电路故障的叠加原理及信息提取

（1）故障状态的叠加原理

由电工学知识可知，在线性电路的假设的前提下，可用叠加原理来研究故障的特性。因为故障信息在非故障状态下不存在，仅在电力系统发生故障时才出现，所以可以将电力网络内发生的故障视为非故障状态与故障附加状态的叠加。

发生短路故障时，可在短路复合序网的故障支路中引入幅值和相位相等但反向串联连接的两个电压源。两个电压源在数值上等于短路前K1点的开路电压，根据叠加原理可将图4.1（a）分解为图4.1（b）和图4.1（c）两个状态的叠加。附加状态中的附加电势又可称为故障点的工频电压变化量；由附加电势产生的电流，称为工频电流变化量。附加电势和工频电流就是故障点的故障信息。

图4.1　不对称短路复合序网分解图

（2）附加状态的故障信息(www.xing528.com)

以中性点直接接地系统线路为例，如图4.2（a）所示，为一双电源输电线路在K1点短路的示意图，图4.2（b）是该系统在短路前的状态图，图4.2（c）是在K1点发生故障时的故障附加状态网络图。

故障点的附加电势为，由故障点K1看进去，内部的电势均为零。所以，在正向短路时，附加电势是加在M端系统阻抗ZM和线路阻抗ZK上，在M端母线上产生一个附加电压，并在线路上产生了相应的工频电流变化量附加电压和工频电流变化量就是M点保护安装处的故障信息。显然，故障附加状态中所出现的和只包含故障信息，它们与故障前的负荷状态的电压、电流无关。

图4.2　双电源线路短路时网络状态图