1电力系统短路故障的分类
电力系统短路故障的诊断与定位
电力系统短路故障的诊断与定位一、短路故障的定义和分类电力系统中，短路故障是指线路中两个或两个以上的电源或负载间出现低阻抗路径，造成电流过大的故障。
通常情况下，短路故障可以被分为直接接触短路和间接接触短路两种类型。
直接接触短路是指导电体之间发生直接接触，间接接触短路则是指导电体之间发生间接接触，造成电流过大。
二、短路故障的诊断方法在电力系统中，如果出现短路故障，必需及时采取措施，尽快准确地诊断短路位置，以便快速恢复电力系统的正常运行。
目前，常用的短路故障诊断方法主要有以下几种：1. 测量法利用测量手段，通过测量短路的电流、电压和电阻等参数，来判断短路位置及性质。
常见的方法包括电位差法、伏安法、电感法、脉冲法等。
但是，这些方法对于短路点接触面积小、接触电阻高的情况，诊断效果较差。
2. 故障波形分析法通过对短路故障波形进行分析，如电压波形、电流波形、同时采集双端馈送波形等，来确定短路故障位置和性质。
常见的方法包括电磁波法、时域反演法、频域反演法等。
但是，这些方法需要采集大量波形数据，并进行复杂的算法分析，因此适用性较低。
3. 短路特征分析法通过对短路电流和电压等指标的变化趋势分析，结合电路拓扑关系和运行状态，进行短路故障的诊断。
常用方法有时间特征分析法、频率特征分析法、小波分析法等。
这些方法不但准确率较高，而且对短路特征要求较低，适用于各种不同类型的短路故障。
三、短路故障的定位方法在确定短路故障的位置后，还需要采取措施进行定位，以便快速恢复电力系统的正常运行。
目前，常用的短路故障定位方法主要有以下几种：1. 隔离法在电力系统中，采用隔离法来减少故障范围，提高短路故障的定位效果。
常用的隔离法有金属垫片法、绝缘板法、隔离开关法等。
隔离法能够有效提高短路故障的定位准确度，但是需要消耗较长时间进行检修。
2. 电磁法利用电磁波在电力系统中传播的特性，采用传感器对故障现场进行监测，通过计算电磁波传播时间和距离差等数据，进行短路故障的高精度定位。
电力系统短路分析
目录
CONTENTS
• 电力系统短路概述 • 短路电流计算 • 短路故障分析 • 电力系统短路保护 • 短路分析案例 • 结论与展望
01 电力系统短路概述
短路定义与分类
பைடு நூலகம்
短路定义
在电力系统中，由于某种原因导致电 路中的电流不经过负载直接流回电源 的现象。
短路分类
根据短路发生的位置和短路电流的大 小，可以分为单相短路、两相短路和 三相短路。
详细描述
针对传统短路保护装置存在的不足，研发了一种新型的短路保护装置。通过在多个场景下的应用和测试，该装置 表现出良好的性能和稳定性，能够有效提高电力系统的安全性和可靠性。
06 结论与展望
短路分析的重要性和意义
保障电力系统安全稳定运行
短路故障是电力系统中最常见的故障之一，对其进行准确分析有 助于及时发现和解决故障，降低对整个系统的影响。
系统稳定性下降
短路可能导致系统电压下降，影响电力系统 的稳定性。
火灾风险
短路可能导致电弧产生，引发火灾。
02 短路电流计算
短路电流计算方法
欧姆定律法
基于欧姆定律，通过系 统各元件的电阻和电感 计算短路电流的大小。
叠加法
将系统中的各个元件对 短路电流的贡献分别计 算，然后进行叠加得到
总短路电流。
等效电压源法
通过分析电流和电压的波形来判断 是否存在短路故障。
04
短路故障的预防与处理
加强设备维护和检修
定期检查设备的绝缘状况和运行状态， 及时发现并处理潜在的故障隐患。
提高设备质量
选用高质量的设备和材料，减少设备 故障和绝缘损坏的可能性。
安装保护装置
在关键设备和线路安装保护装置，如 断路器和熔断器，以便在发生短路故 障时及时切断电路。
电力系统考试题
一、选择题。
1电力线路的等值电路中,电阻R主要反映电流流过线路产生的热效应。
2出现概率最多的短路故障形式是单相短路接地。
3电力系统的综合用电负荷加上网络损耗之和称为供电负荷。
4电力线路按结构可以分为两大类，即架空线路和电缆线路。
5短路冲击电流是指短路电流的最大可能瞬时值。
6两相短路故障是一种不对称故障.7在标幺值系统中，有功功率的标幺值的单位为无量纲。
8中性点经消弧线圈接地的运行方式，在实践中一般采用过补偿。
9电力系统发生三相短路，短路电流只包含正序分量。
