在线短路电流计算

1、 YRS=ZPQ/(ZPQXZRS-Zm*Zm)Ym=Zm/(ZPQXZRS-Zm*Zm)在零序拓扑分析中，为了防止第三种情况，两条互感支路分到两个子系统中，在零序拓扑分析之前，在内存零线路表中增加1，2，3，4四条支路。(以上图形参见高压电网继电保护原理与技术中国电力出版社朱声石著P24-25)变压器各端所接开关的状态的预处理变压器在零序中的等效图如电子数字计算机的应用_电力系统计算水利电力出版社P198所示，根据等效图，变压器有些端所接开关的状态应为“分”。以上介绍的功能的程序处理，位于动态连接库Ipgwfunc.dll中(IPLxTOPO.CPP)。求短路点所在列的阻抗矩阵元素(SCur

2、Caldll)该dll被Ipgwfunc.dll调用，只对发生短路的线路所在的子系统进行处理，返回短路点所在列的阻抗，短路点的阻抗，短路点在该矩阵的节点号。如果短路发生在线路中的某一点，而不是母线上；在形成正、负序、零序导纳矩阵之前时，将发生短路的线路拆成两条，并增加一个节点(故障节点)。在形成零序导纳矩阵时，如果短路没有发生在互感线路上，互感线路做如下处理：对于零序的预处理中描述的(1)，(2)情况，根据等效电路图，将两条互感线路，拆成相应的三条无互感支路。并记录原互感线路与新形成的无互感线路之间的索引关系。对于零序的预处理中描述的(3)情况，根据等效电路图，将两条互感线路，拆成相应的六条无

3、互感支路。并记录原互感线路与新形成的无互感线路之间的索引关系。如果短路发生在有互感的线路上，互感线路的处理更为复杂，处理过程如下：本程序采用该等效在Branch中插入七条线路，并记录原互感线路与新形成的线路之间的索引关系。或者&XI-Xm)R(l-a)(XI-Xm)1NaXm卄1(l-a)Xma(XII-Xm)S(1-a)(XII-Xm)XIRrXIIXIRrXII1卜XmN等效成vS图9.5平行线两侧分别上同一母线的等值电路在Branch中插入四条线路，并记录原互感线路与新形成的线路之间的索引关系。平行线一侧上同一母线，另一侧上不同母线PQ等效成PQ等效成图9.6平行线一侧上同一母线，另一侧

4、上不同母线的等值电路平行线两侧均上不同母线.ZRSZmZPQ(a)左侧电路等效成(b)右侧电路ZmZPQ(a)左侧电路等效成(b)右侧电路图9.7平行线两侧均上不同母线的等值电路在Branch中插入十条线路，并记录原互感线路与新形成的线路之间的索引关系。以上等效参见高压电网继电保护原理与技术中国电力出版社朱声石著P24-25)。在该程序中，只对上面提到的三种类型的互感做了处理，其它类型的互感没有处理，有待于进步研究、处理。算法实现首先，假设网络是线性的，即系统各元件的参数是恒定的。应用叠加原理，将三相网络分解为正、负、零序三个网络。并假定正常情况下网络是对称的。即三个序网是各自独立的。然后，再

5、应用叠加原理，将各序网的电压、电流分解为正常分量和故障分量。最后，根据故障点故障类型的边界条件，将三个序网连成一个完整的网络，应用线性交流电路理论，计算出三个序网电压、电流的故障分量，再与正常分量相加，便求得三序电压、电流的实际值。由三序电压和电流就可以计算出三相电压和电流。输入参数短路类型，四种类型分别用类型标志来区分单相接地短路，分A、B、C三相短路三种情况；两相短路，分AB、AC、BC三种情况；两相短路接地，分AB、AC、BC三种情况；三相短路。短路位置，以到起始位置占线路全长的百分比作为短路位置信息接地阻抗和过渡阻抗。短路线路。短路电流计算方程组基本原理用戴维南定理，可以求得三个序网相

