辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计（论文）
题目：电力系统两相接地短路计算与仿真（3）
院（系）：电气工程学院
专业班级：
学号：
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指导教师：
教师职称：讲师
起止时间：12-07-02至12-07-13
课程设计（论文）任务及评语
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要
目前，随着科学技术的发展和电能需求的日益增长，电力系统规模越来越庞大，电力系统在人民的生活和工作中担任重要的角色，电力系统的稳定运行直接影响人们的日常生活，因此，关于电力系统的短路计算与仿真也越来越重要。
本论文首先介绍有关电力系统短路故障的基本概念及短路电流的基本算法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。最后，通过MATLAB软件对两相接地短路故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
关键词：电力系统分析；两相接地短路；MATLAB仿真
目录
第1章绪论 (1)
1.1电力系统短路计算概述 (1)
1.1.1 电力系统短路计算的目的 (1)
1.1.2 短路计算的处理方法 (1)
1.2本文设计内容 (2)
第2章电力系统不对称短路计算原理 (3)
2.1对称分量法基本原理 (3)
2.2三相序阻抗及等值网络 (4)
2.3两相接地不对称短路的计算步骤 (5)
第3章电力系统两相短路计算 (8)
3.1系统等值电路及元件参数计算 (8)
3.2系统等值电路及其化简 (9)
3.3两相接地短路计算 (10)
3.4计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流 (14)
3.5计算各条支路的电压和电流 (14)
第4章短路计算的仿真 (16)
4.1仿真模型的建立 (16)
4.2仿真结果比较分析 (18)
第5章总结 (20)
参考文献 (21)
第1章绪论
1.1电力系统短路计算概述
1.1.1电力系统短路计算的目的
在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算，这些问题主要是：
(1)选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度。
(2)为了合理地配置各种继电保护和自动裴置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。
(3)在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。
(4)进行电力系统暂态稳定计算，研究短路时用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。
此外，确定输电或路对通讯的干扰，对己发生故障进行分析，都必须进行短路计算。
1.1.2短路计算的处理方法
(1)简单三相电路中发生突然对称短路的暂态过程中，假设电源电压的复制和频率均保持不变，在这种电源称为无限大功率电源，其特点是: 频率恒定（有功变化量远小于电源的有功功率）；电压恒定（无功变化量远小于电源的无功功率）；电源内阻抗为0，电压恒定。实际上真正的无限大电源不存在，常用的判断依据是当功率变化量小于3%电源功率，或者电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时候，可认为电源为无限大电源。
(2)在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗, 而忽略其电阻；对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗 1/3 时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。
(3)短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
(4)磁路的饱和、磁滞忽略不计。系统中各元件的参数便都是恒定的，可以运用叠加原理。
(5)不对称短路故障可以用对称分量法转化成对称零、正、负三组对称短路故障进行分析，仿照三相对称短路故障。
(6)各元件的电阻略去不计。如果短路是发生在电缆线路或截面较小的架空线上时，特别在钢导线上时，电阻便不能忽略。此外，在计算暂态电流的衰减时间常数时，微小的电阻也必须计及。
(7)短路为金属性短路。
1.2本文设计内容
本文根据所给的数据，进行电力系统两相接地短路计算与仿真，根据要求完成：
1 计算各元件的参数；
2 画出完整的系统等值电路图；
3 忽略对地支路，计算短路点的A、B和C三相电压和电流；
4 忽略对地支路，计算其它各个节点的A、B和C三相电压和支路电流；
5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻AC两相接地短路进行Matlab 仿真；
6 将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
第2章 电力系统不对称短路计算原理
2.1 对称分量法基本原理
对称分量法是分析不对称故障的常用方法，根据不对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。在不同序别的对称分量作用下，电力系统的各元件可能呈现不同的特性，因此我们首先来介绍发电机、变压器、输电线路和符合的各序参数，特别是电网元件的零序参数及其等值电路。
一、不对称三相量的分解
在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电流或电压），可以分解为三组三相对称的相量，当选择a 相作为基准相时，三相相量与其对称分量之间的关系（如电流）为
2
(
1)
2
(
2)
(
0)
111311
1a a a b c a I a I a I a I a
I I ??????
? ?
?= ? ? ? ? ? ? ?????
?? （2-1） 式中，预算子°
120j a e
=，°
2
240j a e
=，且有1+a+a 2 =0,a 3
=1；.(1)a I 、.(2)a I 、.
(0)a I 分
别为a 相电流的正序、负序和零序分量，并且有
2(
1)(1)(1)
(1)2(2)(2)(2)(2)
(0)(0)(0)
,,b a c a b a c a b c a I I I a I a I a I I I a I I I ?==??==??==??
（2-2）
由上式可以作出三相量的三组对称分量如图2.1所示。
（a ） （b ） （c ）
图2.1 三相量的对称分量
（a ）正序分量；（b ）负序分量（c ）零序分量
我们看到，正序分量的相序与正常对称情况下的相序相同，而负序分量的相
.
(0)a
I .
(0)b I .(0)
c I .
.
c I .
(1)
b I .
(2
)
a I .
(2)
c I
将一组不对称的三相量分解为三组对称分量，这种分解是一种坐标变换，如同派克变换一样。把式（2-1）写成
120abc SI I = （2-3）
矩阵S 称为分量变换矩阵。当已知三相不对称的相量时，可由上式求得各序对称分量。已知各序对称分量时，也可以用反变换求出三相不对称的相量，即
1
120abc S I I -=
（2-4）
式中
1
22
11111a S a
a a
-?? ?= ? ??
