地区电网继电保护整定计算培训教材.docx

电路中，符合上述条件的情况是：电路原来处于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻,如果短路回路的感抗比电阻大得多1.>>R.就可以近似地认为-90°,则上述情况相当于短路发生在电源电势刚好过零，即。=0的时刻。将，=90三和<1=0代入公式，便得（I-错误!未定义书签。）电流的波形图示于图12。短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流.以表示。由图可见，短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期出现.若，这个时间约为短路发生后0O1.s。由此可得冲击电流的算式如下：（1-1）式中，称为冲击系数，它表示冲击电流为短路电流周期分量幅值的倍数。当时间常数的数值由零变到无限大时，冲击系数的变化范用是.在实用计算中,当短路发生在发电机电压母线时，取：短路发生在发电厂高压侧母线时，取：在其他地点短路时，取.图1-2非周期分量有最大可能值时的短路电流波形图冲击电流主要用来校验电气设备和我流导体的电动力稔定度，以保证设备在短路时不致因短路电流产生的冲击力而发生变形或损坏.在短路过程中，任一时刻的短路电流有效值，是指以时刻为中心的一个周期内瞬间电流的均方根值，即（I一错误!未定义书签。）式中，和分别为时刻短路电流，它的周期分量和非周期分量的瞬时值。在电力系统中，短路电流周期分量的幅值，只有当由无限大功率电源供电时才是恒定的，而在一般情况下则是衰减的（见图1-2）。利用式（1T2）进行计算是相当复杂的.为了简化计跳，通常假定：非周期电流在以时间为中心的个周期内恒定不变，因而它在时间的仃效值就等于它的瞬时值，即：。而于周期电流，也认为它在所计算的周期内是幅值恒定的，其数值即等于由周期电流包络线所确定的t时刻的幅值.因此，时刻的周期电流有效值应为：。根据上述假定条件，式（1-12）就可以简化为：短路电流的最大有效但出现在短路后的第一个周期.在最不利的情况下发生短路时,而第个周期的中心为t=0.01s,这时非周期分量的仃效值为：(1-2)将这些关系代入式（112）,便得到短路电流最大有效值的计算公式为:（1-3）当冲击系数=1。9时，；当=1。8时一鼓大有效值电流主要用于校验电气设备的断流能力。有些情况下需要用到短路功率（亦称短路容量）的概念。短路容量等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压）的乘积，即（1一错误!未定义书签）川标幺值表示时，有：（1-1）上式（1-16）表明,短路功率的标幺值与短路电流标幺值相等。短路容量主要用来校盼开关的切断能力。之所以将短路容量定义为短路电流和工作电压的乘积，是因为一方面开关要能切断这样大的电流，另一方面，在开关断流时其触头应经受住工作电压的作用.在短路的实用计算中,常只有周期分量电流的初始有效值来计算短路功率.从上述分析可见，为了确定冲击电流、短路电流非周期分量、短路电流的有效值以及短路功率等，都必须计算短路电流的周期分量.实际上，大多数情况下短路计算的任务也只是计算短路电流的周期分量,在给定电源电势时，短路电流周期分量的计算只是一个求解稔态正弦交流电路的问题“1.1.3.同步发电机的三相短路分析同步发电机的突然三相短路与无限大电源三相短路的根本差别在于同步发电机的内部存在磁场耦合，在扰动下电源内部有过渡过程，因而在过程中不能保持其端电压不变，而且由于发电机定子和转子间的旋转运动和各绕组间的相互影响使得发电机内部的过渡过程十分复杂。同步发电机三相短路分析可为电力系统三相短路电流的实用计和打下基础.同步电机有多个磁耦合关系的绕组构成，定子绕组同转了绕组之间存在相对运动，同步电机突然短路的暂态过程要比恒电势源电路复杂汨多，其冲击电流可能达到额定电在零序电路中,同一点的三相导线是等电位的，所以零序电容等于每相对地电容，正、负序电容和相等。考虑到图134(b)中的N点在正、负序电路中为零电位，所以。可见，输电线路的正序电容大于冬序电容。有架空地线时，输电线路正序电容、零序电容略有增大，相应的正序容抗、零序容抗略有减小，但变化不大，不影响继电保护的应用.