10在标幺值中近似计算时，基准电压常选用额定电压.11电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的电磁效应。
12我国电力系统的额定频率为50HZ。
13电力线路等值参数中消耗有功功率的是电阻。
14采用分裂导线的目的是减小电抗。
15下列故障形式中对称的短路故障为三相短路。
16频率的一次调整是由发电机组的调频系统完成的。
17电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的可靠性要求。
18电能质量是指电压大小,波形质量，频率。
19a为旋转因子a+a2等于0。
20我国电力系统的额定电压等级有110、220、500（KV）。
21有备用接线方式有环式、两端电源供电式。
22求无功功率分点的目的是从改节点解开网络。
23线路末端的电压偏移是指线路末端电压与额定电压之差。
24电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和,称为发电负荷。
25构成电力网的主要设备有变压器，电力线路。
26在电力系统的下列接线方式中，属于有备用接线的是两端供电网. 27下列参数中与电抗单位相同的是电阻。
28目前，我国电力系统中大部分电厂为火力发电厂.29某元件导纳的有名值为Y=G+JB，当基准功率为值S B，电压为U B，则电导的标幺值为S B/U B2.30从短路点向系统看进去的正序、负序、零序等值网络为有源网的是正序。
31电力系统的有功功率电源是发电机。
32电力线路中,电导G主要反映线路流过电流时所产生的电晕效应. 33电力系统采用有名值计算时,电压、电流、功率的关系表达式为S=√3UI。
电力系统稳态分析7 电力系统故障的基本知识
其中：
Im
Um
(RR)22(LL)2
tg1(LL)
RR
整理课件
（2）三相短路过程中电流分析
uaU msi nt ()
ia=？ f ( 3 )
ubU msi nt (12 )0
ib=？
ucU msi nt (24 )0 ic=？
特征：对于无限大容量电源系统，发生短路过程中，由
于电源端口的电压和频率保持不变，因此，可忽略电源内
最大有效值即为短路整后理课第件一个周期内的电流有效值
将I短t公 路式T 1 冲代tt 击入T T//2 2 电，i2 d 流得tT 1tt T T//2 2(i交 + i直 )2d t=I m / 22 i直 2 I i m 短p 路电I 流m / 最2 大2 i 直 2 ( t 0 .0 1 s )I m /2 2 i i m p I m 2
也是，冲击电流产生 的条件！
短路前空载
由于X>>R，故 k 900 , 得： 00或 1800
意味着：此时电压过零。
整理课件
③ 短路冲击电流发生的时间点：
ia
短路前空载
全电流
t
电压过零点
短路后半个周
整理课件
期：T/2
④ 短路冲击电流的数学描述：
全电流表达式：
iaImsi nt (k)
t
[Imsi n ()Imsi n (k)e ]Ta （ t0）
1）发电机低压母线短路 Kimp 1.9 2）发电厂高压母线后短路 Kimp1.85 3）其他地点短路： Kimp1.80
短路冲击电流的作用：检验设备动稳定性 整理课件
IV 短路电流的最大有效值
ia
短路前空载
电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析
电力系统接地短路故障种类及接地保护方式直观分析电力系统按接地方式分类，有中性点接地系统和中性点不接地系统。
其中，两种接地系统按接地故障的方式分类，又有单相接地、两相接地、三相接地3种短路故障。
单相接地是最常见的线路故障，两相接地、三相接地出现几率小，但有明显的相间短路特征。
★中性点接地系统1.单相接地故障2.两相接地故障3.三相接地故障★中性点不接地系统1.单相接地故障2.单相接地故障3.三相接地故障☆单相接地故障特点：1.一相电流增大，一相电压降低；出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为同一相别。
3.零序电流相位与故障相电流同向，零序电压与故障相电压反向。