?
（2-5）
展开式（2-4）并计及式（2-2）有
(1)(2)(0)
2(1)(2)(0)(1)(2)(0)2(1)(2)(0)(1)(2)
(0)a a a a b a a a b b b c a a a c c c I I I I I I aI I I I I a I aI I I I I I a ?
=++??=++=++?
?=++=++??
（2-6） 电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流的一样。
2.2 三相序阻抗及等值网络
一、正序网络
正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络。除了中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。例如，正序网络就不包括空载的线路L-3和变压器T-3。所有同步发电机和调相机，以及个别的必须用等值电源支路表示的综合符合，都是正序网络中的电源。此外，还须在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的正序分量。正序网络中的短路点用f 1表示，零电位点用o 1表示。从f 1o 1即故障端口看正序网络，它是一个有源网络，可以用戴维南定理简化的形式。
二、负序网络
负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。负序网络中的短路点用f 2表示，零电位点用o 2表示。从f 2o 2端口看进去，负序网络是一个无源网络。
在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包皮等）才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。为了更清楚地看到零序电流流通的情况，电力系统三线接线如图2.2（a ），
线路L-4和变压器T-4以及负荷LD 均包括在正（负）序网络中，但因变压器T-4中性点未接地，不能流通零序电流，所以它们不包括在零序网络中。相反，线路L-3和变压器T-3因为空载不能流通正（负）序电流儿不包括在正（负）序网络中，但因变压器T-3中性点接地，故L-3和T-3能流通零序电流，所以它们应包括在零序网络中，如图2.2（b ）。从故障端口00O f 看零序网络，也是一个无源网络。简化后得零序网络示如图2.2（c ）。
图2.2 零序网络的制订
2.3 两相接地不对称短路的计算步骤
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称端粒，系统各相与正常运行时一样仍出入对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。
两相（b 相和c 相）短路接地故障处的三个边界条件为
（2-7）
两相接地短路示意图如图2.8所示：
a b
c
图2.3 两相短路接地
这些条件同单相短路的边界条件极为相似，只要把单相短路边界条件式中的电流换成电压，电压换成电流就是了。
用序量表示的边界条件为
??
?
??===++)0()2()1()0()2()1(0fa fa fa fa fa fa V V V I I I （2-8） 根据边界条件组成的两相短路接地的复合序网如图2.9所示：
图2.4 负荷序网图
由图可得
??
???
????
??
+===+-
=+-=+=
)1()
0()
2()0()
2()
0()2()1()
1()
0()
2()
2()0()
1()
0()
2()
0()2()
0()
2()
1()0()1()
(fa ff ff ff ff fa fa fa fa ff ff ff fa fa ff ff ff fa ff ff ff fa I X
X
X
X j V V V I X
X
X I I X
X
X I X
X
X
j V I （2-6）
短路点故障相的电流为
??
?
?
?
??++-=++=++-
=++=)
1()
0()2()
0(2
)2()
0()2(2
)1()1()
0()2()
0()
2(2
)0()2()1(2)()(fa ff ff ff ff fa fa fa fc fa ff ff ff ff fa fa fa fb I X X X a X a I I a I a I I X X aX
X a I I a I a I （2-7） 根据上式可以求得两相短路接地时故障相电流的绝对值为
)
1(2
)
0()
2()
0()
2()1,1()(13fa ff ff ff ff fc
fb
f
I
X
X
X
X I
I
I
+-
=== （2-8）
短路点非故障相电压为
)1()
0()
2()0()
2()
1(33fa ff ff ff ff fa fa I X
X
X
X j V V +== （2-9）
两故障相电流相量之间的夹角也与比值
)
2()
0(ff ff X
X
有关。当0)
0(→ff X
时，
150
(1)
150
-(1)
33j fa fc j fa fb
e I I e I I ==，，其夹角等于60度。两相短路，
fb
I 与
fc
I 反相。
第3章 电力系统两相短路计算
3.1 系统等值电路及元件参数计算
变压器参数1
2
2
3
3
22
18010.510100.02
31500
S N
T N
P V R S
??=
?=
?= 2
2
3
3
%10.510.5
10100.37100
100
31500
S N
T N
V V X S =
?
?=
?
?Ω=Ω
3
3
4
022
331010 2.9910
10.5
T N
P G S
V
---?=?=
?=?
3
3
3
022
%0.8315001010 2.2910100
100
10.5
N T N
I S B S
V
---=
??=
?
?=?
1210.5121
N T N
V k V =
=
线路L12
()()()12
000.200.41601224.6Z r jx l j j '=+=+?Ω=+Ω ()()6
4
12
000 3.001060 1.810
Y g jb l j S j S
--'=+=+??=
?
线路L13
()()()14
000.180.401001840Z r jx l j j '=+=+?Ω=+Ω
()()6
4
14
000 2.8810100 2.8810Y g jb l j S j S
--'=+=+??=
?
线路L23
()()()23
000.1990.4801632Z r jx l j j '=+=+?Ω=+Ω
()()6
4
23
000 2.881080 2.310
Y g jb l j S j S
--'=+=+??=
?
标幺值
2
2
()11()2
2
()()
10.51000.351
35
10.5
G N B G G N G N B V S x X S V
*II =?
?