表1-3示出了超高压线路每100kM的序电容及相应的序容抗。表卜3超高压线路每百kM序电容及序容抗线路电压(kV)正序电容(PF)正序容抗(»)零序电容(UF)零序容抗()2200.B603037000.6051552603301.1129728600.7633311705001.2290025900»8398737901.2.2.4.电发线路的零序阻抗及其等值电路电缆芯线间距离较小，所以电缆线路的正序(负序)电抗比架空线路的要小得多.电缆线路参数与金届护套接地方式、互联和换位、回流线和网路数有关，通常，电缆的正序电阻和正序电抗值由制造厂给出.下面讨论电缆线路的零序阻抗.敷设电缆时，通常在终端头和连接头处将沿(铝)包护层接地，电缆的包护层相当于架空线路的架空地线，所不同的是包护层的零序自阻抗就是它和芯线间的零序互阻抗，即包护层没有漏抗.故大地和包护层均是零序电流的返回通路，但返回的零序电流在包护层和大地间的分配与包护层阻抗、电缆包护层的接地阻抗仃关。而接地阻抗与电绕敷设方式及其他因素有关，故要精确计算电缆的零序阻抗是困难的.对电缆线路的零序阻抗，一般通过试验测定.在近似计算中，三芯电缆可采用卜列值(1错误!未定义书若。)在实用计算时，电缆电抗可采用表14所列的平均值。表1-4.电缆电抗的平均值元件名称II元件名称一IkV三芯电缆I0.M0.21I610k,三芯电0.083.在故障分析中采用标幺制计算的步骤为四步：取基准，化标幺，计算，将结果返回Tr名值。需要说明的是，在故障分析中所求的主要是电流，而电流的基准值随电压等级而不同(因为)，所以通常必须求出其有名值.1.23.1.标幺值的概念在一般的电路计算中，电压、电流、功率和阻抗的单位分别用V、A、W、表示，这种用实际有名单位表示物理量的方法称为有名单位制.在电力系统计莫中，还广泛地采用标幺制.标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示.标幺值定义由下式给出标幺值=(1-7)由此可见，标幺值是一个没有量纲的数值，对于同一个实际有名值，基准值选得不同，其标么值也不同。因此，当我们说一个量的标幺值时，必须同时说明它的基准值，否则，标幺值的意义是不明确的。当选定电压、电流、功率和阻抗的基准值分别为，和时，相应的标幺值如下：(1一错误!未定义书签。)1.23.2基准值的选择基准值的选择，除了要求基准值与有名值同单位外，原则上可以是任意的.但是，采用标幺值的目的是为了简化计算和便于对ir算结果做出分析评价。因此，选择基准值时应考虑尽房能实现这些目的。在单相电路中,电压，电流功率和阻抗这四个物理ftt之间存在以下关系(1-7)如果选择这四个物理城的基准值使它们满足(1-8)即与有名值各Ift间的关系具有完全相同的方程式,则在标幺制中，便可得到(1一错误!未定义书签。)上式说明,只要基准值的选择满足式(1-70),则在标幺制中.电路各物理量之间的基本关系式就与有名制中的完全相同.因而仃名第位制中的有关公式就可能直接应用到标幺制中.四个基准值为两个方程所约束，一般选出和，这时电流和阻抗的基准值可由式（170）求出和的选取，原则上可以是任意的，但为r计算的方便，一般选取某一发电厂的总容量:或系统总容限（较多选取100MVA或100OMVA）.对于可以选取该电压等级的额定电压，但在故障分析中，通常选取的是该电压等级的平均额定电压。各电压等级的平均额定电压如表15中所示（为电网领定电压）.例如，I1.OkV级，；22OkV级，.表1-5.各电压等级的平均额定电压（单位：kV）O.3K361035I1.O220330500I0.43。156,310.537115230M5525在电力系统分析中，主要涉及对称一:相电路的计尊.计算时，习惯上多采用级电压，线电流（即相电流），三相功率和相等值阻抗.各物理量之间存在下列关系：（1一错误!未定义书签。）同单相电路样，应使件量:基准值之间的关系与其有名值间的关系具仃相同的方程式，即（I一错误!未定义书签。）这样，在标幺制中便有（1一错误!未定义书签。）由此可见，在标幺制中,三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电乐和相电压的标幺值相等，三相功率和单相功率的标幺值相等.