6、对于故障点的电压方程U=U、，-zxI,ff0ff(i)f(i)u=-ZxI(9-10)f(2)ff(2)f(2)U=-ZxIf(0)ff(0)f(0)其中：U/故障点的正序电压；f(1)U/故障点的负序电压；f(2)U/故障点的零序电压；f(0)I/故障点的正序电流；f(1)I/故障点的负序电流；f(2)I/故障点的零序电流；f(0)Z故障点的正序等值阻抗；ff(1)Z故障点的负序等值阻抗；ff(2)Z故障点的零序等值阻抗；ff(0)疗/0故障点正常时的电压；可见在此方程组中有六个未知数，三个方程是不够的，因此要寻找另外三个补充方程，由短路的三相边界条件得到。在此考虑了四种短路类型，即单相短

7、路、两相短路、两相接地短路和三相短路，根据其短路特征，可得到短路的三相边界条件，见下式(此处为方便理解，暂不考虑接地电阻和过渡电阻，在考虑时只需稍加变换即可)：(1).单相短路(A相短路)U=0；I=i=0(9-ii)kakbkc.两相短路(BC相短路)I=0；I=-i；U=U。(9-12)kakbkckbkc.两相接地短路(BC相对地短路)(9-13)I=0，U=0；U=0。(9-13)kakbkc(4).三相短路U二U二U二0I=I=Ikakbkc；kakbkc。将它们按对称分量进行分解，从而得到四种短路类型的三序边界条件(1).单相短路I=I=I彳ff(2)f(0)U+U+U二0f(1)

8、f(2)f(0)(9-15)(2).两相短路11=_i；I=of(1).f(2)f(0)U二U;U二0f(1)f(2)f(0)(9-16)(3).两相接地短路I+1+1=0f(1)f(2)f(0)U=U=Uf(1)f(2)f(0)(9-17)(4).三相短路I=I=0ff.(0)|u=u=0f(2)f(0)由此可得到故障点三序电流计算公式如下(9-18)(设三序电流分别为If，if(0)和三序电压(设任一节点三序电压为UfUf(2)f(0)不考虑接地阻抗单相接地短路：I=I=I=f(9-19)f(1)f(2)f(0)z+Z+z工(1)工(2)Z工(0)两相短路：=0f(0)If(1)=-If(

9、2)=YZ(1)Z(2)两相短路接地：UIII=rf丄z，zZ+Z(2丿z(0丿Z(1)z+ZZ(2)Z(0)f(1)zZ(2)f(1)zZ(2)(9-21)+zZ(0)Z(2)+zZ(0)三相短路：Z工f(1)(9-22)在不考虑接地电阻的情况下三序电压可由阻抗矩阵直接求出，因此不用再从上面单独求出。考虑接地阻抗时单相接地短路：f(1)f(1)f(0)fol(9-23)工(0)工工(0)两相短路：If(1)f(2)工(If(1)f(2)工(1)Kfol(9-24)两相接地短路：U丄1TOC o 1-5 h zIf0f(1)丄Z(2)(Z+3zf)Z+ETO7f-2(1)Z+Z+3z工(2)2

10、(0)fZ+3z-12(0)zff(0)f(0)Z+Z+3zZ2(2)Z2(0)zf(9-25)Z(9-25)I2(2)f(0)f(1)Z+Z+3zZ2(2)Z2(0)zf其中Zf为故障点的过渡阻抗，Z2(1)、Z2(2)、Z2(0)分别为正、负、零序节点阻抗矩阵第f行的f2(1)2(2)2(0)对角元素，即f节点的自阻抗，f为故障节点。UIf0(926)f(1)Z+z2(2)f三相短路zf为过渡电阻，设三相的过渡电阻相等。计算出故障点的三序电流以后，再由每一个序网故障点的电流，利用下列形式的各序阻抗型的网络节点电压方程(只有f故障节点有注入电流-1厂其它节点注入电流为零)：-ZZ-ZZ.Z.Z_0一_V一11121f1n1ZZ.Z.Z0V21222f2n2ZZ.Z.zIVf1f2fffnffZZ.Z.z0Vn1n2nfnnn(9-27)就可以求得各节点三序电压的故障分量。将节点电压的正常分量与故障分量相加，便得各节点三序的实际电压。三个序网各节点的实际电压分别为：二VI-zXIi(l)i0f(1)f(1)vV=ZxI(9-28)i(2)if(2)f(2)=ZXIIi(0)if(0)f(0)式中：V正序网节点i的实际电压；i(1)负序网