【正文】 圖28 兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)圖由復(fù)合序網(wǎng)可求得非故障相各序的電氣量如下： （227） （228） （s=1,2,0） （229）各序分量求出來以后，根據(jù)對(duì)稱分量的合成公式可求出故障處的各相電氣量： （230）當(dāng)、為純電抗時(shí)，兩故障相電流為：； （231）將，代入式（231），并將對(duì)其兩端取絕對(duì)值，經(jīng)整理后得： （232）兩相接地短路時(shí)，流入地中的電流為： （233）故障處的各相電壓為： （234）圖29 兩相短路接地故障處電壓、電流相量圖由作出電壓相量，如圖29（a）所示。同時(shí)，接地電流 也可作出。另外，分析式（230）可知，兩故障相電流、的幅值之比及其相位差與、的比值有關(guān)。由以上分析可知，兩相接地短路有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：（1）短路處正序電流與在原正序網(wǎng)絡(luò)上增接一個(gè)附加阻抗 后而發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流相等。（3）在假定和的阻抗角相等的情況下，兩故障相電流的幅值總是相等，其間的夾角隨的不同而不同，當(dāng)由0變到時(shí)，由變到，即。 幾點(diǎn)結(jié)論綜合以上的分析計(jì)算，可得以下結(jié)論：由前述分析可知，在求解各種不對(duì)稱故障時(shí)，故障支路的正序電流分量可用如下公式表示：（235）。由式（235）可見，不對(duì)稱短路故障時(shí)故障支路的正序分量電流 ，等于故障點(diǎn)每相加上一個(gè)附加阻抗后發(fā)生三相短路的電流。故障點(diǎn)故障相電流的絕對(duì)值與故障支路的正序分量電流成正比，可表示為：。表21 不同短路故障類型的故障類型 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 單相接地短路 1 3電力系統(tǒng)某一故障點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)及零序網(wǎng)絡(luò)，屬于基本序網(wǎng)，與故障類型、故障相別無關(guān)；但由各序網(wǎng)絡(luò)組合成的復(fù)合序網(wǎng)與短路故障的類型、相別有關(guān)。換言之，當(dāng)不對(duì)稱支路中有兩相阻抗相同時(shí)，以特殊相為對(duì)稱分量的基準(zhǔn)相作出的復(fù)合序網(wǎng)圖，在各序網(wǎng)之間可以不用互感器而直接連接起來。第三章 高壓輸電線路短路故障模型建立在建立仿真模型的過程中我們使用MATLAB軟件中的Simulation工具，下面對(duì)它們作簡(jiǎn)單介紹。從最初一個(gè)新的設(shè)計(jì)構(gòu)思到通過軟件進(jìn)行實(shí)際情況的模擬，再到應(yīng)用到具體的工程之中，大量反復(fù)的數(shù)學(xué)計(jì)算讓技術(shù)人員、科研人員費(fèi)勁心思。因而科研人員根據(jù)自己的工程編制了不同的計(jì)算程序，但是浪費(fèi)了大量的人力、物力。在MATLAB的數(shù)值計(jì)算方面，提供了矢量、矩陣、數(shù)組、線性代數(shù)、函數(shù)與多項(xiàng)式、微積分等各方面的內(nèi)容。MATLAB在科學(xué)研究個(gè)工程設(shè)計(jì)方面的另一個(gè)重要內(nèi)容，是推出了與數(shù)值處理聯(lián)系緊密的圖形繪制功能。單憑數(shù)據(jù)的累計(jì)，技術(shù)人員和科研人員無法從繁蕪的數(shù)據(jù)中提取重要的信息。 SIMULINK/SimPowerSystems介紹MATLAB軟件中的SIMULINK是用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的集成開發(fā)環(huán)境，是結(jié)合了框圖界面和交互仿真能力的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具。這些元件庫為解決具體的工程問題提供了更為快速、準(zhǔn)確和簡(jiǎn)潔的途徑，避免了用SIMULINK 提供的基本元件來構(gòu)造模型的繁瑣。它包括：Electrical Sources（電力元件），Elements（線路元件），Power Electronics（電力電子元件），Machines（電機(jī)元件），Connectors（連接器元件），Measurements（電路測(cè)量?jī)x器），Extras（附加元件），Demos（演示教程）和Powergui（電力圖形用戶接口）等元件。在發(fā)生短路故障的情況下，電力系統(tǒng)從一種狀態(tài)變化到另一種狀態(tài)，產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象。我們?cè)O(shè)定仿真模型使用理想三相電壓源作為電路的供電電源，使用分布參數(shù)輸電線路作為輸電線路，輸電線line1的長(zhǎng)度為100km，輸電線路line2的長(zhǎng)度為100km；使用三相電路短路故障發(fā)生器進(jìn)行不同類型的短路。在Simulation菜單中選擇需要的各種元件、節(jié)點(diǎn)等，進(jìn)行合理放置并連接如圖31所示。（1）在前面設(shè)置三相電路短路故障發(fā)生器時(shí)，將接地短路的時(shí)間設(shè)置為[ ]。