这样就简化了公式，给计算带来了方便。在选择基准值时，习惯上也只选定和，由此得（1一错误!未定义书签。）这样，电流和阻抗的标幺值为（I-错误!未定义书签。）采用标幺制进行计徵时，所得结果最后还要换算成有名值，其换算公式为（1一错误!耒定义书签。）1.2.3.3.电力系统各元件阻抗标么值计算电力系统中各元件阻抗标么值在同一基准容量下才有意义。（1） 发电机通常给出（MVA）、（kV）和（或、）,给出的是以本发电机额定阻抗为基准值的标么值（其他电抗值情况相同），为此将写成.为了折算到选定的基准容量，首先应求出电抗的实际有名值：-错误!未定义书签.）而基准阻抗为（卜错误!未定义书签.）于是折算到的发电机阻抗标么值为（I-错误!未定义书签.）考虑到发电机总处在额定电压附近运行,可取，于是：三误!未定义书签）（2） 变压器通常给出（MvA）、（kV）和Uk%,而短路电压Uk%即是变压器阻抗对额定阻抗的标么值,考虑到变压器的与差别不大（取G,所以有（1一错误!未定义书签。）比较式（181）和式（182）,变压器和发电机具有相同的阻抗标么值计算公式.在同一和、Uk%下，发电机、变压器容地愈小，相应的阻抗标么值愈大：反之，容量愈大，阻抗标么值愈小。对于三绕组变压器，设高、中、低三侧分别以1、2、3表示，如将各绕组两两看成一个双绕组变压器,令各绕组两两间的短路电压分别为%、%,乐则可求得各统组的短路电压为（I-错误！未定义书签.）于是，由式（1-82）求得各绕级的等值阻抗标么值为（I-错误!未定义书签。）升压结构和降压结构的三绕组变压器，虽然绕组的排列次序不同，但等值电路是完全相同的。只是升压结构的三绕组变压沿低压绕组在中间（高压绕组在外层，中压绕组在里层），故*较大而已：同样，降*结构的三绕组变压器中压绕组在中间（高压绕组在外J3低压绕组在里忆），故娟爻大，排在中匕的绕组，其等值电抗较小或具有不大的负值。三绕组自耦变压器的等值电路完全和三绕组变压器相同，只是因为自耦变压器第三绕级的额定容量总是小于变压器的额定容量，所以短路电压要归算到额定容量（三绕组变压器的Uk%制造厂家已归算到额定容量），如下式所示（1-12）其中表示未归算值。然后按三绕组变压器的公式求出其阻抗标么值.分裂绕组变压器，可有效限制发电机电压系统和厂用电系统的短路电流。一般分裂绕组变压器有一个高压绕组（标号为1）、两个相同的低压（分裂）绕组（标号为2、3）,其短路阻抗、（或短路电压KM%,可将短路电压换算为短路阻抗）有下列特征：为使特别大，要求两个分裂绕组间的磁情合尽量弱；由于=,所以分裂绕组也可以并联运行.定义两分裂绕组间的短路阻抗为分裂阻抗，两分裂绕组并联时高压与低压绕组间的短路阻抗为穿越阻抗，高压绕组与一个低压绕组（另一低压绕组开路）间的短路阻抗为半穿越阻抗，设实;则值分别为、（用相应的短路电压代替相应短路阻抗，并已归算到变压器的额定容量），当高压绕组和两个分裂绕组的短路电压为与和%、%时，则有（半穿越阻抗设为高压绕组1和分裂绕组2间之（ft）（I一错误!未定义书签。）解得、分别为：（1一错误!未定义书签。）的、表示为：（I一错误!未定义书卷。）需要指出，分裂绕组变压器的分裂系数定义为分裂阻抗与穿越阻抗之比，表示为（1湘误!未定义书签。）通常为4左右.%和尔1求得后，按式（1一82）可求得分裂绕组变压器各绕组等值阻抗标么值。（3） 电抗器电抗器的额定电压可以与运行时的额定电压不同，如额定电压为IOkV的电抗器可以使用在6kV电压等级中，故并不与相等.另外，电抗港给出的参数是(kV)、(kA)和X1.%。根据X1.%的意义电抗标么值为(1-8)图135（八）示出了分裂电抗器与普通电抗器的比较，分裂电抗器在线圈中间有一个抽头，将线圈分成匝数相等的两部分，通常中间抽头接电源侧。如设每支路的自感抗为Xs.两支路间互格抗为，则在图中极性下，各端点间的电压降可写为：(I-错误!未定义书签。)根据式(191),做出等值电路如图35(b)所示当、以标么值表示时，就构成了以标么值表示的等值电路.有些场合，以两臂间的相合系数表示、间的关系，一般在0。400。60范围。图】-35.分裂电抗器及其等值电路（八）分裂电抗器(b)其等值电路（4） 输电线路设输电战路4位长度的阻抗为(kM),则长度为(kM)的输电线路的阻抗标么值为(113)式中为输电线路所处电压等线的平均额定电压.