=??
=
22()22()2
2
()
10.51000.35135
10.5
G N B G G N G N B
V S x X S V *=?
?
=??
=
1212
2
2
()
1000.25600.11115
B L L B S r r V I ==??
=
1212
22
()
1000.41600.19
115
B L L B S x X V
I ==??
=
1313
22
1000.151000.11115
B L L B
S r r V
==??
= 131322
1000.381000.29115
B L L B
S x X V
==??
=
2323
22
1000.18800.11115
B L L B S r r V ==??
=
23232
2
1000.4800.24
115
B L L B
S x x V ==??
=
223
3
1222
2
18010.510010100.02
31500
10.5
S N
B T N
B
P V S r S
V
??=??
=
??
=
22
3
3
22
2
2
2
17010.510010100.02
31500
10.5
S N
B T N
B
P V S r S V ??=
??
=
??
=
2
2
()12
2
()%10.510.5
1000.32100
100
31.5
10.5
T N S B T T N B
V V S x S V =
?
?
=
?
?
=
2
2
()222
()
%10.510.5
1000.32100
100
31.5
10.5
T N S B T T N B
V V S x S V
=
??
=
?
?
=
由计算数据可得系统等值电路，如图3.1所示：
.
.
.
图3.1 系统等值电路
3.2 系统等值电路及其化简
计算负荷的阻抗值 由22250P Q +=和0.8550
P =可得：
P=42.5MW
Q=26.3Mvar
2
2
121=0.34100042.5
U R K P
==? 2
2
121
X =
0.56100026.3
U
K Q =
=?
计算其标幺值可得： S=2.6+j4.3
忽略系统对地支路，化简系统等值电路，如图3.2所示：
.
.
图3.2 化简后系统等值电路
3.3 两相接地短路计算
对等值电路中的的角形阻抗进行变换，改为星形，可得如图3.3所示:
.
.
..
图3.3 星角变换图
根据以上数据，绘出各序网络，正序网络图如图3.4所示：
.
..
.
图3.4 正序网络图
化简后如图3.5所示：
（1
）
.
.
图3.5 正序网络化简图
负序网络如图3.6所示：
.
.
.
.
图3.6 负序网络图
化简后如图3.7所示：
（2）
.
.
.
.
图3.7 负序网络化简图
零序网络如图3.8所示：
.
..
.
图3.8 零序网络图
化简后如图3.9所示：
（2）
..
.
.
图3.9 零序网络化简图
综上：0.5eq E ?
=
(1)
2.66 2.89ff Z j =+ (2)
2.65 5.08
ff Z
j =+
(0)
2.65 4.42
ff Z
j =+
当节点3发生两相金属性短路时，计算短路点的电压和电流。 A 相正序、负序、零序电流为：
(0)
(1)
(1)
(2)
(0)
0.5
(2.65 5.08)(2.65 4.42)(//)
2.66 2.89(2.65 5.08)(2.65 4.42)
1.36
2.28
eq
fa ff ff ff E I
j j Z
Z
Z
j j j j ?
?
=
=
+?++++
+++=-(0)
(2)
(1)
(2)(0)
2.65 4.42
(1.36 2.28)
(2.65 5.08)(2.65 4.42)
0.63 1.13
ff fa fa ff ff Z j I
I
j Z Z j j j ?
?
+=-
=-
-++++=-+
(2)
(0)
(1)
(2)(0)
2.65 5.082.65 5.08+2.65+j4.221.330.89
ff fa fa ff ff Z j I
I
Z Z j j ?
?
+=-
=
++=+
A 相正序、负序、零序电压为：
(2)(0)(1)
(1)
(2)
(0)
(2)(0)
265+j5.08265+442136-j2.28265+j5.08+265+442
0.57 2.28
ff ff fa fa fa fa ff ff Z Z V V V
I
Z Z j ?
?
?
?
?===
=?+=-（.）（..）（.）
... B 相电流为：
2
240120(1)
(2)
(0)
(1.36 2.88)*(0.63 1.13)+(1.330.89)
3.12 2.67
j j fb
fa fa fa I
a I
a I I
j e
j e
j j ?
???
?
?
=++=-+-++=-+ C 相电流为：
2
120240(1)
(2)
(0)
(1.36 2.88)*(0.63 1.13)*(1.330.89)
1.97+0.66
j j fc
fa fa fa I a I
a I
I
j e
j e
j j ?
?
??
?
?
=++=-+-+++= A 相电压为：
(1)
(2)
(0)
(1)
33*(0.57 2.88)
1.71 6.44
fa
fa fa fa fa V V V V V
j j ?
?
?
?
?
=++==-=- 所以：A 相电压电流为： 1.71 6.44fa V
j ?
=- 0
fa
I
?=
B 相电压电流为：0fb
V
?
=
3.122.6
fb
I
j
?
=-+
C 相电压电流为：0
fc
V
= 1.970.6
fc
I
j
=+ 3.4 计算其它各个节点的A 、B 和C 三相电压和电流
支路L24：电压：
(1)
(2)
(0)
2.410.82 1.690
fa
fa fa fa I
I I I
?
?
?
?
=++=--=
2
240120130.77(1)
(2)
(0)
2.390.81 1.58
3.65j j j fb
fa fa fa I
a I
a I
I
e e e
?
???
?
?
-?
=++=--=
2120240130.77(1)
(2)
(0)
2.390.81 1.59
3.64j j j fc
fa fa fa I
a I
a I
I
e
e
e
?