4.故障相电压超前故障相电流约80度左右（短路阻抗角，又叫线路阻抗角）；零序电流超前零序电压约110度左右。
☆两相短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；没有零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.两个故障相电流基本反向。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右。
☆两相接地短路故障特点：1.两相电流增大，两相电压降低；出现零序电流、零序电压。
2.电流增大、电压降低为相同两个相别。
3.零序电流向量为位于故障两相电流间。
4.故障相间电压超前故障相间电流约80度左右；零序电流超前零序电压约110度左右。
☆三相短路故障特点：1.三相电流增大，三相电压降低；没有零序电流、零序电压。
2.故障相电压超前故障相电流约80度左右；故障相间电压超前故障相间电流同样约80度左右。
★电力系统工作接地（接地保护）变压器或发电机中性点通过接地装置与大地连接，称为工作接地。
工作接地分为直接接地与非直接接地（包括不接地或经消弧线圈接地）两类，工作接地的接地电阻不超过4?为合格。
☆电网中性点运行方式：大接地电流系统（110kV及以上）1.直接接地，又称为有效接地2.经低电阻接地大接地电流系统（35kV及以下）1.不接地，又称为中性点绝缘2.经消弧线圈接地3.经高阻接地煤矿电网中性点接地方式1.井下3300、1140、660V系统采用中性点不接地方式2.6、10kV主要采用中性点经消弧线圈接地方式3.35kV采用中性点不接地方式4.110kV采用中性点直接接地方式举例：中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地★接地保护系统的型式文字代号☆第一个字母表示电力系统的对地关系：T--直接接地I--所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。
电力系统故障分析的基本知识
电⼒系统故障分析的基本知识1 电⼒系统故障分析的基本知识1.1 电⼒系统故障分析概述⼀、概念简介短路：电⼒系统故障的基本形式。
短路故障（横向故障）：电⼒系统正常运⾏情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
短路类型：4种。
最多的短路类型：单相短路对称短路（三相短路）、⾮对称短路（其余三种短路类型）。
断线故障（⾮全相运⾏、纵向故障）：⼀相断线、⼆相断线。
不对称故障：⾮对称短路、断线故障简单、复杂故障：简单故障指系统中仅有⼀处短路或断线故障；复杂故障指系统中不同地点同时发⽣不对称故障。
⼆、短路原因、危害原因：客观（绝缘破坏：架空线绝缘⼦表⾯放电，⼤风、冰雹、台风）、主观（误操作）。
危害：短路电流⼤（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产⽣不平衡磁通影响通信线路。
解决措施：继电保护快速隔离、⾃动重合闸、串联电抗器等三、短路计算重要性电⽹三⼤计算之⼀。
电⽓设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施。
四、短路计算的基本步骤1) 制定电⼒系统故障时的等效⽹络；2) ⽹络化简；3) 对短路暂态过程进⾏实⽤计算。
1.2 标⼳制⼀、标⼳制概念故障计算中采⽤标⼳值（相对值）表⽰，数值简明、运算简单、易于分析。
⼆、基准选取三相电路系统基准值可任意，⼀般：位的物理量）基准值（与有名值同单量）有名值（有单位的物理标⼳值（相对值）＝频率、⾓速度、时间的基准值三、基准值改变时标⼳值的换算B B B B B B B B B B B 2B 4 S ()U ()()() S , U 2 S U S BBB B MVA KV I KA Z I I U I Z S Ω===个基准值参数：、、、满⾜关系：则任意选定其中个基准参数即可。