在互相系统电气址的标么值计算中，还应注意如下几点：1 .有功功率P、无功功率Q的基准值是，而不是、，所以在求得、后，P,Q的有名值为：P=:Q=。阻抗R、X的基准值不是、而是,在求得、后，R.X值为：.2 .若以注脚1表示单相，注脚3表示三相，则仃：=,=.即三相功率(包括视布功率)标么值等于单相功率标么值。注意3,3。在求得、后，乘上三相基准容量。就得三相值、；乘上单相基准容量()就得单相值、.与功率标么值情况相似，线电压标么值和相电压标么值也相等。在求得电压标么值后，乘上相电压基准值就得实际相电压：乘上线电压基准值就得实际线电压。3 .在有名制中，、CoS(U为线电压，I为线电流晨但在标么制中，不难证明，cos.注意，4 .标么值计算中，=/仍成立。5 .标幺值电气量经过变压器后不变化.如图1一36所示，1侧的电流，其标幺值为=/=.经过变压器后变为，=,所以：显然，=.（但）.其他各电气贵也有这一关系.虽然标幺值电气量经过变压落后数值不发生变化，但求有名值时，应将求得的标幺值电气量乘以该电压等级相应基准值.1.2.3.4. 不同基准值的标幺值间的换算在电力系统的实际计算中，对于直接电气联系的网络，在制订标幺值的等值电路时，各元件的参数必须按统一的基准值进行归等.然而，从手册或产品说明书中查得的电机和电器的阻抗值，股都是以各自的额定容量（或额定电流）和额定电压为基准的标幺值（额定标幺阻抗）。由于各元件的额定值可能不同，因此，必须把不同基准值的标幺阳抗换算成统一基准值的标幺值。进行换丸时，先把额定标幺阻抗还原为有名值，例如，对于电抗，按式（ITO）有X=X（1-错误!未定义书签。）若统一选定的基准电压和基准功率分别为和，那么以此为基准的标幺电抗值应为X=X=X（1一错误!未定义书签°）此式可用于发电机和变压器的标幺电抗的换算。对于系统中用来限制短路电流的电抗器,它的额定标幺电抗值是以额定电压和额定电流为基准值来表示的。因此，它的换克公式为X=XiX=X=X（I-错误!未定义书签。）1.2.3.5. 不同电压等级基准值间关系电力系统中存在不同电压等级的线路段，由升压变压器或降压变压器相连，并且这些变压器的变比一般是不等的。在故障分析中，为了方便，可微设系统中所有变压器的变比等于两侧平均额定电压之比（这样假设，误差在工程允许误差范用内）.在图1一36中，变压器变比为/。不同电压等级通过变压器联着，所以两侧的基准值有着一定的关系。由于功率通过变压器不会发生变化,所以电力系统中基准容量选定后，各电压等级的基准容及也随之确定下来并等于选定的基准容址.图1T6变压器两停基准值间关系在图1-36中，域准容量=;基准电压当然1侧是,2侧是。由于、确定下来，1(W1.和2供I的、及、。于是有:(17)如有更多的电压等级，情况也是相同的，即基准容量仍为，各电压等级的电压基准值仍为该级的平均额定电压.各电压等级的、确定后，可求得各Fi1.压等级电气量的标幺值，需注意的是电压基准值要采用元件所处电压等级的平均额定电压.根据我国现行的电压等级，各级平均他定电压规定为：3。15.6:3.10.5.15.75.37.115230.345,525(kV)1.2.4.电力系统各序网络的制订应用对称分试法分析计算不对称故獐时,苜先必须做出电力系统的各序网络.下面将结合图1一37来说明各序网络的制订.图1-37.电力系统接线图在正序网络中，除故障点作用的正序电动势外，还有各发电机作用的电动势，共同建立了正序电流、电压的分布。当然，如K点发生的是三相短路故障，则故障点作用的电动势为零。因此，K点发生不对称短路故障时，网络中各点正序电压值相应比三相短路时要高。正序网络中，各元件采用相应的正序等值电路。在负序网络中，仅有故障点作用的负序电动势，建立了系统中负序电流、电压的分布。故障点的负序电压最高，到系统中性点降落为零.负序网络中，各元件采用相应的负序等值电路.同步发电机的电抗，故.异步电动机的.因此，可认为负序网络中的阻抗参数与正序网络相R1.在零序网络中，仪有故障点作用的零序电动势，建立了系统中零序电流、电压的分布.故障点的零序电压最高，由故障点向各接地的中性点逐渐降落到零。零序网络灯能与正序、负序网络有相当大的差别，主要取狭于变压器按地中性点的分布和变压器的接线方式0零序网络中的元件应采用相应的零序等值电路.1.1.1.1. 