?
?
?
?
?
?
=++=--=
(1)
(2)
(0)
(1)
33*0.310.94fa
fa fa fa fa V
V
V V
V
j j ?
?
?
?
?
=++===
2
90240
90120
90
(1)
(2)
(0)
0.310.310.310j j j fb
fa fa fa V
a V
a V
V
e e e
?
???
?+?+=++=++= 290120
90240
90
(1)
(2)
(0)
0.310.310.310j j j fb
fa fa fa V
a V
a V
V
e
e
e
?
?
?
?
?+?+=++=++=
节点3:
.
.
.
1
2
10.303 5.246
0.0110.19
f f f I I I
j j ===
=-+
1
22
==(0.58-j1.58)(0.07-j0.19)=0.34-j0.001f f U
I Z ??∑
1
U
=3=1.02-j0.003fa f U
3.5 计算各条支路的电压和电流
23
122123V V V V Z Z -=- (3-1) 23
323123
V V V V Z Z -=-
(3-2)
解得：
1=1.03-0.07
V j
3=1.67-0.12V j 322132
V V Z Z =
2 1.03-j0.23V =
所以节点1、2 的电压：
12120.020.05V V V j =-=+
21
121
0.01 -j 0.03V V I Z -=
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编号0714141 课程设计 系（部）院：机电工程系 专业：电气工程及其自动化 作者姓名： 学号: 指导教师：职称：讲师 完成日期：年月日 二○一○年十二月
目录 目录 0 摘要 (2) ABSTRACT (3) 1 引言 (4) 1.1短路故障的原因 (4) 1.2短路故障发生的原因 (4) 1.3短路类型 (4) 1.4短路的危害 (4) 2 电力系统自动化的一般概念 (5) 3 本课程设计的主要任务 (6) 4 课程设计的目的 (6) 5 课程设计任务书 (6) 6课程设计内容及过程 (8) 6.1数学模型 (8) 6.1.1架空输电线的等值电路和参数 (8) 6.1.2变压器等值电路和参数 (9) 6.2对称分量法 (11) 6.2.1不对称三相量的分解 (11) 6.2.2变压器的各零序等值电路 (12) 6.3两相短路接地的分析 (13) 6.4算例 (16) 课程设计总结 (19) 参考文献 (20)
摘要 电力系统自动化(automation of power systems)对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。在电力系统的设计和运行中，必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，例如短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行，短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电，而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失，严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列，不对称短路,像单相短路和两相短路。因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。这里着重介绍简单不对称故障两相短路接地的常用计算方法。对称分量法是分析不对称故障常用方法，根据对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先作出电力系统的各序网络，通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网络的等值电势，再根据不对称短路的不同类型，列出边界方程，以求得短路点电压和电流的各序分量。 关键词：两相短路故障;短路计算;两相短路接地;对称分量法.
南昌工程学院 课程设计 (论文) 机械与电气工程学院电气工程及其自动化专业课程设计（论文）题目电力系统短路电流计算 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2013 年11 月30 日
成绩： 评语： 指导教师： 年月日
南昌工程学院 课程设计（论文）任务书
机械与电气工程学院 10电气工程及其自动化专业班学生： 日期：自 2013 年 11 月 18 日至 2013 年 11 月 30 日 指导教师： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室：电气工程教研室主任： 附录：短路点的设置如下，计算时桥开关和母连开关都处于闭合状态。
一、取基准容量： S B=100MVA 基准电压：U B=U av 二、计算各元件电抗标幺值： =0.0581， (1)X L=0.401Ω／km ，L1=16.582km L2=14.520km ，X d1=X d2=X'' d 系统电抗标幺值X'' =0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型 d 线路长度一条为16.582km,另一条为14.520km.。 (2)主变铭牌参数如下： 1﹟主变：型号 SFSZ8-31500/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=10.47 U K(3-1)=18 U K(2-3)=6.33 短路损耗（kw） P K(1-2)=169.7 P K(3-1)=181 P K(2-3)=136.4 空载电流（%） I0(%)=0.46 空载损耗（kW） P0=40.6 2﹟主变：型号 SFSZ10-40000/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=11.79 U K(3-1)=21.3 U K(2-3)=7.08 短路损耗（kW） P K(1-2)=74.31 P K(3-1)=74.79 P K(2-3)=68.30 空载电流(%) I0(%)=0.11 空载损耗（kW） P0=26.71 (3)转移电势E∑=1
铁路k v供电系统两相接地短路故障现象的分 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
铁路10kv供电系统两相接地短路故障现象的分析（是个对话） 铁路10kv供电系统中性点不接地，是小电流接地系统。系统中最常见的故障为单相接地故障，由于小电流接地系统的特性，发生单相接地故障时，允许故障运行时间不超过2小时。但如果系统内另两相发生接地时，将形成两相接地短路故障，产生很大的短路电流，这是不允许的。两相接地短路故障是小电流接地系统中较为复杂的一种故障类型，文中将结合一次故障案例对小电流接地系统的两相接地短路故障进行分析，总结出发生两相接地短路故障时的各种不同表现，并提出相关措施。有利于变配电所运行人员及时、准确的判断故障，保证设备安全正常运行。 如图1所示，一10kv铁路配电所，自闭供电系统中性点不接地运行，自闭母线馈出共有两条线路，分别为东自闭、西自闭。故障表现为：自闭母线PT接地报警，电压表指示B相接地，同时东自闭速断跳闸，备供所备投成功。将西自闭线路退出运行后，自闭母线PT接地信号消失。经检查发现西自闭线路B相有一避雷器击穿接地。对故障原因分析如下： 1、西自闭线路B相避雷器击穿造成接地。系统各电压向量如图2所示，正常情况下，自闭系统三相平衡，当西自闭线路B相避雷器击穿，造成自闭系统B相接地，此时系统中性点产生漂移，接地相即B相对地电压降为0kv，其他两相（A、C）对地电压升高为线电压，即正常相电压的倍。 2、东自闭线路产生另一点接地，造成自闭系统两相接地短路。如图3所示，当系统中A相和C相对地电压升高倍后，由于东自闭线路A相或C相存在绝缘薄弱点，在倍相电压作用下，绝缘最薄弱处被击穿接地，造成西自闭线路B相与东自闭线路A相或C相之间经接地过渡电阻短路。 3、由于电流保护二次回路的固有缺陷，导致东、西自闭仅有一条线路跳闸。如图4所示，当前铁路10kv配电所电流保护二次回路中电流互感器为两相不完全星形接线。正常情况下，该线路发生任意相间短路，电流互感器至少能检测到一相短路电流，因此能正常启动电流保护，使故障线路跳闸，从而达到保护线路的目的。在上述故障中，虽然东自闭和西自闭线路中均有很大的短路电流流过，但短路电流经西自闭线路的B相和东自闭线路的A相或C相构成回路，西自闭接于A相和C相的电流互感器不能检测到短路电流，因此不能启动电流保护回路，线路不会跳闸；东自闭电流互感器则可以检测到A相或C相的短路电流，能启动电流保护，因此东自闭线路速断跳闸。 通过以上分析，可以将小电流接地系统中各种两相接地短路故障的不同表现总结如下： 1、单一条线路发生任意两相接地短路故障，母线PT有接地信号，该条线路电流保护动作，使线路跳闸，与普通相间短路故障类似。线路跳闸后，接地信号消失。试送该线路，一般不成功。 2、同一母线段内的不同线路间发生两相接地短路故障，有三种情况：
