阻抗计算在不同短路故障下的变化

1.对称短路

当系统发生三相短路，系统中的电流、电压仍然对称，由上可知，若三相电流对称，等效阻抗的电抗分量为零，此时短路电流将超过线圈的临界电流值，线圈失超，电流被超导体正常态电阻值R_n所限制，即Z_eq=R_n，其值为

R_n=ρ_nL_scJ_c/I_c（6-53）式中，ρ_n为超导体的正常态电阻率，L_sc为每相超导线圈的长度，J_c为超导线的临界电流密度，I_c为超导线的临界电流。因此，在下面的分析中，只需研究故障电流的零序分量。

2.两相短路

在计算短路电流时，可以假设故障前为空载，即负荷略去不计，只计算故障电流的基频周期分量。假设B、C相短路，令

根据对称分量法有

式中，I_a1、I_a2、Ia0分别为A相的正序、负序和零序分量，a=e^j120°。由上式可知I_a0=0，因而，两相短路时的阻抗与三相短路时相同，即：Z_eq=R_n。

3.单相接地短路

设A相接地短路，令

式中，Z_g为接地阻抗，ψ为初相角。

同理

于是

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等效阻抗的大小Z_eq为

此短路相相当于串联了一个电感N²_μS/l，若该电感不足以将短路电流限制到超导线圈的临界电流之内。线圈将失超时，Z_eq=R_n+jN²μSω/l。

4.两相接地短路

两相接地短路的复序网络如图6.18所示。

图6.18　两相接地短路的复合序网

图中x₁、x₂、x₀分别为总的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗，该图忽略了纯电阻。各序电流如下

B相的电压降为

即B相增加的阻抗的大小为

同理，可求得C相等效阻抗，其值与B相的一样。因此，在发生两相接地短路时，在各短路相串联了一个电感。

综上所述，正常运行时，三相电流之和为零，铁心内的磁通量为零，电抗器呈现出非常小的阻抗。在发生接地短路故障时，三相电流失去平衡，电抗突然增大，故障电流被大电抗所限制，一般情况下，超导绕组不会失超。在发生二相或三相短路时，其电抗不会增大，绕组会因为电流超过临界值而失超，失超后，电流被超导体的正常态电阻所限制。