序网络正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络.除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。例如，图1一38所示的JE序网络就不包括空载的线路1.-3和变压黯T-3。所有同步发电机和调相机，以及个别的必须用等值电源支路表示的综合负荷，都是正序网络中的电源.此外，还须在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的正序分母。正序网络中的短路点用。表示，零电位点用。1表示.从0。1即故障端口看正序网络，它是一个有源网络。图138.正序等值网1.1.1.2. 负序网络负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代杵，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络，如图1-39所示.负序网络中的短路点用fz表示，零电位点用02表示。从fz®端口看进去，负序网络是一个无源网络.图1-39.负序等值网1.1.1.3. 零序网络在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同,它们必须经过大地（或架空地线、电缆包皮等）才能构成通路，而且电流的流通与变床落中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系.为了更清楚地看到零序电流流通的情况，在图1.-40（八）中，画出了电力系统三线接线图，图中箭头表示零序电流流通的方向.相应的零序网络也画在同一图上。比较正（负）序和零序网络可以看到，虽然线路和变压器T-4以及负荷1.D均包括在正（负）序网络中，但因变压器T-4中性点未接地，不能流通零序电流，所以它们不包括在零序网络中.相反，线路1.-3和变压器T-3因为空效不能流通正（负）序电流而不包括在正（负序网络中，但因变压器T-3中性点接地，故1.-3和T-3能流通零序电流.所以它们应包括在零序网络中。从故障端口fooo看零序网络，也是一个无源网络.图IT0.零序网络的制订（八）零序电流通路示意图（b）零序等值网1.3.电力系统故障的分析和计算1.3.1.简单短路故障的分析计算电力系统发生不时称短路时，无论是单相接地短路、两相短路还是两相接地短路，只是在短路点的电压、电流出现不对称，利用对称分量法，将不对称的电压、电流分解为:组对称的序分量，由每一序系统中三相对称，则在选好一相为基准相后，每一序只需要计算相即可。用对称分量法计算电力系统的不对称故障，其步骤大致如下：1 .计算电力系统各元件的各序阻抗；2 .制定电力系统的各序网络；3 .由各序网络和故障条件列出对应方程：4 .从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分员.将相应的各序分量相加,以求得故障点的各相电流和各相电压；5 .计尊各序电流和各序电压在网络中的分布，进而求出各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压.1.3.1.1.三相短路故随（1）边界条件与特殊相下图141给出了K点金属性三相短路的情况（可接地，也可不接地），在K点耨系统分割成两个部分。因三相处在相同的情况，故任一相均可取特殊相（基准相），一般取A相。图1.-76K点BC相接地故障时的故障点电流、电压相地关系(4)序电压分布、故障分量电压分布I)正序电压分布两相接地短路时，故障点的正序、负序、零序电压相等，如BC相接地，由图1-73求得(1-33)当=(0。25-3)时，由式(1-252)得11=16.7%42。8%。这说明，即使故障点靠近保护安装处，其正序电压不会低于这一数值。正序电压分布与电相接地相同，如图177（八）所示。2)负序电压分布，零序电压分布与单相接地时相同，如图177（八）所示.图1-77.两相接地短路故障时序电压、故障分H电压分布（八）正序、负序、零序电压分布(b)故您分量电压分布3)故障分量电压分布两相接地短路可看成故障点两故障相同时单相接地，所以图1一73中BC相接地短路时M、N母线上故障分量电压如式(1一120)、(1-121)所示，只是将式中的相别换以故障相即可。