小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统内的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性 ，在相电压作用下，点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C 每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向大地，每相对地电压就等于相电压。
图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = -U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC= U A’jwC0，I BC= U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相差600。 图2中性点不接地电力系统发生C相接地故障电路图与矢量图由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压U A’和U B’由原来的相电压升高到线电压，即值升高到原来的倍，相位由原来的相差1200变为相差600。此时，从接地点流回的电流I C应为A、B两相的对地电容电流之和，即I C = I AC + I BC。
根据两相短路电流计算公式：I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2其中刀R=R〃K b2+R b+R2；刀X=X+X1/ K b2+X b+X2 式中I d-- 两相短路电流，A； 刀R、刀X—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Q; X X—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Q ; R「X—高压电缆的电阻、电抗值，Q ; K b—矿用变压器的变压比，若一次电压为1 OKV,二次电 压为1 2 0 0 V、6 9 0 V时，变比依次为8. 3、14. 5 R b、X b—矿用变压器的电阻、电抗值 R2、X2—低压电缆的电阻、电抗值 U e—变压器二次侧的额定电压，对于660V网络，U e以690V 计算；对于1140V网络，U e以1200V计算 经查表： 702高压电缆R1=0.3 Q /Km, X i=0.08 Q /Km； 502高压电缆R1=0.42 Q /Km, X=0.08 Q /Km； 352高压电缆R1=0.6Q /Km，X1=0.08 Q /Km； 1140V变压器R b=0.0167, X b=0.1246 ； 660V 变压器R b=0.0056, X b=0.0415； 1140V 系统下X X=0.0144 ； 660V 系统下X X=0.0048； 702低压电缆R2=0.315Q /Km, X2=0.078 Q /Km；
502低压电缆R2=0.448Q /Km, X2=0.081 Q /Km； 352低压电缆R2=0.616 Q /Km, X2=0.084 Q /Km；252低压电缆R2=0.864 Q /Km, X2=0.088 Q /Km；162低压电缆R2=1.37Q /Km，X2=0.09 Q /Km； 1、副井井下660V 系统最远端两相短路电流刀 R=R1/K b2+R b+R2=0.539948 刀X=X+X i/ K b2+X b+X2=0.118166 l d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=627.27A 2、副井井下1140V 系统最远端两相短路电流 刀R=R1/K b2+R b+R2=0.27092 刀X=X+%/ K b2+X b+X2=0.20162 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=1776.73A 3、副井井下风机专用线最远端两相短路电流刀 R=R/K b2+R b+R2=0.2 刀X=X+%/ K b2+X b+X2=0.086 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X） 2=1568A 4、主井井下660V 系统最远端两相短路电流 刀R=R〃K b2+R b+R2=0.09 刀X=X+X1/ K b2+X b+X2=0.06 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=3136A 5、主井井下1140V 系统最远端两相短路电流 刀R=R1/K b2+R b+R2=0.277 刀X=X+Xd K^+X b+X2=0.2 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=1756A
能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：电力系统三相短路电流的计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：将________________________ 学号：1310240006__________________
目录 摘要 (1) 课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算 (6) 第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)
电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程，通过学习电力系统分析，学生可以了解电力系统的构成，电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断，为从事电力系统打下必要的基础。 电力系统短路电流的计算是重中之重，电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。 在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。
电力系统两相接地短路计算与仿真
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文） 题目：电力系统两相接地短路计算与仿真（2） 院（系）：电气工程学院 专业班级：电气112 学号：110303057 学生姓名：李晓冬 指导教师：孙丽颖 教师职称：教授 起止时间：14-06-30至14-07-11
课程设计（论文）任务及评语 课程设计（论文）任务 原始资料：系统如图 各元件参数如下（各序参数相同）： G1、G2：S N =35MVA，V N =10.5kV，X=0.33； T1: S N =31.5MVA，Vs%=10.5，k=10.5/121kV,△Ps=180kW, △ Po=30kW,Io%=0.8；YN/d-11 T2: S N =31.5MVA，Vs%=10， k=10.5/121kV,△Ps=200kW, △Po=33kW,Io%=0.9； YN/d-11 L12:线路长70km，电阻0.2Ω/km，电抗 0.41Ω/km，对地容纳2.78×10-6S/km； L23:线路长75km，电阻0.18Ω/km，电抗 0.38Ω/km，对地容纳2.98×10-6S/km；； L13: 线路长85km，电阻0.18Ω/km，电抗 0.4Ω/km，对地容纳2.78×10-6S/km；； 负荷：S3=45MVA，功率因数均为0.9. 任务要求（节点2发生AC两相金属性接地短路时）： 1 计算各元件的参数； 2 画出完整的系统等值电路图； 3 忽略对地支路，计算短路点的A、 B和C三相电压和电流； 4 忽略对地支路，计算其它各个节 点的A、B和C三相电压和支路电流； 5 在系统正常运行方式下，对各种 不同时刻AC两相接地短路进行Matlab仿 真； 6 将短路运行计算结果与各时刻短 路的仿真结果进行分析比较，得出结论。 G G G1 T1 1 L12 2 T2 G2 1:k
