智能配电网分析5.

智能配电网分析（5）短路故障分析20165.1概述高压配电系统特点同输电网：（1）网状结构（2）存在多个电源点高压配电网短路故障分析方法可参见输电系统短路电流计算。我国中压配电系统的一个显著特点：小电流接地系统包括：（1）中性点不接地；（2）间接接地（经阻抗，主要是消弧线圈接地）。本章内容针对中压配电网，进行短路故障分析。（一）类型：按发生故障相数1.三相短路2.两相短路3.单相短路5.2短路故障的类型和基本特点（一）类型：按故障是否三相对称分5.2短路故障的类型和基本特点两相相间短路k(2)短路对称短路不对称短路单相短路两相短路单相接地短路k(1)两相接地短路k(1,1)三相短路k(3)单相接中性线短路k(1)（二）基本特点：1.三相接地短路5.2短路故障的类型和基本特点EfcEfbEfaZcZbZaZcaZabZbccba2.两相接地短路5.2短路故障的类型和基本特点EfcEfbEfaZcZbZaZcaZabZbccba3.两相相间短路5.2短路故障的类型和基本特点EfcEfbEfaZcZbZaZcaZabZbccba4.单相接地短路5.2短路故障的类型和基本特点EfcEfbEfaZcZbZaZcaZabZbccba5.2短路故障的类型和基本特点短路回路中流过短路电流，故障相电压为零，不对称两相短路接地三相电路中都流过短路电流，短路时电压和电流保持对称，短路点电压为零对称三相短路短路回路中流过短路电流，电压和电流的对称性被破坏不对称两相短路系统中有零序电流流过，故障相电压下降，非故障相电压会升高不对称单相短路特点短路性质示图表示符号短路名称)1(k)2(k)1,1(k)3(k5.3短路故障分析的方法远端短路时的电流波形图5.3短路故障分析的方法近端短路的电流波形图短路故障分析方法有：（1）等效电压源法（2）叠加法（3）相零回路电流法（4）瞬态仿真法这4种方法对短路故障分析的精细程度不同，适用于不同的场合。5.3短路故障分析的方法（1）等效电压源法对远端和近端短路建立短路点的等效电压源，并假定：①正序和负序阻抗相等；②线路完全换位（三相参数完全对称），三序变量间无耦合；③不计负荷电流；④故障前电压为标称电压；不同形式金属性短路时，在短路处用等效电压源表示等效电路（复合序网图）P113图7.55.3短路故障分析的方法（1）等效电压源法（续）短路点的等效电压源为，则：①三相接地短路故障②相间接地短路故障③两相相间短路故障④单相接地短路故障5.3短路故障分析的方法/3ncU(3)(3)11/(3)kknIIcUZ20(1,1)(1,1)(1,1)11220120/331,()//nkkkZZcUIIIZZZZZ(2)(2)1123/kknIIcUZZ(1)(1)112033nkkcUIIZZZ（2）叠加法是运用计算机对三相不对称条件下的中压配电网的短路故障进行精确计算的常用方法。实现思路：①首先利用三相潮流计算得到故障前的状态，得到短路点故障前的电压；②然后把短路看成是在短路点正常运行状态下叠加一个负的电压源，从而把短路故障分解成为正常运行方式和具有一个（负）电压源的故障分量；③利用潮流结果和故障边界条件计算出故障点处的故障补偿电流。④最后将故障电流作为故障节点的注入量，来计算各支路故障电流和各节点电压。5.3短路故障分析的方法（2）叠加法（续）短路故障分析的应用场合：系统参数对称时，可采用对称分量法(序分量法)；当配电系统三相线路参数或三相负荷不平衡问题比较突出时，配电网短路故障分析宜采用相分量法。5.3短路故障分析的方法（2）叠加法（续）基本原理：在故障点端口增加故障回路（补偿电路、大地、馈线根节点和馈线）；任何不对称故障，总可以通过故障端口处增加并联故障补偿回路来表示。5.3短路故障分析的方法ZfaZfcZfbZfgfgfafgfgffgfgfafgfgfgfgfazzzzzzzzzzzzz故障补偿电路——模拟各种类型的金属性短路和非金属性短路故障（2）叠加法（续）故障回路阻抗，由两部分构成①故障端口阻抗——从故障点处看向网络；②故障补偿电路阻抗；多处短路故障，对应有多个故障回路5.3短路故障分析的方法,,,,fkekefkeghFFfghkefghghzzzzzZfnZfmkegh,,,fkekekkfnfghghggfmfkeghkgzzzzzzzz（2）叠加法（续）系统中存在环网回路和故障回路情况，网络回路阻抗矩阵zeq为环路注入电流和故障端口注入电流：解环处的电压计算（第k次）——潮流计算5.3短路故障分析的方法LLLFeqFLFFzzzzzkkLLLLFLkFLFFkFFIzzUzzIU1212kkkLjjkkkFffUUUUUU（2）叠加法（续）计算流程——作为一种特殊运行方式下的潮流计算（故障回路），故障计算程序同潮流计算程序。①计算短路故障回路阻抗；②初始化各个节点的电压和幅值；③将恒功率负荷转换为恒阻抗负荷；④计算节点注入电流；⑤在短路点出叠加短路故障电流；⑥回推计算各个支路电流；⑦前推求解节点电压；⑧计算故障回路端口的电压差，修正解环节点的注入电流；⑨判断收敛指标是否满足：相邻两次迭代的电压差的最大值；如不满足，重复④-⑧。5.3短路故障分析的方法（2）叠加法（续）含分布式电源的短路电流计算：根据节点PV、PQ、PI和PQ（V）的特点，在计算过程中做相应的修正和调整。计算流程：P118-1205.3短路故障分析的方法（3）相-零回路电流法仅适用于1kV以下的低压配电网的单相短路电流计算。短路回路的总阻抗5.3短路故障分析的方法(1)3lkiiUIZiiZ（4）瞬态仿真法是一种分析短路故障后电磁瞬态过程的故障分析方法。特点描述①计算复杂；②主要用于分析和计算故障后系统可能出现的瞬态过电压和过电流。③将配电网络和元件用微分方程描述；④可获得短路故障后电压和电流的瞬变曲线。5.3短路故障分析的方法