故障分量电压分布见图1.-77(b).(5)保护安装处电流、电压间相关系设图1一73中K点BC相接地短路，讨论M母线处电流、电压相搔关系。I)M侧三相电流M例由母线流向线路的三相电流为(I-错误!未定义书签。)(1-34)(1-20)可见，非故障相中除了负荷电流外，还存在故障分量电流，该故障分量电流是引起的，不计负荷电流时的如图1.-78(a×b)所示H1-78.不计负荷电流时保护安装处电流、电压相雄关系（八）时电流相做(b)时电流相一(O电压相信到接地过渡电阻远比电弧电阻大，所以可只计接地过渡电阻的影响。图1-79示出了K点BC相经过渡电阻接地。很显然，当力时就是两相金屈性接地短路：当时，是两相相间金属性短路故障。图1-79.K点BC相经过渡电阻接地D对故障点电压和电流间相量关系的影响分析图1-56,A相经过渡电阻接地时的相量关系，不论是故障电流,还是故障相电压和非故障相电压，当变化时，相应相量端点变化轨迹是以二0、时两相量端点连线为弦逆时针的容角弧不小于90°的圆弧(不计各元件电阻时为半圆).根据上述规律可做出电流相量“当=O时.就是两相金属性接地短路,在图卜80（八）中，、如图中、：当时,就是两相相间短路，、如图中OB、OC4因此,变化时，、相量端点变化轨迹如图1.-80（八）中网弧所示，相应的相量端点为以OD为弦的恻弧。对于故障点非故障相电压，当变化时，如图1.-80(b)中圆瓠所示对于故障相电压,=0时,有=0、=0,在图1.-80(b)中为O点：时，相当于BC两相短路，=,相S端点为图1.-80(b)中的G点。因此，变化时，、相量端点变化轨迹如图1.-80(b)中OG左侧圆弧。将图180与图1一78比较，计及影响后，相量关系发生了较大的变化，但、始终与相量平行。图1-80.BC相经接地时故障点的电流、电压相做关系电流相量关系：(b)U三相地关系2)对非故障相各序电流相位关系的影响K点BC相金属性接地短路，即=0,由式(1一24D(1243)可见，同相位并在的反方向上(在一条直线上)。当时，有IDII:当时，有1.<11.反映在图1一81中，OA.OC.OD代表、相量，并且有I>1I(HiI)o当时,相当于K点BC相间短路，与反相位且1=|。比较式(1一189)、式(1-241)可见，反映在图181中，OB代表相量(OB<OA)图1-81.计及后故障点序电流相量变化0计及，改写式(1-242)为(I-错误!未定义书签。)由式(1-189),式(1-185)得到(124)比较式(1-265)、式(1266)得到I>1.反映在图181中，OE代表(OE>OC);注意到即为两相相间短路，自然II=O当变化时，、II、I1.相量端点的变化轨迹如图181中圆孤所示,显而易见，计及影响后，II、1I不在一条直线上了，而是“超前I,I超前I,I超前，但仍保持+=0的关系3)对测量阻抗的影响图173中K点BC相接地时,分析线路M侧的测量阻抗.对M恻的BC相相间测量阻抗，因没有计及故障点电弧电阻，所以测试阻抗仍然与故障点到保护安装处的线路长度成正比，即不影响相间阻抗继电瑞的测量阻抗.对M-B相、C相的测量阻抗、为(136)(1二错误!未定义书签。)由于附加测量阻抗、的存在，破坏门则量阻抗、与故障点到保护安装处线路阻抗的正比关系。由式(1253)(1-255)可得到(1-25)(119)式中：m为系数，观察图察80®相量关系可得到，即使不计负荷电流=0、=0),由式(1-269)确定的超前，因此式(1一267)表示的呈阳容性；由式(1一270)确定的滞后，因此式(1一268)表示呈阻感性，当计及负荷电流时，单相接地引起的附加测量阻抗的性质为：送电侧的附加测量阻抗呈阳容性，受电恻的附加测H阻抗呈阳感性.因此，BC相经接地时，送电他的容性程度增加，感性程度诚弱；受电侧的容性程度减弱，感性程度增加.因此，两相经过渡电阻接地时，相间测最阻抗无附加测款阻抗，两故障相测质阻抗存在附加测量阻抗.在空战情况下，其中的超前相附加测圻阻抗呈现阻容性，滞后相附加测量:阻抗呈阳感性：当处于送电恻时，超前相的附加测量阻抗容性程度增加：当处于受电测时，滞后相的附加测量阻抗感性程度增加.