡，从而影响用户的用电质量和系统的可靠供电。
4. 不对称故障穿越能力的评估方法为了评估电力系统在面对不对称故障时的穿越能力，可以运用以下方法进行分析。
首先，可以通过模拟电力系统的稳定运行来获取故障穿越能力的统计数据，以此评估系统的可靠性。
其次，可以利用电力系统辅助计算软件进行数值模拟和仿真，观察系统在不同故障情况下的响应和稳定性。
此外，还可以采用试验验证的方法，通过对实际系统进行故障注入和监测，获得系统的穿越能力数据。
5. 提高电力系统不对称故障穿越能力的措施为了提高电力系统在不对称故障下的可靠性和稳定性，可以采取一系列相应的措施。
首先，可以加强对系统的监测和预警，及时发现和处理潜在的不对称故障。
其次，可以优化系统的保护和自动化控制策略，提高系统对不对称故障的检测和处理能力。
第八章电力系统不对称故障的分析
•
U
fc (1)
•
U
fc ( 2 )
•
U
fc ( 0 )
1
•
U
fc
3
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。
j a2 a X ff (2) a2 1 X ff (0) I&fa(1)
U&fc aU&fa(1) a2U&fa(2) U&fa(0)
j a a2 X ff (2) a 1 X ff (0) I&fa(1)
（四）向量图：
Ifc(2) Ifb(1)
Ifc(1) Ifb(2)
•
I fa(2)
X ff (0)
•
I fa(1)
X ff (2) X ff (0)
•
I fa(2)
X ff (2)
•
I fa(1)
X ff (2) X ff (0)
U&fa(1) U&fa(1) U&fa(1)
j
X X ff (2) ff (0)
•
I fa(1)
X ff (2) X ff (0)
（2）两故障相中的短路电流的绝对值相等，方向相反， 数值上为正序电流的 3 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
Z (2)
构成一个增广正序网而发生三相短路时的电流相等。即
•
•
•
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8.1 简单不对称短路的分析
5) 算例—下例发生各种不对称电路的电流
解 E 0.95 X1 0.83 X2 0.44 X0 0.78
115kV侧的基准电流为 两相短路接地
IB 0.6kA
X
(1,1)
X 2
//
X 0
0.44 // 0.78
0.28
m(1,1) 3 1 [ X 2 X 0 /( X 2 X 0 )2 3 1[0.44 0.78 /(0.44 0.78)2 1.52
Ia 0Z 0
Va0
各相电压、电流
Ia Ia1 Ia2 Ia0 Ib a2 Ia1 aIa2 Ia0 Ic aIa1 a2 Ia2 Ia0
Va Va1 Va2 Va0
8.1 简单不对称短路的分析
8.1 简单不对称短路的分析
习题
• 单相接地短路是最经常发生的短路类型。 （）
• 当中性点直接接地系统发生单相短路接地 时，短路点的正序电流、负序电流和零序 电流分别相等。（ ）
• 当中性点直接接地系统发生单相短路接地 时，非故障相电压会降低。（ ）
习题
• 对于AB两相金属性短路边界条件与序分量关系 描述正确的是（ ）
• A A相电流与B相电流大小相等且方向相反，C 相正序电流与C相负序电流大小相等且方向相反
单相接地短路电流、电压相量图
8.1 简单不对称短路的分析
• 非故障相电压 V&b和V&c 绝对值总是相等。
•
其相角差 与 v
X0 X2
有关；当 X0 0 时，
V&a0 0,v 180,
• 当 X0 时，为不接地系统，非故障相
电压升高为线电压，夹角为60度。
• 当 X0 X2 时，故障相电压等于故障前 电压。
Va Va1 Va2 Va0
8.1 简单不对称短路的分析
8.1 简单不对称短路的分析
BC相接地短路
▪ (1)故障条件(边界条件)
Ia 0
Vb 0 Vc 0
Ia1 Ia2 Ia0 0 Va1 Va2 Va0
I(a11.1)
Z 1
习题
• 电力系统直接接地系统中发生（ ）时，短路电流与短路点的等效正序 阻抗有关。
• A 两相短路接地 • B单相接地短路 • C 两相短路 • D 三相短路
习题
• 对于零序分量而言，B相超前A 相120°（ ） • 220kV系统同一点分别发生单相短路接地和三
相短路时，三相短路电流一定大于单相短路电 流（ ） • 变压器接线方式为Yn,d,当d侧发生单相接地短 路时，变压器中一定有零序电流流过。（ ）
习题
• 当短路点的正序等效网络，负序等效 网络和零序等效网络并联时，对应于 短路点发生（ ）
• A 两相短路 • B 三相短路 • C 两相接地短路 • D 单相接地短路
习题
• 中性点直接接地系统中发生A 相接地短路 ，已知A相电流有效值等于3A，则短路点 的负序电流有效值等于（ ）Ａ。
•Ａ １ •Ｂ ３ •Ｃ ９ • Ｄ１２
第八章 不对称故障分析
8.1
简单不对称短路的分析
8.2
不对称短路时网络中电流和电压
8.3
非全相断线的分析计算
