电力系统由发电机、变压器、母线、输电线路等电力设备组成，是一个非常庞大和复杂的物理系统：对电力系统进行故障分析，首先要用数学的方法把这个系统描述出来，即建立电力系统的数学模型。但是，任何一种数学方法都无法把一个实际的物理系统准确元误地描述出来，电力系统的数学模型只能是实际电力系统在某些假设条件下的近似描述。愈逼真地反映物理系统，数学模型就愈复杂。数学模型愈复杂，理论分析就愈困难。因此，满足精确度要求的前提下，简化电力系统数学模型是十分需要的。模型取得恰当，既简化了理论分析过程，分析和计算结果又与实际情况接近。然而，模型也不能取得过于简化，忽略的因素多，就不足以反映所需了解的真实情况，分析和计算结果会产生很大误差，有时甚至导致自相矛盾的结果。因此，建模问题是一个很重要的工作；
    电力系统故障分析数学模型的繁简，要根据解决问题的性质决定。通常是在满足工程要求的情况下，采取一些合理的假设，略去次要因素，突出主要矛盾。先解决主要护盾，后解决次要矛盾；先解决普遍的、共有的矛盾，后解决特殊的、个别的牙盾。在分析继电保护的动作行为时，首先考察该继电保护在简单的电力系统模型中的动作行为。只有在简单在电力系统模型中该继电保护有满意的动作特性，才考虑电力系统其他因素对该继电保护的影响。
电力系统故障分析一般按以下几个层次逐步深入进行o
    (1)两侧电动势相等的双侧电源电力系统；电力系统各电气参数三相对称阻抗角相等(或者各阻抗角都是Np)；线路发生金属性短路。线路保护在这样简化的电力系统呻，必须具有良好的动作性能。
    (2)考察过渡电阻对线路保护的影响。输电线路发乍纯金属件短路(如带地线合闸)的机车是很少的，大多数的短路在故障点有过渡电阻。相间短路往往是相与相经电弧放电形成的，其过渡电阻由电弧电阻构成。成果接地短路是导线经绝缘子串对杆塔放电，再经过杆塔接地，那么过渡电阻包括电弧电阻和杆塔接地阻抗；如果接地短路是导线经过其他物体(如树木)放电，或导线断线后与地面接触，那么过渡电阻还包括其他物体的电阻和大地电阻。

 每个杆塔的接地电阻，在土壤电阻率较低的地区一般约为10nl在电阻率较高的地区可达3M1，甚至更高一些。征我国110kv及以上线路通常都右避雷线，各杆塔实际上是由接地
的避雷线(地线)连接在一起的，所以故障时的接地电阻不足一个杆塔的接地电阻，而是由避雷线连接的一串杆塔的等值接地阻抗(基本上是电阻性的)。此接地电阻一般小于3Q，山区(土壤电阻率低)HJ达5魔左有。一些高压输电线路的避雷线通过问隙接地，在故障时靠近故障点的若干个杆塔的避雷线的间隙将被击穿，直到避雷线上的电压低于放电电压(约12—15kv)为让。
    一般情况，输电线路相间短路的电弧电阴初始值可考虑为4—8no短路后，电弧伸长，屯弧电阻可能增加到10—200。输电线路对杆塔放电造成的接地短路，杆塔接地阻抗可考虑
3—5n7加上电弧电阻后，总的过渡电阻可考虑5—700对于输电线路经接地媒介物(如树枝等)放电的短路，此时的过渡电阻将是一个较大的值，可能有几十欧姆，甚至高达1Mo(盟DLv线路)和300魔(训kv线路)。
    (3)考察两侧电动势夹角摆开对线路保护的影响。当两侧电动势夹角摆开不太大时(如：6‘45。)，电力系统处于正常输送负荷状态，线路保护性能不应有太大的变化c当两
侧电动势夹角摆动较大(6，90。)，但是没有发生振荡(5‘190。)，电力系统处于短路后渐
趋稳定的摇摆过程，线路保护的性能可能有较大的变化。此时，要求线路保护不误动。当两侧电动势夹角9在o。—3印b2间变化时，电力系统处于振荡状态。这时，要求线路保护不应
误动，后备保护不应拒动。
    (4)考察电力系统各种阻抗的阻抗角不相等对线路保护的影响。一般情况下，发电机的阻抗角大于变压器的阻抗角，变压器的阻抗角大于线路的正序阻抗角，线路的正序阻抗角大于线路的罕序阻抗角，高压输电线路的正序阻抗角大于低压输电线路的正序阻抗角。 对于电力系统，通常发电机的月‘o．仍又，变压器的只*o．1J，输电线路的月、(D 2—1)20
    (5)考察输电线路分布电容对线路保护的影响。输电线路的相与相之间和相奄地之间都存在着分布电容，这是因为平行的导线恰如一个中间以空气为介质的电容器的两极板。在电压等级不高，线路不长的情况下，其分布电容量很小，对输电线路的电流和电压影响不大、可忽略其对继屯保护的影响。而在高压长距离输电线路上，尤其在分裂导线的输电线路上，分布电容大大增加．稳态的电容电流将引起输电线路中电压和电流幅值大小和相位的变化。当线路的负荷电流和短路tb流较小时，电容电流的影响就很大。另外，分布电容在短路的暂怒过程将引起高频自由振荡分量，对线路保护也将产生不利影响。表2—1列出几种电压等级的正序和零序容纳和10km线路三相不同时空载合闸产生的负序电流大小。
    (6)考察电力系统电气参数木对称对继电保护的影响o 220kv以下高压输电线路一般是完全换位的，因此可以用对称分旦法进行故障分析。500kv输电线路，由于换位困难，从经
济出发，一般不换位。对称分量法用于500Lv输电线路，在某些问题可能产生较大误差。因此，500kv输电线路有必要采用不对称电气参数进行故障分析，以便得到正确结果。
    电力系统中，所有静止电力设备的正序阻抗均等于负序阻抗。发电机与电动机是旋转电机，旋转电机的正序、负序和零序阻抗各不相同：发电机正序阻抗有次暂态阻抗、暂态阻抗和同步阻抗之分。凸极发电机的正轴线方向的阻抗和垂轴线方向的阻抗又不相同。在分析快速保护时，正序阻抗采取次暂态电抗见，在分析后备保护时则采用同步电抗Jd。由于负序电流产生的旋转磁场与转子的旋转方向相反，且发电机转子正轴线方向与垂轴线方向阻抗不相同，所以正序阻抗不等于负序阻抗。还须指出：严格地讲，不同的短路类型发电机的负序阻抗必须取不同的值。这是出为在转子不对称情况下，会在定子绕组中引起一系列高次谐波分量，以负序基波电压和电流表示的电抗J2与电流、电压中所包含的高次谐波的强弱有关，特别与三次谐波强弱有关。