1电力系统短路故障的分类

第3章电⼒系统的短路第3章电⼒系统的短路3．1 短路的类型及计算假设3.1.1短路的原因、类型及后果短路是电⼒系统的严重故障。

短路：指⼀切不正常的相与相或相与地（对于中性点接地的系统）之间发⽣通路的情况。

1.短路的原因元件损坏；⽓象条件恶化；⼈为事故；其他，如⼯程建设时挖沟损伤电缆等；2.短路的类型三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路等。

三相短路也称对称短路；其他类型的短路是不对称短路；3.短路的后果1）短路故障使短路点附近⽀路出现⽐正常电流⼤许多倍的短路电流，产⽣较⼤的电动效应和热效应，破坏设备；2）短路时系统电压⼤幅度下降，对⽤户影响很⼤；3）短路会使并列运⾏的发电机失去同步，破坏系统的稳定，造成系统的解列，出现⼤⾯积停电；4）不对称短路对附近通信线路和⽆线电波会产⽣电磁⼲扰。

3.1.2短路电流计算的⽬的与计算假设1.短路电流计算的⽬的选择有⾜够机械稳定和热稳定的电器设备；合理配置各种继电保护和⾃动装置并正确整定其参数；设计和选择发电⼚和电⼒系统主接线；进⾏电⼒系统的暂态稳定计算，分析短路对⽤户的影响；确定输电线路对通信的影响；2.短路电流计算的基本假设短路过程中各发电机之间不发⽣摇摆，并认为所有发电机的电势都同相位；负荷只作近似估计，或当作恒定电抗，或当做某种临时附加电源，要视具体情况⽽定；不计磁路饱和；对称三相系统；忽略⾼压输电线的电阻和电容，忽略变压器的电阻和励磁电流，即发电、输电、变电和⽤电均⽤纯电抗表⽰；⾦属性短路：不计过渡电阻的影响，即认为过渡电阻等于零的短路情况；3.1.3实⽤短路电流计算的基本流程根据基本假设，采⽤标⼳值⽅法计算已知待计算系统所有设备的电抗标⼳值；⽤设备电抗标⼳值替换设备元件并重新绘制成图，形成短路计算电路图；等值简化⽹络，简化⽬标是所有电源到短路点都只有⼀个等值电抗的最简单等值电路图；采⽤⽆限⼤容量系统的概念计算现实中电⼒系统对短路点提供的短路电流；采⽤⽆限⼤容量系统的概念计算现实中电⼒系统的短路电流；叠加不同元件相同时刻的短路电流。

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。

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。

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。

1 故障类型电力系统的线路故障总的来说可以分为两大类：横向故障和纵向故障。

横向故障是指各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。

三相短路时,由于被短路的三相阻抗相等,因此,三相电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。

其余几种种类型的短路,因系统的三相对称结构遭到破坏,网络中的三相电压、电流不再对称,故称为不对称短路.运行经验表明,电力系统各种短路故障中，单相短路占大多数,约为总短路故障数的65％，三相短路只占5％～1０%.三相短路故障发生的几率虽然最小,但故障产生的后果最为严重，必须引起足够的重视。

此外，三相对称短路计算又是一切不对称短路计算的基础。

纵向故障主要是指各种类型的断线故障，包括单相断线、两相断线和三相断线.2 对称分量法和克拉克变换2．1 对称分量变换三相电路中，任意一组不对称的三相相量都可以分解为三组三相对称的分量,这就是所谓的“三相相量对称分量法”.对称分量法是将不对称的三相电流和电压各自分解为三组对称分量，它们是：（1） 正序分量：三相正序分量的大小相等，相位彼此相差２p ｉ／3，相序与系统正常运行方式下的相同；（2） 负序分量：三相负序分量的大小相等，相位彼此相差2pi ／3，相序与正序相反； （3） 零序分量：三相零序分量的大小相等,相位相同。

为了清楚起见，除了仍按习惯用下标a 、b 和ｃ表示三个相分量外,以后用下标１、２、0分别表示正序、负序和零序分量。

设.a F 、.b F 、.c F 分别代表a 、b 、ｃ三相不对称的电压或电流相量，.1a F 、.2a F 、.0a F 分别表示ａ相的正序、负序和零序分量；.1b F 、.2b F 、.0b F 和.1c F 、.2c F 、.0c F 分别表示ｂ相和c 相的正、负、零序分量。

通常选择a 相作为基准相，不对称的三相相量与其对称分量之间的关系为：..21..22..01113111a a a b a c F F a a a a F F F F ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎛⎫ ⎪⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭式中,运算子120j a e =,2240j ae =，且有31a =，2310a a ++=；我们令2211111a a S a a ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭称为对称分量变换矩阵。

电力系统短路故障分析短路故障是指电路中出现的电阻降低，电流瞬间大幅度增加，引起系统过电流保护装置动作，从而使系统被隔离。

这种故障可能会对设备产生损伤，甚至对待人身安全造成威胁。

因此，短路故障的分析和处理对于电力系统的安全运行至关重要。

短路故障的原因有多种，例如设备的故障、操作失误、设计缺陷等。

但不论原因是什么，短路故障的分析过程都是大致相同的，即要确定短路故障的位置和原因，并做出相应的处理。

首先，需要区分短路故障的类型。

短路故障可分为两种类型：直接短路和间接短路。

直接短路是指两个电线（或导线）间直接接触或产生电弧，形成的短路故障；间接短路则是指与系统电压有关的故障，例如设备的绝缘损坏、接线松动等。

接着，需要进行线路接线图和设备图的分析，确定短路故障所在的位置。

在确定了短路故障的位置后，需要进行现场查找，确认设备或线路的实际情况，如线路的长度、交叉点位置、设备电压范围、阀值电流等。

然后，需要对短路故障的原因进行分析。

这包括对设备或线路的设计、操作、维护等方面进行详细的调查。

若是由于设备本身的质量问题，需要对生产厂家进行建议和通报；若是由于设备的操作或维护不当导致的问题，需要对工作人员进行教育和培训，增强其安全意识。

最后，需要采取相应的措施来处理短路故障。

这些措施包括立即隔离故障点、修复受损设备、调整系统运行参数等等。

总之，电力系统短路故障的分析和处理过程是一个复杂的过程，需要专业人员的精心调查和处理，以确保系统的安全运行。

通过对短路故障进行深入的分析和总结，可以进一步提高系统运行可靠性，避免潜在危险。