续供电的要求。年，美国加拿大发生了停电事故，而且美加大停电是北美历史上最大范围的停电事故。很多人受到了影响，大约在加拿大有千万大约占总人口的三分之，在美国大约有四千万。造成美国的八个州和加拿大的安大略省电力中断。估计受到影响的地区大约有,平方英里,平方公里。发电厂至少有间在停电期间关闭。主要城市的受影响人数览表如下表美加大停电各个城市受影响人数城市纽约市多伦多底特律渥太华汉密尔顿克利夫兰托莱多温索尔受影响人数在我国也有很多像这样的停电事故，而且这些停电事故影响非常大。例如，年事故在广东电网发生，是因为线路短路故障引起的，个发电厂因为此故障而解列，的线路有条跳闸，的变电站有个停电。年，事故在贵州电网发生，因为双回线路发生故障跳闸，从而造成了贵州电网互解和南部电网频率崩溃年，事故在海南电网发生，组站用变压器开关发生故障引发继电保护动作不正确，最后造成全网瓦解，大面积停电。虽然科学技术不断发展，电力系统的事故依旧是不可避免的，因此在这种背景下研究电力系统故障以及故障诊断技术有重要的理论意义和实际的应用价值。而且是为了保证电力系统运行的质量与功能。由于在实际上对电力系统进行试验和研究比较困难，因此需要利用各种电力系统动态仿真软件对电力系统进行设计和研究，而且仿真已成为对电力系统设计研究的有效途径之。是当前国际认可的优秀科技软件之，而且在电力系统领域的应用也日趋完善。在仿真环境下，可以直接拖动库中的元件搭建电力系统仿真模型，也可以将功能模块封装起来。因此，在进行电力系统设计研究时更加方便。本论文主要工作本论文简单介绍了电力系统常见的故障类型，在理论上对种短路故障进行了分析以及借助仿真软件对这种故障进行了仿真。最后针对电力系统故障，对电力系统检测技术进行了研究，而且主要研究了应用负序零序分量对短路故障的判断。具体章节安排为第章介绍了本论文的研究背景和意义第二章介绍了电力系统的构成故障类型以及短路故障的原因危害等，而且从理论上对种短路故障进行了分析，主要包括三相短路故障的短路电流冲击电流的计算，以及单相接地短路，两相短路，两相接地短路故障的短路点电流电压的计算第三章对三相短路，单相接地短路，两相短路，两相接地短路故障时的短路点的电流电压进行仿真，而且对相的电流电压各序分量进行了仿真，并对仿真结果进行分析，最后得出结论第四章介绍了电力系统故障检测技术，现在的电流检测方法主要有基于傅里叶级数的实时检测法，基于瞬时无功功率理论的实时检测法等。而本章主要讲了应用负序零序分量对短路故障的判断。通过三相序量分析器，将三相短路，单相接地短路，两相短路，两相接地短路故障的负序零序的幅值波形仿真出来，并对波形进行分析总结得出结论第五章对全文工作进行了总结。电力系统故障类型及理论分析电力系统的构成电力系统是指用不同电压等级的输电线路将发电厂变电所以及电力负荷连接起来所组成的统的不可分割的人工系统。它主要包括发电厂输电线路变电所和电力负荷以及未示于图中的测量保护控制装置乃至能量管理系统。电力系统中各主要环节相互间的联系如图所示。其中，锅炉和反应堆分别将化学能和核能转化为热能，汽轮机又将热能转化为机械能，水轮机则直接将的测量回路图负序零序分量法在不同短路情况下的仿真结果如下在三相接地短路情况下，三相接地短路负序零序分量幅值波形如下图，所示。负序分量幅值零序分量幅值图三相接地短路负序零序分量幅值波形图负序分量幅值零序分量幅值图上图的局部放大图当系统在发生三相接地短路故障之后，零序分量的变化有的延迟，在故障解除之后，才开始有明显的变化。因此零序分量的快速性不理想，不能满足继电保护快速性的要求。这是因为，故障刚发生的段时间内零序分量的变化很微小，不能够被检测到在故障发生之后，负序分量迅速发生变化，能够满足快速性的要求。由图能够看出系统发生三相接地短路时，零序分量有段时间的滞后，而负序分量可以很好的满足要求。从局部放大图来看，负序分量可以在故障发生后小于的时间内做出判断。在单相接地短路情况下，单相接地短路负序零序分量幅值波形如下图所示。负序分量幅值零序分量幅值图单相接地短路负序零序分量幅值波形图在单相接地短路中，由图可知，负序分量和零序分量的变化规律致，那么以负序和零序分量为特征量的判断方法大体相同。在发生单相接地故障时，这两种故障检测方法都能够在不到的时间内做出判断，均能够满足继电保护快速性的要求。由此说明当系统发生单相接地短路时，利用负序分量和零序分量的检测方法都能够快速而又准确的做出判断。在两相短路情况下，两相短路负序零序分量幅值波形如下图,所示。负序分量幅值零序分量幅值图两相短路负序零序分量幅值波形图负序分量幅值零序分量幅值图上图的局部放大图当系统发生两相短路时，由图可知，以负序分量为特征量得到的波形幅值较大，在故障发生以后，幅值迅速增大但是以零序分量为特征量得到的波形幅值小于，检测起来也很困难，般不能用于短路故障检测。从图中可以看出，以负序分量为特征量的检测方法能够在内对短路做出判断，快速性十分突出。