3、短路的危害
短路故障对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。短路的类型、发生的地点和持续的时间不同，其后果也不相同。可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面：
（1）、发生短路时，由于电源供电回路的总阻抗突然减小以及由此产生暂态过程，使短路电流急剧增加，可能超过额定值的许多倍。短路点距发电机的电气距离越近，短路电流越大。短路电流流过电气设备时，使发热增加，若短路持续时间较长，可能使设备过热甚至损坏。由于短路电流的电动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。
（2）、短路会引起系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩逐渐减小，转速随之下降。当电压大幅下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。
（3）、当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。
（4）、发生不对称短路时，线路的三相不平衡电流所产生的总磁通会在相邻的通讯线路上感应出很大的电动势，干扰通讯系统的正常运行。
三、对称分量法在电力系统中应用
1、对称分量法
电力系统正常运行时可认为是对称的，即各元件三相阻抗相同，各自三相电压、电流大小相等，具有正常相序。电力系统正常运行方式的破坏主要与不对称故障或者断路器的不对称操作有关。由于整个电力系统中只有个别点是三相阻抗不相等，所以一般不使用直接求解复杂的三相不对称电路的方法，而采用更简单的对称分量法进行分析。
对称分量法（method of symmetrical components）电工中分析对称系统不对称运行状态的一种基本方法。广泛应用于三相交流系统参数对称、运行工况不对称的电气量计算。
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对称分量法是指在三相电路中，任意一组不对称的三相相量Fa,Fb,Fc，可以分解为三组三相对称的分量，如图3-1所示。这三组对称分量分别为： ①正序分量(Fa1，Fb1，Fc1):三相量大小相等，相位相差120度，且与系统正常对称运行时的相序相同。
②负序分量(Fa2，Fb2，Fc2):三相量大小相等，相位相差120度，且与系统正常对称运行时的相序相反。
③零序分量(Fa0，Fb0，Fc0):三相量大小相等，相位一致。
图3-1 对称分量法示意图
各组序分量的三相量之间的关系可表示为： Fb1=a2Fa1，Fc1=aFa1 (3-1) Fb2=aFa2，Fc2=a2Fa2(3-2)
Fb0=Fc0=Fa0 (3-3)
将各相相应的正、负、零序分量合成可得三个不对称分量Fa、Fb、Fc，可表示为:
Fa=Fa1+Fa2+Fa0（3-4）
Fb=Fb1+Fb2+Fb0=a2Fa1+aFa2+Fa0（3-5） Fc=Fc1+Fc2+Fc0=aFa1+a2Fa2+Fa0（3-6）
在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。也就是说，当电路通以某序许对称分量的电流时，只产生同一序对称分量的电压降。反之，当电路施加某序对称分量电压时，电路中也只产生同一序的对称分量电流。
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元件的序阻抗，是指元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件同一序电流的比值，即： Z1=△Va1/Ia1（3-7） Z2=△Va2/Ia2（3-8） Z0=△Va3/Ia3（3-9）
Z1、Z2和Z0分别称为该元件的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗。
2、对称分量法在不对称故障中应用
现以图3-2所示简单电力系统为例，求说明应用对称分量法计算不对称短路的一般原理。
一台发电机接于空载输电线路，发电机中性点经阻抗ZN接地。在线路某处发生单相短路，是故障点出现了不对称的情况。a相对地阻抗为0，a相对地电压为0，而b、c两相的电压VB不等于0，VC不等于0，图5-（a）.此时，故障的以外的系统其余部分的参数仍然是对称的。因此，在计算不对称短路时，应设法把故障点的不对称转化为对称，使被短路破坏了对称性的三相电路转化为对称电路，然后就可以用单相电路进行计算。
现在原短路点人为地接入一组三相不对称的电势源，电势源的各相电势与上述各相不对称电压大小相等方向相反，图3-2（b），这种情况与发生不对称故障时等效的，也就是说，网络中发生的不对称故障，可以用在故障点接入一组不对称的电势源来代替。
应用对称分量法将这组不对称电势源分解成正序、负序和零序三组对称分量，如图3-2（c）。根据叠加原理，图3-2（c）所示的状态，可以当作是（d）、（e）、（f）三个图所示状态的叠加。图3-2（d）的电路称为正序网络，其中只有正序电势在作用，网络中只有正序电流，各元件呈现的阻抗就是正序阻抗。图3-2（e）以及（f）的电路分别称为负序网络和零序网络。因为发电机只产生正序电势，所以，在负序和零序网络中，只有故障点的负序和零序分量电势在作用，网络中也只有同一序的电流，元件也呈现同一序的阻抗。
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在正序网络中，当以a相为基准相时，有：
Ea-Ia1(ZG1+ZL1)-(Ia1+a2Ia1+aIa1)Zn=Va1 (3-10)
由于Ia2+Ib2+Ic2=Ia2+aIa2+a2Ia2=0,而且发电机的负序电势为零，因此，负序网络的电压方程为：
0-Ia2(ZG2+ZL2)=Va2 (3-11)
对于零序网络，由于Ia0+Ib0+Ic0=3Ia0，在中性点接地阻抗中将流过3倍的零序电流，产生电压降。计及发电机的零序电视为零，零序网络的电压方程为： 0-Ia0(ZG0+ZL0)-3Ia0Zn=Va0 (3-12)
根据以上所得的各序电压方程式，可以绘出各序的一相等值网络，如图3-2。
图3-2 各序等值网络
计算不对称故障的基本原则就是，把故障处的三相阻抗不对称表示为电压和电流相量的不对称，使系统其余部分保持为三相阻抗对称的系统。这样借助于对称分量法，并利用三相阻抗对称电路中各序分量具有独立性的特点，将各序分量分开，分别制定各序等值电路，就可以使分析计算得到简化。
四、电力系统元件数据模型
1、同步发电机
作发电机运行的同步电机。是一种最常用的交流发电机。在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
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