【正文】 電力系統(tǒng)中某處發(fā)生一相或兩相斷線的情況， (e)和(f)所示，圖中表示未斷線相qk間的阻抗，如果qk表示斷路器斷口，則=0，這種情況直接引起三相線路電流（從斷口一側到另一側）和三相斷口兩端間電壓不對稱，而系統(tǒng)其他各處的參數(shù)仍是對稱的，所以把非全相運行稱為縱向故障。因此通常短路故障為橫向故障[5]?？梢杂盟鼇碓u估、設計各種繼電保護的方案和算法，以排除隱患。第二章 輸電線路故障的分析計算，本章中主要對輸電線路進行了短路故障計算。第四章 簡單介紹了與所選系統(tǒng)相關的繼電保護方式。第二章 輸電線路故障的分析計算短路計算是電網(wǎng)三大計算之一。 1) 制定電力系統(tǒng)故障時的等效網(wǎng)絡； 2) 網(wǎng)絡化簡； 3) 對短路暫態(tài)過程進行實用計算[6]。 （1）系統(tǒng)元件參數(shù)計算（標幺值）。 （3）化簡網(wǎng)絡。（2）對電動勢、電壓、負荷進行簡化。（4）短路點k起始次暫態(tài)電流的計算式為： 式（）二、電流分布系數(shù)和轉移阻抗電流與短路點總電流之比用表示，稱為支路電流分布系數(shù)。(a) 網(wǎng)絡圖；（b）等值網(wǎng)絡三、運用運算曲線法求任意時刻短路電流周期分量的有效值[7]改變 值的大小可得不同的值，繪制曲線時，對于不同時刻，以計算電抗為橫坐標，以該時刻為縱坐標作成曲線，即為運算曲線。則： 式（）：三相短路時短路點電弧阻抗，若＝0，則 式（）一旦網(wǎng)絡節(jié)點阻抗形成，任一點三相短路時的三相短路電流為該點自阻抗的倒數(shù)。缺點：要求計算機內存儲量大，從而限制了計算網(wǎng)絡的規(guī)模。當網(wǎng)絡結構變化時也易修改，而且是稀疏矩陣?？刹捎孟铝胁襟E:1）應用節(jié)點導納矩陣計算短路點的自阻抗、互阻抗。3）利用式（29）、（212）可分別計算網(wǎng)絡中的節(jié)點電壓和支路電流分布。根據(jù)對稱分量法列a相各序電壓方程式為： 式（）上述方程式包含了六個未知量，必須根據(jù)不對稱短路的具體邊界條件列出另外三個方程才能求解。若以A相電流為基準相，三相向量與其對稱分量之間的關系為： 式（）式中: ，且有，；、分別為A相電流的正序、負序、零序分量，并且有： ， 式（） 由上式可以作出三相量的對稱分量。 單相接地短路邊界條件： 式（）用對稱分量法表示為： 式（） 式（）復合序網(wǎng)絡圖： 單相接地短路的復合序網(wǎng)各序電流： 式（）各序電壓： 式（）短路點故障相電流： 式（）非故障相電流： 式（）短路點的三相電壓： 式（）若a相直接接地，則。圖中、都與同方向，并大小相等，比超前，而 和都要比落后。 式（）正負序電壓為 式（）各相電壓為 式（）選取正序電流作為參考相量，負序電流與它的方向相反，正序電壓與負序電壓相等，都比超前，從而作出其電壓、電流相量圖，如圖（）所示。根據(jù)已知條件得：再根據(jù)電熱器電抗，得所以經(jīng)計算： =， =， =， =0， =，=+， =， =0， =，=+， =， =設、分別為零序、正序、負序電抗，則＝=，= 第三章 超高壓輸電系統(tǒng)故障的仿真研究PSCAD /EMTDC軟件是目前在電力系統(tǒng)中廣泛使用的電磁暫態(tài)仿真程序，具有模擬復雜電力系統(tǒng)的功能，并且提供強大的元件模型庫以及有效的用戶圖形界面。PSCAD /EMTDC軟件是由加拿大Manitoba大學高壓直流輸電研究中心推出。 特別是PSCAD圖形界面(GUI)的開發(fā)成功，使用戶能更方便地使用EMTDC以進行電力系統(tǒng)仿真計算。此外，PSCAD /EMTDC還具有強大的自定義功能及支持子網(wǎng)嵌套的功能，用戶可以根據(jù)自己需要創(chuàng)建具有特定功能的電路模塊。PSCAD（Power System Computer Aided Design）是EMTDC的前處理程序，用戶在面板上可以構造電氣連接圖，輸入各元件的參數(shù)值，運行時則通過FORTRAN編譯器進行編譯、連接，運行的結果可以隨著程序運行的進度在PLOT中實時生成曲線，以檢驗運算結果是否合理，并能與MATLAB接口。軟件還可以作為實時數(shù)字仿真器（Real Time Digital Simulator，RTDS）的前置端(Front End)。實時回放系統(tǒng)（RTP）是基于EMTDC/PSCAD軟件的測試系統(tǒng)，它可以結合EMTDC/PSCAD計算產生的結果（信號）來測試繼電保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)。這一類的模擬工具不同于潮流和暫態(tài)視定的模擬工具。但是在解電機的機械動態(tài)(即轉動慣量)微分方程。