故障分析第五章作业(答案).pdf

故障分析故障分析 第五章第五章 不对称故障的分析计算不对称故障的分析计算 一、思考题一、思考题 1. 熟记各种简单不对称短路故障的边界条件 2. 何为复合序网？熟记各种简单不对称短路的复合序网 3. 熟练运用相量图分析各种简单不对称短路故障处的各相电流和电压 4. 运用相量图分析 Y,d 接法变压器两侧各相电压和电流的变化 5. 什么是正序等效定则？它有何用处？ 答： 在简单不对称短路情况下， 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 ZΔ而发生的三相短路时的电流相等，这个概念叫正序等效定则 正序等效定则的用途：（1） 使计算各种简单不对称短路形式与三相短路计算的形式统一； （2）结合运算曲线，可以计算各种不对称短路发生后任意时刻的短路电流 6. 不对称短路时，各序电压在网络中的分布有什么特点？ 答： （1）发生单相短路接地故障，正序电压在电源点最大，沿着线路逐渐减低，在故障点 最低；而负序和零序电压在电源点为零，沿着线路逐渐上升，在故障点达到最大 （2） 发生两相短路故障， 正序电压在电源点最大， 沿着线路逐渐减低， 在故障点最低； 而负序电压在电源点为零，沿着线路逐渐上升，在故障点达到最大，并且和正序电压相 同。

（3）发生两相相间短路故障，正序电压在电源点最大，沿着线路逐渐减低，在故障点 最低；而负序电压和零序电压在电源点为零，沿着线路逐渐上升，在故障点达到最大， 并且和正序电压相同 7. 电压和电流的各序对称分量经 Y，d 接法的变压器后会发生什么样的相位变化？ 8. 若表示为 Ydk（k 为正序时三角形侧电压相量作为短时针所代表的钟点数） 答： 则正序分量三角侧电压、 电流较星形侧落后 k30； 对于负序侧分量则刚好相反，即超前 k30；三角侧无零序 9. 试从故障边界条件、 复合序网和计算公式等方面， 对非全相断线和简单不对称短路做一 些比较分析吗？（与后面第 10 题一起回答） 10. 什么是故障特殊相？什么是对称分量的代表相？特殊相和对称分量法的代表相不一致 会对边界条件产生什么影响？ 答： （1）如果假设单相短路接地故障发生在 A 相，而两相短路故障发生在 B 相，则 A 相 称为故障特殊相 （2）在对称分量法里，B,C 相各序分量都用 A 相的各序分量表达，则 A 相就是对称分 量的代表相 （3）特殊相和对称分量法的代表相不一致，当相分量表达的边界条件变为序分量表达 的边界条件时，正负序分量都要乘以旋转算子 a 或 a2，复合序网难以直接做出。

补充内容：特殊相不是 A 相，怎么办？有两个方法： （1）直接法； （2）巧算 （1） 直接法： 假设 B 相发生单相短路接地故障，则对称分量法的代表相也用 B 相，故障前正 常工作电压用 B 的 边界条件Ufb= 0 ，Ifb= 0，Ifc= 0 Ufb= Ufb 1 + Ufb 2 + Ufb 0 = 0 Ifb 1 = Ifb 2 = Ifb 0 =Ufb 0 z (1)+z (2)+z (0) 画 B 相的复合序网，求 B 相的各序电流、电压相量，然后求出个相的电压电流量 （2） 巧算： 故障相 非故障相 A B C B C A C A B 以单相短路故障为例无论是否是 A 相发生短路接地，都按 A 相接地计算，序分 量也以 A 相为代表相，最后求出 A 相短路电流，B,C 相电压然后按上表进行转换： 如果实际是 B 相发生了短路接地，则将计算的结果的角标进行转换：A 变为 B，B 变为 C，C 变为 A如果是 C 相发生了短路接地，则将计算的结果的角标进行转换：A 变为 C，B 变为 A，C 变为 B 11. 何谓横向故障？何谓纵向故障？横向故障和纵向故障的故障端口的组成有什么不同？ 在分析方法上和相关参数的计算上有什么区别？（与上面第 8 题一起回答） 。

12. 故 障 方 向 分析方法 端口 组成 参数计算 故障 类型 边界条 件 （自己 填写） 复合序网（正式回答应该画出复合序网图） 短 路 故 障 横 向 故 障 对称分量法，9 个电压 源加在故障点与大地之 间 短路 点与 大地 从故障点 看进去的 全网各序 等效阻抗 单相 短路 故障 正、负、零 序网串联 两相 短路 故障 正负序网 并联 两相 正、负、零  )()()(0212211111aaacbaFFFaaaa FFF )()()(0212211111bbbcbaFFFaaaaFFF )()()(021 2211111ccccbaFFF aaaaFFF短路 接地 序网并联 断 线 故 障 纵 向 故 障 对称分量法 断线 处的 断口 断口左右 的各序阻 抗分别计 算 单相 断线 正、负、零 序网并联 9 个电 源源 加在 端口 处 应用叠加原 理，断线处加 正常工作电流 及其负值 两相 断线 正、负、零 序网串联 说明：上述故障都以 A 相为故障特殊相 二、计算题二、计算题 1. 某系统网络图如下，当 K 点发生单相接地短路时 （1）求短路瞬间短路电流周期分量初值； （2）求变压器2T中性点的电压值； （3）求变压器1T和3T中性线上的电流值。