（2）在電路圖的菜單選項(xiàng)中，選擇Simulation菜單，激活Configuration Parameters命令，彈出Configuration Parameters對(duì)話框。Stop time: 。Max step size: auto。Intial step size:auto。Absolute tolerance:auto。第四章 故障仿真的波形分析在三相電路短路故障發(fā)生器參數(shù)中將三相故障同時(shí)選中，并選擇故障相接地選項(xiàng)。激活仿真按鈕，查看仿真波形。選擇故障點(diǎn)A相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)A相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流為0A。,三相電路短路故障發(fā)生器打開,相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)A相電流迅速下降為0A。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)B相電流波形如圖42所示。,三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生三相短路,故障點(diǎn)B相電流發(fā)生變化,由于閉合時(shí)由初始輸入量和初始狀態(tài)量，因而故障點(diǎn)B相電流波形上移。選擇故障點(diǎn)C相電流，作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)C相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流為0A。,三相電路短路故障發(fā)生器打開,相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)C相電流迅速下降為0A。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)三相電流波形如圖44所示。選擇故障點(diǎn)A相電壓作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)A相電壓由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電壓為正弦波形。,三相電路短路故障發(fā)生器打開,相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)A相電壓波動(dòng)恢復(fù)正弦波形。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)B相電壓波形如圖46所示。,三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生三相短路,故障點(diǎn)B相電壓發(fā)生變化, 突變?yōu)?。 圖45故障點(diǎn)A相電壓波形圖 圖46 故障點(diǎn)B相電壓波形圖 圖47故障點(diǎn)C相電壓波形圖 圖48 故障點(diǎn)三相電壓波形圖選擇故障點(diǎn)C相電壓作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)C相電壓由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)， 因而電壓為正弦波形。,三相電路短路故障發(fā)生器打開,相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)C相電壓波動(dòng)恢復(fù)正弦波形。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)三相電壓波形如圖48所示。在電源端輸出的電流信號(hào)，分別選擇A、B、C三相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，三相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流呈正弦變化。,三相電路短路故障發(fā)生器打開,相當(dāng)于排除故障,此時(shí)三相電流波動(dòng)恢復(fù)正弦變化。圖49 電源端三相電流波形圖圖410 電源端三相電壓波形圖（4）電源端電壓波形圖。由圖形可以得出以下結(jié)論：在三相短路過程中，電源端的三相電壓只有一些波動(dòng)，但沒有發(fā)生顯著變化。選擇故障點(diǎn)A相電流、故障點(diǎn)B相電流和故障點(diǎn)C相電流；使用矢量選擇器選擇故障點(diǎn)A相電流正序分量為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)故障點(diǎn)A相電流正序分量由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而幅值為0，相角為0。在故障點(diǎn)A相電流正序分量發(fā)生變化,幅值迅速上升，相角下降，至大約90deg時(shí)穩(wěn)定，,相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)A相電流正序分量的幅值下降，；故障點(diǎn)A相電流正序分量的相角繼續(xù)下降，然后波動(dòng)穩(wěn)定到0。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流負(fù)序分量波形如圖412所示。