但通過內置的轉換器和測量功能(象實有效值表計，或者快速傅里葉變換頻譜分析等)。 實際系統(tǒng)的測量能夠通過很多途徑來完成。因此PSCAD的模擬結果能夠產生電力系統(tǒng)所有頻率的相應，限制僅在于用戶自己選擇的時間步長。典型的研究包括：研究電力系統(tǒng)中由于故障或開關操作引起的過電壓。多運行工具(Multiple run facilities)經(jīng)常用來進行數(shù)以百計的模擬從而在下列不同情況下發(fā)生故障時最壞的情況。 在電力系統(tǒng)中找出由于雷擊發(fā)生的過電壓。研究電力系統(tǒng)由于SVC，高壓直流接入，STATCOM，機械驅動(事實上任何電力電子裝置)所引起的諧波。 對給定的擾動，找出避雷中最大能量。 當一個大型渦輪發(fā)電機系統(tǒng)與串聯(lián)補償?shù)木€路或電力電子設備互相作用時，研究次同步諧振的影響。 研究SVC HVDC和其它非線性設備之間的相互作用； 研究在諧波諧振，控制，交互作用等引起的不穩(wěn)定性； 研究柴油機和風力發(fā)電機對電力網(wǎng)的沖擊影響； 絕緣配合；各種類型可變速裝置的研究，包括雙向離子變頻器，運輸和船舶裝置； 工業(yè)系統(tǒng)的研究，包括補償控制，驅動，電爐，濾波器等； 對孤立負荷的供電[9]。我國清華大學、浙江大學、中國電力科學研究院和南京自動化研究所等都相繼引進了EMTDC/PSCAD、RTP和RTDS。而EMTDC/PSCAD因擁有完整全面的元件庫，穩(wěn)定的計算流程，友好的圖形界面，使它在全世界得到了廣泛的應用。 短路故障仿真接線圖下面分別是不同情況下仿真的電壓、電流波形及對其的簡要分析。(1)電壓波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）(2)電流波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）分析2：單相接地短路瞬間出現(xiàn)過電壓的原因是，零序阻抗大于正序阻抗，當零序阻抗趨于無窮大時，即相當于中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，中性點電位升至相電壓，而非故障相電壓升至線電壓。 兩相短路接地的仿真分析(1)電壓波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）(2)電流波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）分析3：兩相短路接地故障相電壓為零，故障相電流隨著故障點離電源的距離的增加，其值也逐漸增大。故障相電流互差，其幅值為三相短路電流的倍，并且故障電流的振蕩頻率隨著故障點離電源距離的增加而增大，這將對周圍通信設備造成電磁干擾。(1)電壓波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）(2)電流波形（仿真位置依次為faultfaultfaultfaultfault5）分析6：同“分析1”。(1)電壓波形（仿真位置依次為BRKBRKBRK3）(2)電流波形（仿真位置依次為BRKBRKBRK3）分析8：兩相斷線故障中，非故障相電壓較正常時稍有降低；。 故障類型過電壓UMAX正常U位置1過電壓IMAX正常I位置2A相接地短路fault 1fault 1B、C相接地短路fault 3fault 3B、C相短路fault 3fault 4A、B、C三相短路fault 1fault 1第四章 電力線路相關繼電保護的介紹電力線路故障仿真分析結果可以為繼電保護參數(shù)設置提供參考和依據(jù)，本章主要介紹和國家電網(wǎng)公司750kV輸變電示范工程輸電線路相關的繼電保護方式。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成。 短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數(shù)角，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是略大于180176。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值。不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負序電流和負序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負序和零序電流和電壓分量。利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護，如超高壓輸電線路的行波保護﹑電力變壓器的瓦斯保護及反應電動機繞組溫度升高的過負荷或過熱保護等。