图 5.1 解： （1）取avBBUUMVAS,15 13610304540115154010010501250075301153153666788115115102213222211312112221121122.....)(.,.)()()()()()()()()()()()()()(LLLLTTTTTTGGGGBB B BB BXXXXXXXXXXXXXXKAUSISUZ则画各序的网图： 0731. 0105. 02411. 0105. 02411. 01604. 01604. 02105. 0125. 00454. 02)0(3)0()0(1)0(3)0()0(1 )0()1()2()1(1)1(1 )1()1(TLTTLTTG LXXXXXXXXXXXXX① )0(12I0.105 )0(3TX )0(LX 0.1361 0.105 )0(1TX )0(U② ③ 零序网 )2(1TX 0.105 0.125 )2(U)2(1GX )2(LX )2(2TX)2(2GX0.125 0.105 0.0454 负序网 )1(1TX0.105 0.125 )1(U)1(1GX )1(LX)1(2TX )1(2GX 0.125 0.105 0.0454 正序网 ）（有名值节点的零序电压网图中中性点的电压就是零序有名值KVjjXI jUUjjjXIUjjXXXXIICDTKAjjIjIIIIIjXXXjILKTLTT KKaKKaKKKK363741. 53/115081. 0081. 01361. 0)77. 0(1856. 01856. 00731. 05387. 277. 0105. 02411. 0105. 05387. 2)2()(5735. 00753. 0616. 7616. 735387. 2)(1)0()0(12)0(2)0(1)0()0()0(2)0(3)0()0(1)0(3 )0()0(122)1()0()2()1()0()2()1()1(）（中线的电流）（中线的电流倍的零序电流中性点中的电流是、变压器KAjjITjjjIIIKAjjITTTK3995. 00753. 0)7687. 1(337687. 177. 05387. 2174. 00753. 077. 0333) 3()0(233)0(12)0()0(23)0(121312. 系统如图所示，K 点发生 BC（或 AB、AC）两相短路接地故障（计算时采用平均额定 电压作基准电压） ， （1）求故障点短路电流起始次暂态电流； （2）求 M 母线各相电压值； （3）求变压器中性点电压值和通过电抗器上的电流值。

) 1 (I 1604. 0)3(X )2(X )1(X0.1604 0.1604 1 ) 3 (I ) 2 (I 图 5.2 （1）115,100BBUkV SMVA取时有： 1000.502133 115B BI BSIkAU22115132.25100B BI BUZS 一、求参数： 100125cos0.8GN GNPSMVA (1)(2)(1)(2)(0)(0)(0)1 (1)(2)(0)(1000.130.104125 %10.5100:0.0875100100120400.3025132.2533 0.30250.90741100 0.4=0.3025132.253GGkB TTT TNp p BIpLL BILLXXUST XXXSXXZXxXXZXX 发电机: 变压器电抗器：电缆线路：1)3 0.30250.9074 二、画复合序网 正序网： GMK负序网： GMK零序网： aUaU aU(1)kaUaU(2)kaU(1)GX(1)TX (2)TX (1)LX(2)LX(2)GXMK复合序网 从 K 点看进去的正序等值阻抗为 (1)(1)(1)(1)0.1040.08750.30250.494GTLXXXX 从 K 点看进去的负序等值阻抗为 (2)(1)(1)(1)(1)0.1040.08750.30250.494GTLXXXXX 从 K 点看进去的零序等值阻抗为 (0)(0)(0)(0)30.90740.08750.90741.90TLpXXXX 0 (1) (2)(0) (1) (2)(0)11.12850.4941.90250.4940.4941.9025ka kUIjjxjxjjjjxjjjxjx   (0) (2)(1) (2)(0)1.90251.12850.89580.4941.9025kkxjIIjjxxjj (0)(1)(2)1.12850.89580.2327kkkIIIjjj 1.7874 0.50210.89kBkCIIkA 故障处的短路电流 aU(0)kaU(0)TX (0)LX (0)3pX aU0aU(1)jX(1)X(2)jX(1)X(0)jX(1)X0kaU(1)kU(2)kU(0)kU(0)330.2327 0.50210.35050.3505kkBkIIIjjkAIkA （2）求 M 母线各相电压值 (1)(1)(1)0(2)(2)(2)(0)(0)(0)(1)(1)(1)(1)1(1.1285) 0.4940.44250( 0.8958) 0.4940.44252520( 0.23266) 1.90250.4426360.4425(1.1285)kkkkkkkMkkLUUjIxjjUjIxjjUjIxjjUUjIxjj         (2)(2)(2)(2)(0)(0)(0)(0)(1)(2)(0)0.30250.783870.4425252( 0.8958) 0.30250.17150.442。