这种增加的程度随负荷电流的增大而增大.1.3.1.5.正序等效定则以上所得的.种简单不对称短路时短路电流正序分址的通式为：(1-37)式中，表示附加阻抗，其值随短路的型式不同而不同，上角标是代表短路类型的符号.上式表明了个很垂要的概念：在简单不对称短路的情况下,短路点电流的正序分量与在短路点每一相中加入附加电抗而发生：.相短路时的电流相等.这个概念称为正序等效定则。由以上分析，我们可以看出，短路电流绝对值与它正序分量的绝对值成正比，即：(1一错误!未定义书签。)式中，是比例系数，其值视短路的种类而异。各种简单短路时的和值列于下表。表1-6.简单短路时的和短路类型单相短路3两相短路两相接地短路三相短跖O1根据以上的讨论，可以得到一个结论：简单不对称短路电流的计算，归根结底，不外乎先求出系统对短路点正序、负序和零序等值阻抗：再根据短路种类的不同而组成附加阻抗,将它接入短路点的正序等值阻抗：然后就像计算三相短路样，计算出短路点的正序电流，从而可以算出其它各序电流、各序电压，及短路点的三相电流和三相电压。所以，前面讲过的三相短路电流的各种冲算方法也适用于计算不对称短路。运用正序等效定则，计算不对称短路得步骤如卜：1 .电力系统元件各序参数的计算:2 .计算正常运行情况，求取各电源的次暂态电势或短路点的开路电压,但如果采取近似计算，这一步可以省略，而直接取的标么值为1.3 .制定不对称短路时的正、负、零序等值网络，从而求出、，及附加阻抗。4 .将串联在正序网络的短路点之后，然后用式（252）以计算三相短路的方法，计算后发生三相短路的电流。这电流就是不对称短路时短路点的正序电流。5 .根据各序电流间的关系求取负序和零序电流和，并可求取各序电压、。6 .用对称分量法，将短路点各序电流、序电压变换为短路点的不对称三相电流和三相电压。也可用正序等效定则直接求取短路点故障电流的绝对值，这在实用计算中常用。1.3.1.6,关于短路电大小的讨论1 .短路电流高压电网中发生短路故隙时，关系，所以两相短路电流等于同一点三相短路电流的，即就同一点单相接地短路电流和三相短路电流比较，有（1一错误！未定义书签。）就两相接地短路电流和三相短路电流比较，有（1-26）当时，有：当时，有：当时，有。对于和的比较，由式（1273）和式（1-274）经化简得到（1一错误！未定义书签，）式中：分0/明，当眦即或时，有；当或，印或时，有：当，叩时，有.由以上分析可见，不同类型短路故障的短路电流大小关系为：当时，；当时，：当时,:当时，；当时，有。2 .各序电流这里指的各序电流是故障支路中的序电流。就故障支路的正序电流来说，由式（】-271）可见,越大时，相应的越小.由于，所以。对于故障支路的负序电流,有如下表示式（I一错误!未定义书签。）（138）（I一错误！未定义书签。）可以看出，最大，即两相短路时负序电流最大。因为：（1-34）所以，当时，有：当时，有；当时，有.三相短路故障无负序电流。只有不对称接地短路故障才存在零序电流。两相接地短路和单相接地短路故障支路的零序电流为：（I一精误!未定义书签.）（1-39）所以（1一错误！未定义节签。）可见当时，有：当时，有：当时，有。三相短路故障无零序电流.3 .各序电压这里指的各序电压是故障点的各序电压。发生三相短路故障时，故障点的正序、负序、零序电压为零：发生不对称短路故障时，故障点的负序电压和零序电压最高，对于故障点的正序电压，两相短路、两相接地短路、单相接地短路可分别表示为（127）U-错误！未定义书签，）（I-错误！未定义书签，）将以上几式比较，得出。对于故障点的负序电压，与负序电流大小关系相同。零序电压只有单相接地短路和两机接地也路时才存在，因故障点的零序电压与零序电流成正比，所以零序电压与零序电流的大小关系相同.4 .各序电压的分布电力系统中发生短路故障时，故障点的正序电压最低，从故障点到电源逐渐升高，到电源点等于电动势。从故障点到无电源他，因没有正序电流（负荷电流不计）,所以正序电压不降低.因为故障点的正序电压有如下关系，所以M母线正序电压大小关系为°可见，就对系统的影响来说，三相短路故障最严重，两相接地短路故障次之，单相接地短路故障最小。故障点负序电压最高，逐渐向电源中性点降落，到电源中性点时负序电压降到零值：负序电压在传递过程中，不受变压涔联结组别的影响。