电⽹中⼀般选定：、则：注意：标⼳值之******S =U ,=Z I U I ))(())(( ))((X B N )*(22)*(22)*(*(B)NB B N N N BB N N B B N N N I I U U X S S U U X U S S U X X ==→＝为基准）下标为基准折算（下标电抗电⾓速度倒数）时间：同步电⾓速度）⾓速度：额定频率）频率：(1(2 (f f N sB N s B B t f ωπωω==== ))((100(%)X )())((100(%)X )( *(B)R 22T*(B)NBB N R BBN N s I I U U U U S S U U ＝：电抗百分数转换电抗器电抗标⼳值＝：短路电压百分数转换变压器电抗标⼳值上式直接转换即可发电机电抗标⼳值：四、变压器联系的不同电压等级⽹络中各元件参数标⼳值的计算原则：选定某个归算电压等级，对其它电压等级的参数⽤联系变压器变⽐进⾏归算。
电力系统短路的种类和危害
电力系统短路的种类和危害摘要：电力系统的设计规划中，不仅仅要考虑电力系统正常的运行状态，还要考虑极端状态，系统中的短路电流就是一种极端状态。
分析短路电流发生的原因，做好短路电流的分析、计算为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、整定继电保护、分析事故在保证电路系统正常运行具有重要的作用。
本研究主要针对电力系统中短路电流的危害做出相应探讨，并提出相应解决措施。
关键词：电力系统；短路电流；危害电气设备等正常运行时，电力系统处于正常的稳定状态，但出现相应故障后，可能会发生短路现象，电力系统可用仅仅3～５秒的时间过渡到短路的稳定状态。
这一瞬间，系统内电流可发生复杂的变化，这些变化可能使电器设备产生过大的热量而被损坏，会降低网络内的电压影响电设备的正常运行。
1．短路电流发生后果1.1短路电流的定义短路电流是指在电路中由于短路而在电气元件上产生的不同于正常运行值的电流。
短路电流是指电力系统在运行中相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（短路）时流过的电流。
1.2短路电流的发生原因短路电流的发生很大程度上取决于电力系统不够完善。
电力系统不够完善可能表现为电气设备失常，电气设备在运行过程中由于长期使用不当，慢慢积累可导致电气设备存在缺陷，再加上缺乏系统维护更是增加了短路电流发生的危险性。
另外，系统规划建设的不完善也对短路电流的发生有很大的危害，例如缺少避雷针，建设过程中由于种种原因而使用的劣质电线、电气设备等都可能加大短路电流的发生。
此外，电力系统中的工作人员的操作失误也有可能导致短路电流的发生。
因此，在电力系统中的每一个电气设备、每一段电线都需要是最严谨选择的对象，工作人员更是需要保持严谨的工作态度，保证电气设备等的正常运行，随时检查电气设备、电线等的情况，做到早发现、早维护，减轻短路电流发生的可能性。
1.3短路电流的发生后果电力系统发生短路电流时，由于短路电流可产生瞬间的破坏性，对整个电力系统都会造成很大的伤害。
「电力系统继电保护课后第一部分」
第一章概述1/1 电力系统故障？常见的短路故障和断线故障。
指各种类型的短路，有三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路及电机、变压器绕组的匝间短路。
电力系统不正常工作情况？指电力系统的正常工作遭到破坏，但未形成故障，称做不正常工作情况。
常见的有：过负荷、过电压、电力系统震荡等。
电力系统不正常工作时若不及时处理，将发展成故障,引起事故，导致人员伤亡,设备损坏，电能质量下降及停电。
1／２继电保护的基本任务？一种重要的反事故措施，它的基本任务是:当电力系统出现故障时,能自动快速有选择地将故障设备从系统中切除,使故障设备免受损坏,保证系统其他部分继续运行。
当发生不正常工作情况时，能自动及时有选择地发出信号，由值班人员进行处理,或切除继续运行会引起故障的设备。
１/3继电保护如何区分电力系统的不正常运行和故障？故障时的明显特征：电流剧增,继电保护将正常的负荷电流与短路电流对比;电压剧减,距离故障点越近电压越低,相应有低电压保护。
相位变化，电压与电流之间相位角变化可以判断故障点的方向，相应有方向保护测量阻抗降低,相应的有距离保护或者阻抗保护１/4继电保护的组成部分：测量部分，逻辑部分和执行部分。
测量部分从被保护对象与事先给定的整定值进行比较,判断被保护元件有无故障或异常情况,并输出相应信息。
