标签：概念短路纵向横向故障对称电流电力系统

概念定位

电力系统运行中，存在以下三种情况：

正常运行
不正常运行，包括两过一低一振荡：
1. 过负荷：负荷超过额定值引起电流升高（最常见的不正常运行）
2. 过电压：发电机突然甩负荷
3. 频率降低：系统中功率缺额
4. 系统振荡
故障，包括横向故障与纵向故障：
1. 横向故障：三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路（共10种）
2. 纵向故障：两相断线、单相断线

电力系统故障分析主要关注第三点的内容。

故障类型

电力系统故障可以按照不同标准进行分类。

这里的横向指相与地（更确切地讲，是相与零电位）、相与相的方向，纵向指沿功率的传输方向，而非实际方向。

三相短路 \(f^{(3)}\)
注意，三相短路和三相短路接地是一样的，因为三相系统中，任意时刻都满足：\(u_a+u_b+u_c=0\) , 无论接不接地，短路点都是零电位。
两相短路 \(f^{(2)}\)
两相短路接地 \(f^{(1,1)}\)
注意区分两相短路和两相接地短路的符号，两相接地“类比”于两个单相接地，因此上标为\((1,1)\)
单相短路 \(f^{(1)}\)
显然，单相短路和单相短路接地是一回事。

纵向故障可以用下图总结：

这些纵向故障的出现概率关系为：

\[f^{(1)}(65\%) \gt f^{(2)}(20\%) \gt f^{(1,1)}(10\%) \gt f^{(3)} (5\%) \]

自然没有三相断线~

可以证明，纵向故障与横向故障在数学上存在对偶关系，因此，只要掌握横向故障的计算方式，即可类比得出纵向故障的计算方式。下面内容将以横向故障为主。

对称故障只有：三相短路；其余故障都是不对称故障。

显然，对称故障在计算时更为方便，因为只需计算一相，其余两相只要相位更改即可，因此三相短路计算是故障计算的基础（当然，这并非是唯一的原因）；而不对称故障，按照对称分量法，也可以化成对称故障。

注意：这里的对称和不对称，指的是故障本身，而故障之外的系统，我们假设其参数是三相对称的。（事实上，对于不对称故障，如果故障之外的系统并非三相对称，那么对称分量法未必能很好的解决问题，这一点将在对称分量法中详细描述）

短路故障（也就是横向故障，下面统一用短路故障代替）的危害有：

大电流。短路点附近电流很大，可能达到正常电流的几倍以上（正因如此，在短路计算中正常相电流才可以近似为0），大电流产生的电动力效应将对线路绝缘子串等机械结构带来挑战。同时，大电流流经设备会使设备发热增加，对绝缘和设备寿命不利。
低电压。短路点附近母线失压或降低，导致负荷受到影响。尤其是对于以异步电动机为主的综合负荷，母线电压过低时可能会引起电动机停转。
破坏系统稳定性。短路点距离电源点较近时，容易引起并列运行发电厂失去同步。
干扰通信。零序电流相互助磁，产生较大的磁通，干扰通信线路。
等等

由于短路故障（横向故障）和断线故障（纵向故障）在数学上存在对偶，故以短路故障的计算方法为主要内容进行分析。

考虑最全面的情况——不对称故障，进行短路计算时往往采用如下思路：

关于各种情况的故障计算，值得进行仔细分析。

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