8.1 简单不对称短路的分析
(3)复合序网— 增广正序网
1. 单相(a相)接地短路
Z1
▪ (1)故障条件(边界条件)
C
Va 0
Ib 0 Ic 0
E
B
A
Va1 Va2 Va0 0
• B A相电流与B相电流大小相等且方向相反，A 相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相反
• C A相电流与B相电流大小相等且方向相同，A 相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相同
• D A相电流与B相电流大小相等且方向相同，A 相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相同
习题
• 对于BC两相金属性短路边界条件与序分量关系 描述正确的是（ ）
4.正序等效定则
▪ 各种类型短路的短路电流
1.单相接地短路
I(a11)
Z1
E Z 2
Z 0
2.两相短路 3.两相接地短路
I(a21)
E Z1 Z 2
I(a11,1)
Z 1
E Z 2 Z 0 (Z 2 Z 0)
综合等值阻抗
8.1 简单不对称短路的分析
10.5kV T-1 115kV
L
G
T-2 6.3kV LD-2
LD-1
f
8.1 简单不对称短路的分析
5) 算例—下例发生各种不对称电路的电流
解 E 0.95 X1 0.83 X2 0.44 X0 0.78
115kV侧的基准电流为 IB 120 0.6kA 3 115
习题
• 中性点直接接地系统中, 发生两相短路经 • 阻抗Zn接地故障，中性点与地之间的阻抗
Zn只能以（ ）形式出现在零序网中。 • A Zn • B 2Zn • C 3Zn • D 4Zn
习题
• 中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故 障相电压等于正常运行时相电压的（ ）。
• A 3倍 • B1倍 • C 2倍 • D 3倍
E Z 2 // Z 0
I(a12.1)
Z 0 Z 2 Z 0
Ia1
I(a10.1)
Z 2 Z 2 Z 0
Ia1
8.1 简单不对称短路的分析
三个特性方程,与三个共性方程
E0IaI2aZ1Z21
Va1 Va2
0
引伸问题: (1)电流, 电压分布? (2)越过变压器后如何分布?
8.1 简单不对称短路的分析
问题一: 除了需要求短路点的电流和电压外，还常常需
要求其他支路的电流和某些节点的电压； • 方法:(1)按正序等效定则求短路点特殊相正序电流
和正序电压 (2)按对称分量边界条件求故障点负序和零序
分量 (3)在各序网中求支路电流分布和电压分布; (4)各支路电流\电压进行合成
单相短路
X
(1)
X 2
X 0
0.44
Байду номын сангаас
0.78
1.22
m(1) 3
Ia(11)
E
X1
X
(1)
IB
0.95 0.6 0.28kA 0.83 1.22
If(1) m(1)Ia(11) 3 0.28 0.86kA
8.1 简单不对称短路的分析
5) 算例—下例发生各种不对称电路的电流
8.1 简单不对称短路的分析
(4) 回代六个方程，求出电压电流序分量
(5) 求出各相电压、电流
Ia Ia1 Ia2 Ia0 3Ia1 Ib a2Ia1 aIa2 Ia0 Ic aIa1 a2Ia2 Ia0
Vb a 2Va1 aVa2 Va0 Vc aVa1 a 2Va2 Va0
三个特性方程,
Ia1 Ia2 Ia0 Z 2
(2)与三个共性方程
Ia1 Va1
Ia2 Va 2
Ia0
E0IaI2aZ1Z21VVaa21
0
Ia0Z0
Va0
构成六元一次方程组
串联型
Z 0
Va 0
故障
I(a11)
E Z1 Z 2 Z 0
解 E 0.95 X1 0.83 X2 0.44 X0 0.78
115kV侧的基准电流为
两相短路
X
(2)
X 2
0.44
IB 0.6kA m(2) 3
Ia(21)
E
X1
X
(2)
IB
0.95 0.6 0.45kA 0.83 0.44
If(2) m(2)Ia(21) 3 0.45 0.78kA
8.1 简单不对称短路的分析
2. 两相(b相和c相)短路
▪ （1）故障条件(边界条件)
Z1
C
Ia 0
Ia0 0
E
B
Ib Ic
Ia1 - Ia2
A
Vb Vc
Va1 Va2
(2)与三个共性方程
Z 2
并联型故障 特例
Ia1 Va1
Ia2 Va 2
I&kc1 +I&kc2 +I&kc0 =0 U&kc1=U&kc2 =U&kc0
IUkck1c1
I kc2 Ukc2
I kc0 Ukc0
0
&&IIkkbb01==
-&Ikb2 0
U&kb1= U&kb2
8.1 简单不对称短路的分析
两相短 路
8.1 简单不对称短路的分析
5) 算例—下例发生各种不对称电路的电流
解 E 0.95 X1 0.83 X2 0.44 X0 0.78
115kV侧的基准电流为 IB 0.6kA
两相短路接地
X
(1,1)
0.28
m(1,1) 1.52
Ia(11,1)
X1
E
X
E0IaI2aZ1Z21
Va1 Va2
0