逻辑部分根据测量部分输出的信息,使保护装置按一定的逻辑关系工作,以确定是否需要给出瞬时或延时动作于跳闸或信号的信息。
执行部分根据逻辑部分输出的信息将信号送至断路器的控制回路或报警信号回路。
1/５继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
为什么是说他们之间是相互矛盾的又如何统一？四个基本要求既有矛盾又有联系。
选择性提高,速度灵敏性可能降低;速动性提高，可靠性可能降低;灵敏性提高,安全性降低;可靠性提高,速动性降低。
统一性:继电保护装置可靠动作的前提下速动性才有实际的意义；保护对动作的灵敏性是出与保护可靠动作的需要；1/6 K1点短路时保护３动作跳开断路器3不能称为有选择性,应跳开断路器1和2。
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简答：
1.电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么?
2.无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路
时，短路电流包含几种分量?有什么特点?
3.什么叫起始次暂态电流(I")?计算步骤如何?
k的4.冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数imp
大小与什么有关？
i时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作5.在计算1"和imp
为电源看待?如何计算?
6.什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值?
如何计算?
7.网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是
什么?
8.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作?
9.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何?
什么是对称分量法?ABC分量与正序、负序、零序分量具有怎样的关
系?
10.如何应用对称分量法，分析计算电力系统不对称短路故障?
11.电力系统各元件序参数的基本概念如何?有什么特点?
12.电力系统不对称故障(短路和断线故降)时，正序、负序、零序等值
电路如何制定?各有何特点?
13.试述电力系统不对称故障(短路和断线故障)的分析计算步骤.
14.何谓正序等效定则?
15.电力系统发生不对称故障时，何处的正序电压、负序电压、零序
电压最高?何处最低?
1.什么叫电力系统的运行稳定性?如何分类?主要研究内容是什么?
2.试简述发电机组的额定惯性时间常数及其物理含义。
3.试简述Eq为常数时简单电力系统功角特性方程的基本形式(隐极机和凸极机)。
4.何为电力系统静态稳定性？
5.简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？
6.何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数？
7.提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？
8.何为电力系统的暂态稳定性?
9.提高电力系统瞬态稳定的措施有哪些?并简述其原理。
1.已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流
3.45 N KA
I=,N
COSϕ=0.8、d
X''=0.125。
试求突然在机端发生三相短路
时的起始次暂态电流
''
I和冲击电流有名值。
(取 1.8
=
i m p
K)
2.如图所示电力系统，试分别作出在k1, k2, K3点发生不对称故障时
的正序、负序、零序等值电路，并写出
,,
120
X X X
∑∑∑的表达式。
(取0m
X≈∞)
3. 图示电力系统，在k点发生单相接地故障，试作正序、负序、零序等值电路.
4.写出电力系统某输电线路A相直接接地短路时短路点的边界条件，并绘制其复合序网图。