辽宁工业大学 《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相短路计算与仿真（2） 院（系）：工程技术学院 专业班级：电气工程及其自动化 学号： 学生姓名： 指导教师：王 教师职称 起止时间：15-06-15至15-06-26
课程设计（论文）任务及评语
摘要 目前，随着科学技术的发展和电能需求的日益增长，电力系统规模越来越庞大，电力系统在人民的生活和工作中担任重要的角色，电力系统的稳定运行直接影响人们的日常生活，因此，关于电力系统的短路计算与仿真也越来越重要。 本论文首先介绍有关电力系统短路故障的基本概念及短路电流的基本算法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。最后，通过MATLAB软件对两相接地短路故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。 关键词：电力系统分析；两相接地短路；MATLAB仿真
目录 第1章绪论 (1) 1.1短路的原因、类型及后果 (1) 1.1.1电路系统中的短路 (1) 1.1.1短路的后果 (1) 1.2短路计算的目的 (2) 第2章电力系统不对称短路计算原理 (3) 2.1对称分量法基本原理 (3) 2.2三相序阻抗及等值网络 (3) 2.3 两相不对称短路的计算步骤 (4) 2.4两相（b相和c相）短路 (4) 第3章电力系统两相短路计算 (7) 3.1系统等值电路的化简 (7) 3.2两相短路计算 (9) 第4章短路计算的仿真 (11) 4.1仿真模型的建立 (11) 4.2 仿真结果及分析 (11) 第5章总结 (14) 参考文献 (15)
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求： （1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 25 .02=T X 25.02==''X X d 图1-1 1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入
代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1.单相(a 相)接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (2)(0)(1)(2)(0)00fa fa fa fa fa fa V V V I I I ? =++=? ??==? 2.两相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的边界条件 . 0fa I = ； ..0fb fc I I += ； . . fb fc V V = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (0) (1)(2)(1)(2)00fa fa fa fa fa I I I V V ? =??? +=??? =?? 3. 两相（b 相和c 相）短路接地 b 相和 c 相短路接地的边界条件 0fa I = ； 0fb V = ； 0fc V =
目录 1.前言 (1) 1.1短路电流的危害 (1) 1.2短路电流的限制措施 (1) 1.3短路计算的作用 (2) 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 (9) 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例 (15) 4.结果分析 (18) 5.心得体会 (19) 6.参考文献 (20)
1.前言 电能作为我们日常生活中运用最多的一种能源，不仅有无气体无噪音污染，便于大范围的传送和方便变换，易于控制，损耗小，效率高等特点。 电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。 1.1短路电流的危害 短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 1.2短路电流的限制措施 为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下： 一是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。
辽 宁 工 业 大 学
《电力系统计算》课程设计（论文）
题目：
电力系统两相短路计算与仿真（1）
院（系） ： 电 气 工 程 学 院 专业班级： 学 号：
学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：13-07-01 至 13-07-12
本科生课程设计（论文）
课程设计（论文）任务及评语
院（系） ：电气工程学院 G1
G
教研室：电气工程及其自动化 1 L2 2 T2 k:1 L1 3 L3 G2
G
T1 1:k
原始资料：系统如图
S3
课 程 设 计 （ 论 文 ） 任 务
各元件参数如下（各序参数相同） ： G1、G2：SN=30MVA，VN=10.5kV，X=0.26； T1: SN=31.5MVA ， Vs%=9.5 ， k=10.5/121kV, △ Ps=220kW, △ Po=33kW,Io%=0.9 ； YN/d-11 T2: SN=31.5MVA，Vs%=10.5， k=10.5/121kV,△Ps=180kW, △Po=30kW,Io%=0.8； YN/d-11 -6 L1:线路长 80km，电阻 0.17Ω /km，电抗 0.4Ω /km，对地容纳 2.78×10 S/km； -6 L2:线路长 75km，电阻 0.2Ω /km，电抗 0.42Ω /km，对地容纳 2.88×10 S/km； ； -6 L3: 线路长 80km，电阻 0.17Ω /km，电抗 0.4Ω /km，对地容纳 3.08×10 S/km； ； 负荷：S3=45MVA，功率因数均为 0.9. 任务要求（节点 3 发生 AC 相金属性短路时） ： 1 计算各元件的参数； 2 画出完整的系统等值电路图； 3 忽略对地支路，计算短路点的 A、B 和 C 三相电压和电流； 4 忽略对地支路，计算其它各个节点的 A、B 和 C 三相电压和支路电流； 5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻 AC 两相短路进行 Matlab 仿真； 6 将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
指 导 教 师 评 语 及 成 绩
平时考核： 总成绩：
设计质量：
答辩：
指导教师签字： 年 月 论文质量60%
1
日
注：成绩：平时20%
答辩20%
以百分制计算
第七章电力系统三相短路的实用计算 容要点 电力系统故障计算。可分为实用计算的“手算”和计算机算法。大型电力系统的故障计算，一般均是采用计算机算法进行计算。在现场实用中，以及大学本、专科学生的教学中，常采用实用的计算方法—‘手算’(通过“手算“的教学，可以加深学生对物理概念的理解)。 例题1： 如图7一1所示的输电系统，当k点发生三相短路，作标么值表示的等值电 路并计算三相短路电流。各元件参数已标于图中。 图7一1系统接线图 解：取基准容量Sn=100MVA,基准电压Un=Uav(即各电压级的基准电压用平均额定电压表示)。则各元件的参数计算如下，等值电路如图7一2所示
图7-2 等值电路 例题7-2： 已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流 3.45 N KA I=,N COS?=
