电力系统故障分析第六章电力系统纵向不对称故障分析教案

第6章电力系统纵向不对称故障分析

教学目的建立纵向不对称故障的概念理解并会应用复合序网法求解故障分量掌握纵向不对称故障的故障点电气量的分析第一节

纵向不对称故障的分析方法

电力系统纵向不对称故障一般指一相或两相断开的非全相运行状态.

电力系统的非全相运行虽然不会引起过电压，一般也不会引起大电流（非全相运行伴随振荡除外），但是会出现负序、零序分量.分析纵向不对称故障仍采用对称分量法。同横向不对称故障，发生了一相断线或两相断线后，除断口三相电压不对称外，其他电力系统其他部分三相对称的。A相断线系统接线图A相断线系统等效图

断相时的正序、负序、零序网络及其等效网络图(a)正序网络(b)负序网络(c)零序网络可得三个序电压方程(6-1)此式与横向不对称故障时的序电压方程式从形式上看是相似的，但是实质却是有差别的。纵向不对称故障时端口电压是串联在网络中，即端口之间，用表示；横向不对称故障时端口电压是并接在故障点F与地N之间，用表示；参数计算上也不同，在图中有

根据序电压方程和边界条件就可以计算端口电压，电流等。(6-2)按给定条件，分析计算纵向不对称故障,一般用两种方式解决，分别为按给定系统电源电动势和按给定断相前通过断相线路的负荷电流来计算。

按给定系统电源电动势计算，就是以式（6-1）、式（6-2）为基础，联立方程组求解。由于要计算如式（6-2）所示的断相处两侧电源电动势间的相位差，在复杂系统中难于确定，此法受到一定限制。按给定断相前通过断相线路的负荷电流来计算,就是把断相后的状态看成正常时的负荷状态和断相后在断相处附加纵向电压（）后故障状态的叠加，适合于多电源网络，前提条件是不计及断相后两侧电动势的大小和相位的变化或者计算的是断相后瞬间的电气量。第二节单相断线分析

A相断线，其故障边界条件为

以A相为基准相，用序分量表示为

作出复合序网，在断相处正序、负序、零序网络相并联：由复合序网可求得断相处各序电流为各序电压为：

单相断线后，在断相处会有负序电压电流和零序电压、电流（假设断相两侧有零序电流的通路），其值与两侧电动势差成正比。当两侧等值电动势夹角接近时，负序和零序分量有最大值；当两侧等值电动势大小相等，夹角接近时，即空载情况下的单相断线，负序和零序分量为零。

在=下，当比值增大时，负序电流将减小，而零序电流将增大；当比值减小时，负序电流将增大，而零序电流将减小。从限制负序电流出发，应该增大比值，可以增加接地中性点使减小，但是从限制零序电流而言，应减小比值，要求接地中性点要少点，显然是矛盾的。

系统接地点数目增多，会使横向短路故障中综合零序阻抗减小，从而导致单相接地短路电流大于三相短路电流，见式（5-16a）分析；另外为了使单相接地非故障相电压不会过大引起过电压，综合零序阻抗又不能过大，接地点数目就要考虑得多一些，这也是矛盾的。为了使零序电流在接地故障时稳定分布，以充分发挥零序电流保护的作用，系统中的接地点数目和位置要综合考虑，不能随意改变。如果按给定负荷电流计算，假定断相前保持不变，则有

则断口电流变为：已知负荷电流，从复合序网出发，应用叠加定理来计算也很方便：(a)=(b)+（c)（a）复合序网（b）断相前的负荷状态（c）断相后的故障附加状态断相处各相电流电压:

Note：单相断线类似于两相接地故障；对于两电源、无分支的系统，则端口各序参数的计算将与断相的位置无关。第三节

两相断线分析

故障边界条件(两相断线相当于单相接通，故用上标（1）)为：

以A相为基准相，用序分量表示为