4、电力系统故障电流与电磁力分析

电力系统故障电流与电磁力分析

1. 复杂网络中的阻抗解析

在计算各类网络的故障水平时，对于存在三角形（Delta）连接阻抗的互联网络，需要将其转换为星形（Star）连接才能进行阻抗解析。三角形连接在初始时并非总能轻易识别，但在绘制和简化电路阻抗图时会变得明显。

例如，有一个由五个 11 kV 一次变电站互联的复杂网络（如图 3.9 所示），给定的标幺值（pu）以 100 MVA 为基准。计算指定点的故障水平，步骤如下：
1. 以图形方式表示网络（图 3.10），展示在 100 MVA 基准值下的标幺值。
2. 简化网络，得到图 3.11。此时可发现 4.0、0.5 和 0.25 的阻抗呈三角形连接，需转换为星形连接以进一步简化。
3. 计算星形连接的等效阻抗，公式为：
- (A = \frac{a×b}{a + b + c})
- (B = \frac{b × c}{a + b + c})
- (C = \frac{a×c}{a + b + c})
对于该三角形元素（图 3.12），计算得到 (A = 0.42)，(B = 0.21)，(C = 0.0263)（图 3.13）。
4. 进一步简化网络，得到图 3.14 和图 3.15。此时 0.42、0.2263 和 8.0 又形成一个三角形连接，再次进行转换（图 3.16）。
5. 持续简化网络，最终得到总标幺电抗为 0.447 pu。
6. 根据公式 (MVAbase / Xpubase) 计算故障 MVA，即 (100 MVA / 0.447 = 223.7 MVA)。
7. 计算三相故障电流：(\frac{223.7}{\sqrt{3