0.8、d X ''=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始超瞬态电流''I 和冲击电流有名值。(取 1.8=i m p K ) 解：因为，发电机短路前是额定运行状态，取101. 10U =∠? 习题： 1、电力系统短路故障计算时，等值电路的参数是采用近似计算，做了哪些简化? 2、电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么? 3、无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路时，短路电流包含几种分量?有什么特点? 4、何谓起始超瞬态电流(I")?计算步骤如何?在近似计算中，又做了哪些简
化假设? 5、冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数imp k 的大小与什么有关？ 6、在计算1"和imp i 时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作为电源看待?如何计算? 7、什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值?如何计算? 8、网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是什么?他们之间有何关系? 9.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作? 10.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何? 11、供电系统如图所示，各元件参数如下:线路L, 50km, X1=0.4km Ω ;变压器T, N S =10MVA, %k u =10.5. T K = 110/11。假定供电点(s)电压为106.5kV 保持恒定不变，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路时，试计算:短路电流周期分量起始值、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。 12、某电力系统的等值电路如图所示。已知元
课程设计说明书 课程设计名称：电力系统分析课程设计 题目：两相接地故障的计算 学生姓名：喻翌 专业：电气工程与自动化 学号： 32 指导教师：袁宇春 日期：2010年6月 18日 成绩
目录 1 前言............................................. 错误!未定义书签。 短路故障计算的原因.............................. 错误!未定义书签。 短路发生的原因.................................. 错误!未定义书签。 短路类型........................................ 错误!未定义书签。 短路的危害...................................... 错误!未定义书签。 2 数学模型......................................... 错误!未定义书签。 架空输电线的等值电路和参数...................... 错误!未定义书签。 变压器等值电路和参数............................ 错误!未定义书签。 发电机等值电路.................................. 错误!未定义书签。 3 对称分量法....................................... 错误!未定义书签。 不对称三相量的分解.............................. 错误!未定义书签。 对称分量法在不对称短路计算中的应用.............. 错误!未定义书签。 变压器的各零序等值电路.......................... 错误!未定义书签。 4 两相短路接地的分析............................... 错误!未定义书签。 5 两相短路接地的计算流程........................... 错误!未定义书签。 6 算例............................................. 错误!未定义书签。 7 总结............................................. 错误!未定义书签。参考文献............................................ 错误!未定义书签。
辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计（论文） 题目：电力系统两相接地短路计算与仿真（3） 院（系）：电气工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：讲师 起止时间：12-07-02至12-07-13
课程设计（论文）任务及评语
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 目前，随着科学技术的发展和电能需求的日益增长，电力系统规模越来越庞大，电力系统在人民的生活和工作中担任重要的角色，电力系统的稳定运行直接影响人们的日常生活，因此，关于电力系统的短路计算与仿真也越来越重要。 本论文首先介绍有关电力系统短路故障的基本概念及短路电流的基本算法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。最后，通过MATLAB软件对两相接地短路故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。 关键词：电力系统分析；两相接地短路；MATLAB仿真
目录 第1章绪论 (1) 1.1电力系统短路计算概述 (1) 1.1.1 电力系统短路计算的目的 (1) 1.1.2 短路计算的处理方法 (1) 1.2本文设计内容 (2) 第2章电力系统不对称短路计算原理 (3) 2.1对称分量法基本原理 (3) 2.2三相序阻抗及等值网络 (4) 2.3两相接地不对称短路的计算步骤 (5) 第3章电力系统两相短路计算 (8) 3.1系统等值电路及元件参数计算 (8) 3.2系统等值电路及其化简 (9) 3.3两相接地短路计算 (10) 3.4计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流 (14) 3.5计算各条支路的电压和电流 (14) 第4章短路计算的仿真 (16) 4.1仿真模型的建立 (16) 4.2仿真结果比较分析 (18) 第5章总结 (20) 参考文献 (21)
目录 1?前言........................................................................... ?仁1.1短路电流的危害 ............................................................... 1.. 1.2短路电流的限制措施 .......................................................... 1. 1.3短路计算的作用 .............................................................. 2.. 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 ....................................................... 9. 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例............................................................ 1.4 4. 结果分析....................................................................... 1.8. 5. 心得体会 (19) 6. 参考文献....................................................................... 20.