在两相接地短路情况下，两相接地短路负序零序分量幅值波形如下图,所示负序分量幅值零序分量幅值图两相接地短路负序零序分量幅值波形图负序分量幅值零序分量幅值图上图的局部放大图当系统在发生两相接地短路故障之后，由图可知，负序和零序分量都迅速发生变化，那么以负序和零序分量的检测方法都能够做出有效的判断。从图中可以看出，以负序分量为特征量的检测方法在不到的时间内就可以做出判断，而以零序分量作为特征量的检测方法大约需要，所以，以零序分量为特征量的检测稍微滞后于以负序分量为特征量的检测。本章小结通过分析不同短路故障下的相负序和零序分量电流的变化特点，分析了利用负序和零序分量进行电力系统故障检测的方法，详细总结见表。表负序零序分量检测短路故障的仿真结果负序方法的判断反应零序方法的判断反应负序方法的判断时间零序方法的判断时间三相接地短路明显及时不明显小于大于单相接地短路明显明显小于小于两相短路明显及时不明显小于无法实现两相接地短路明显明显小于对于正常运行的电力系统，由于三相对称，所以电流或电压分解得到的序分量中只含有正序分量，负序和零序分量均为零。但是在三相接地短路故障的仿真中，却出现了零序和负序分量，这是由于搭建的仿真模型中自身的些数据或结构因素产生的，或者是在短路发生的过程中各元件和系统中的电流电压状态因素产生的。从仿真结果上来看，三相接地短路故障发生后的中，零序分量的幅值变化很不明显，因此以零序分量为特征量的检测方法不能够适用于对称短路故障。同样，因为零序分量的幅值太小，所以，这种方法也不能够用于两相短路的检测。对于本文所研究的种短路故障，从反应程度和快速性来说，以负序分量为特征量的检测方法是十分理想的。结论与展望通过对电力系统故障的概述，以及对三相短路单相接地短路两相短路两相接地短路故障的理论分析，各种故障的特点可以用三相电流和电压的关系公式表示，也可以根据对称分量法用电流和电压的各序分量关系式表示。并利用仿真软件搭建出了仿真模型，仿真出了种短路故障短路点的电压与电流波形，而且，利用三相序量分析器将短路点电压与电流分解得到了相的正序负序和零序分量，结果表明三相短路相接地短路两相短路两相接地短路故障短路点的电流电压波形以及电流电压各序分量的波形均与理论分析致。通过不同故障间的对比与分析可知，三相短路故障是电力系统中最为严重的故障，因此三相短路要加以重视，在生产生活中应极力避免。在相接地短路两相接地短路均含有正序负序和零序分量，两相短路只含有正序和负序分量，不含有零序分量。最后介绍了常用的短路电流检测方法，重点研究了利用负序和零序分量的短路电流检测方法，通过三相序量分析器，从发生故障的三相电流中获得相电流的正序负序和零序分量。由于零序和负序分量的特点，经过幅值检测能判断出电力系统是否发生了不对称短路故障。对于正常运行的电力系统，由于三相对称，所以电流或电压分解得到的序分量中只含有正序分量，负序和零序分量均为零。但是在三相接地短路故障的仿真中，却出现了零序和负序分量，这是由于搭建的仿真模型中自身的些数据或结构因素产生的，或者是在短路发生的过程中各元件和系统中的电流电压状态因素产生的。从仿真结果上来看，三相接地短路故障发生后的中，零序分量的幅值变化很不明显，因此以零序分量为特征量的检测方法不能够适用于对称短路故障。同样，因为零序分量的幅值太小，所以，这种方法不也能够用于两相短路的检测。对于本文所研究的种短路故障，从反应程度和快速性来说，以负序分量为特征量的检测方法是十分理想的。总之，电力系统是复杂的，系统故障也是不可避免的，怎么快速的判断出故障是故障检测方法所要面临的个重要问题。因此在电力系统出现故障时快速的检测出故障位置及其故障类型还需更进步的研究，尽量把损失降到最低，提高供电的可靠性。参考文献陈衍电力系统稳态分析北京中国电力出版社李光琦电力系统暂态分析北京中国电力出版社王惠梅电力系统短路故障及短路电流危害限制措施科技创新导报周光荣电力系统故障分析北京清华大学出版社刘学军，辛涛电力系统分析北京机械工业出版社韩祯祥，吴国炎电力系统分析浙江大学出版社刘万顺电力系统故障分析中国电力出版社陈维铁电力系统仿真技术的发展和应用西南石油学院学报于群，曹娜电力系统建模与仿真北京机械工业出版社常晓颖，吴茜琼基于的电力系统短路故障分析与仿真华北水利水电学院学报刘晋在电力系统短路故障仿真分析中的应用电气技术彭建飞，任岷等在电力系统仿真研究中的应用计算机仿真吴天明，赵新力电力系统设计与分析北京国防工业出版社陆亚洲，周福娜等基于的电力系统仿真与故障分析中国电力教育王荔芳，周晓华基于的电力系统短路故障仿真与分析昆明学院学报母秀清基于的故障选相及故障电流可控开断研究西华大学硕士论文李磊应用零序负序分量对短路故障电流辨识方法研究城市建设理论研究电子版姜彤，白雪峰基于对称分量模型的电力系统短路计算方法中国电机工程学报周东华，叶银忠现代故障诊断与容错控制清华大学出版社吴浩伟，周樑，孙朝晖电力系统短路故障快速检测方案研究电力系统保护与控制余越自动识别弱馈方式及序分量故障选相的研究华北电力大学硕士论文李飙，缪希仁