,三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生三相短路。,相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)A相電流負(fù)序分量的幅值繼續(xù)變化，；故障點(diǎn)A相電流負(fù)序分量的相角持續(xù)變化。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流零序分量波形如圖413所示。,三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生三相短路。,相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)A相電流零序分量產(chǎn)生波動(dòng)，穩(wěn)定在0；幅角也產(chǎn)生一些波動(dòng),穩(wěn)定為0。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序和零序分量波形圖如圖414所示。選擇故障點(diǎn)A相電壓、故障點(diǎn)B相電壓和故障點(diǎn)C相電壓，作為測(cè)量電氣量。由波形圖可以得出如下結(jié)論：在發(fā)生三相短路時(shí)，正序分量和負(fù)序分量發(fā)生較大的變化，而零序分量幾乎沒有變化。設(shè)置完電路圖和仿真參數(shù)后，下面進(jìn)行電路仿真。（1）故障點(diǎn)電流波形圖。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流波形如圖416所示。 圖416 故障點(diǎn)A相電流波形圖 圖417 故障點(diǎn)B相電流波形圖選擇故障點(diǎn)B相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)B相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流為0A。三相電路短路故障發(fā)生器打開，相當(dāng)于排除故障。 圖418 故障點(diǎn)C相電流波形圖 圖419故障點(diǎn)三相電流波形圖選擇故障點(diǎn)C相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)C相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因而電流為0A。三相電路短路故障發(fā)生器打開，相當(dāng)于排除故障。選擇故障點(diǎn)A相電流、B相電流和C相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：當(dāng)電路發(fā)生B、C兩相短路故障時(shí)，A相電流沒有變化，B相電流波形下移，C相電流波形上移。選擇故障點(diǎn)A相電壓作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論： A相為非故障相，其電壓波形僅在兩相短路期間波的幅值變大，但是波形不變。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)B相電壓波形如圖421所示。三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生B、C兩相短路，故障點(diǎn)B相電壓發(fā)生變化，突變?yōu)?。此時(shí)故障點(diǎn)B相電壓波動(dòng)恢復(fù)正弦波形。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)C相電壓波形如圖422所示。三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生B、C兩相短路，故障點(diǎn)C相電壓發(fā)生變化，突變?yōu)?。此時(shí)故障點(diǎn)C相電壓波動(dòng)恢復(fù)正弦波形。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)三相電壓波形如圖423所示。B相和C相電壓降為0V。在電源端輸出的電流信號(hào)，分別選擇A、B、C三相電流作為測(cè)量電氣量。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，A相為非故障相，在B、C兩相發(fā)生短路時(shí)，波形沒有變化。,三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生B、C兩相短路,兩相電流發(fā)生變化,B相電流波形整體上移，C相電流波形整體下移，B、C兩相電流的幅值增大。圖424電源端三相電流波形圖（4）電源端電壓波形圖。激活仿真按鈕，則電壓波形圖如圖425所示。圖425電源端三相電壓波形圖圖426 故障點(diǎn)A相電流正序分量波形圖（5）故障點(diǎn)A相電流序分量波形圖。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流正序分量波形如圖426所示。三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生B、C兩相短路，故障點(diǎn)A相電流正序分量發(fā)生變化，幅值迅速上升，相角下降，至大約90deg時(shí)穩(wěn)定。此時(shí)故障點(diǎn)A相電流正序分量幅值下降，；故障點(diǎn)A相電流正序分量的相角繼續(xù)下降，然后穩(wěn)定到0。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流