银川能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：电力系统三相短路电流的计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：张将________________________ 学号：1310240006__________________
目录 摘要 ............................................................................... 错误！未定义书签。课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算...................................... 错误！未定义书签。第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)
第七章短路电流计算 Short Circuit Current Calculation §7-1 概述General Description 一、短路的原因、类型及后果 The cause, type and sequence of short circuit 1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地 的系统）发生通路的情况。 2、短路的原因： ⑴元件损坏 如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路. ⑵气象条件恶化 如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等. ⑶违规操作 如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压. ⑷其他原因 如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等. 3、三相系统中短路的类型： ⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路； )1( k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路； ⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路； 不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称; 如两相短路、单相短路和两相接地短路. 注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。4、短路的危害后果 随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果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）电动力效应 短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导 体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭 到破坏。 （2）发热 短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备 可能过热以致损坏。 （3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文） 题目：电力系统两相断线计算与仿真（1） 院（系）：工程技术学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2015-06-15至2015-06-26
课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院教研室：电气工程及其自动化
摘要 电力系统故障计算主要研究电力系统中发生故障（包括短路、断线和非正常操作）时故障电流、电压及其在电力网中的分布。 本次课程设计中，根据给出的电力系统，先计算各元件参数，然后采用对称分量法将该网络分解为正序、负序、零序三个对称序网，并且求出戴维南等效电路，再计算当L3支路发生A和C两相断线时系统中每个节点的各相电压和电流，计算每条支路各相的电压和电流，最后在系统正常运行方式下，对各种不同时刻A、C两相断线进行Matlab仿真，将断线运行计算结果与仿真结果进行分析比较。 关键词：电力系统；对称分量法；Matlab仿真
目录 第1章绪论 0 1.1 电力系统概述 0 1.2 本文研究内容 (1) 第2章潮流计算 (2) 2.1等效电路图 (2) 2.2电路的星角变换 (3) 2.3等值电路图的网络参数设定 (5) 2.4功率和节点电压计算 (5) 第3章不对称故障分析与计算 (7) 3.1对称分量法 (8) 3.1.1正序网络 (8) 3.1.2负序网络 (10) 3.1.3零序网络 (11) 3.2两相断线的计算 (12) 3.2.1B相各点电压电流 (15) 3.2.2 A相各点电压电流 (16) 3.2.3 C相各点电压电流 (16) 第4章仿真分析 (18) 4.1仿真模型建立 (18) 4.2仿真结果分析 (20) 第5章课程设计总结 (22) 参考文献 (23)
简答： 1.电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么? 2.无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路 时，短路电流包含几种分量?有什么特点? 3.什么叫起始次暂态电流(I")?计算步骤如何? k的4.冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数imp 大小与什么有关？ i时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作5.在计算1"和imp 为电源看待?如何计算? 6.什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值? 如何计算? 7.网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是 什么? 8.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作? 9.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何? 什么是对称分量法?ABC分量与正序、负序、零序分量具有怎样的关 系? 10.如何应用对称分量法，分析计算电力系统不对称短路故障? 11.电力系统各元件序参数的基本概念如何?有什么特点? 12.电力系统不对称故障(短路和断线故降)时，正序、负序、零序等值 电路如何制定?各有何特点? 13.试述电力系统不对称故障(短路和断线故障)的分析计算步骤. 14.何谓正序等效定则? 15.电力系统发生不对称故障时，何处的正序电压、负序电压、零序 电压最高?何处最低? 1.什么叫电力系统的运行稳定性?如何分类?主要研究内容是什么? 2.试简述发电机组的额定惯性时间常数及其物理含义。
3.试简述Eq为常数时简单电力系统功角特性方程的基本形式(隐极机和凸极机)。 4.何为电力系统静态稳定性？ 5.简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？ 6.何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数？ 7.提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？ 8.何为电力系统的暂态稳定性? 9.提高电力系统瞬态稳定的措施有哪些?并简述其原理。 1.已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流 3.45 N KA I=,N COS?=0.8、d X''=0.125。试求突然在机端发生三相短路 时的起始次暂态电流 '' I和冲击电流有名值。(取 1.8 = i m p K) 2.如图所示电力系统，试分别作出在k1, k2, K3点发生不对称故障时 的正序、负序、零序等值电路，并写出 ,, 120 X X X ∑∑∑的表达式。 (取0m X≈∞) 3. 图示电力系统，在k点发生单相接地故障，试作正序、负序、零序等值电路.