从故障点到无电源侧，因没有负序电流，所以负序电压不降低。对丁零序电压，从故障点到接地中性点逐渐降落，故障点的零序电压最高，接地中性点降到零值：零序电压在传递过程中，要受变压器联结组别的影响，零序电压不能从丫侧传递到D侧，也不能从D例传递到Y（W：此外，零序电压的传递不受电源的影响，因变压器中性点均接地，故从K点到接地中性点是逐渐降落的，到接地点为零值.由样电压分布规律可见，越旅近电源，正序电压数值越高：对丁负序电压和零序电压，离故障点愈远，数值愈低.顺便指出，突变量电压的分布与负序电压、零序电压的分布相似，故障点的突变鬓电压最高.5 .序电压与序电流间的相位关系正方向短路故障时，保护安装处负序电流超前丁负序电压的相角为，其中是保护反方向上等值负序阻抗角，一般为7080°反方向短路故障时，保护安装处负序电流滞后负序电压的相角为，这里的是保护正方向等（ft负序阻抗角，一般也为70°、80。对于接地故障时保护安装处写序电流与零序电压间的相位关系，与负序电流和负序电压间的相位关系相同。只是变电所一般有中性点接地的变压器运行，所以保护反方向的零序阻抗角约在85°以上，因此正方向接地时，保护安装处的理序电流超前零序电压的相角为180-85=95°正、反向短路故障时，保护安装处正序电压突变量与正序电流突变量间的相位关系、保护安装处突变量电压（相间故障是相间电压突变量、接地故障是相电压突变量）与突变量电流（相间故障是相间电流突变量、接地故障是带零序补偿的相电流突变量:）间的相位关系完全与负序电压和负序电流间的相位关系相同。上述相位关系，不受故障点过渡电阻的影响，也不受负荷电流的影响。6 .相电流差突变最图1出接地如第时、与间的相位关系分析表明，三个相电流差突变量元件、如大于一定值动作，则单相接地短路时一个元件不动作、两个元件动作，而在多相短路故障时三个元件均动作.从而可选出单相故障时的故障相别，原理见图1-82。这种选相原理不受负荷电流的影响，同时允许较大的过渡电阻。7 .负序电流与零序电流的相位关系在中性点接地电网中，如果短路故障发生时没有零序电流，则可判为多相故障，实现三相跳间。如有零序电流，则是接地故障，此时就要判别是单相接还是两相短路接地。电流分布系数可认为是实数，所以保护安装处电流、零序电流间的相位关系完全与故障支路负序电流、零序电流间的相位关系相同。以卜讨论单相接地、两相短路接地时、间的相位关系.单相接地时，特殊相的负序电流与零序电流同相位以A相负序电流作参考，A相、B相、C相接地时的零序电流、如图1-82所示。由图可见，、将整个平面分成、三个区域，写成表示式为：（I-错误!未定义书签。）两相短路金属性接地时，特殊相的负序电流与零序电流同相位。若以A相负序电流作参考，则BC相、CA相、AB相短路接地时的零序电流、如图卜82所示（图中两相短路接地时的量均带括弧）.同样。、将整个平面分成同样的、三个区域，表示式如式（1-286）所示。当两相经过渡电阻接地时，由图170可见，特殊相的零序电流超前负序电流，较大时超前相角可能大于60.于是，BC相经接地时，可能满足式（1一286）第二式：CA相经接地时，可能满足式（1-286）笫三式：AB相经接地时，可能满足式（1286）第一式。由上述分析可见，当式(1-286)判为区域时，发牛的故障可能是A相接地、BC接地和AB相接地；当判为区域时，发生的故障可能是B相接地、CA相接地和BC相接地；当判为区域时，发生的故障可能是C相接地、AB相接地和CA相接地。因此,由式(1-2861判出珀度区域后，再由阻抗维电器动作情况判别出接地故障类型和相别。如判出区域后，若仅A相接地吼抗元件动作,则判为A相接地：若A相、B相接地阻抗元件均动作,则判为AB相接地：若A相接地阻抗元件不动作，而BC相间阻抗元件动作，则判定BC相接地。判出区域或区域，情况类同。因为保护安装处零序电压、负序电压间的相位关系与、间的相位关系相同，所以也可用、比相来实现式(1-286)应当指出.这种鉴别接地故障类型、相别的原理.不受负荷电流的影响，而I1.允许仃大的过渡电阻“1.3.1.7.经由变压器后电的变换还应指出，当网络中有变压器存在时，由于变压器绕组联结方式的影响，各序电流和电压经过变压器后会产生相位变化,需引起注意.变压器的联接组别很多，电力系统中常用的联接方式为Y/Y12和Y-II两种.下面分别讨论.对