第一章 绪论 短路故障有金属性短路和电弧短路。由于电弧具有电阻的特性，因此电弧短路电流比金属性短路电流小。在低压系统中，电弧电压占电源电压的百分值较大，电弧短路电流可能比金属性短路电流小很多。因此按金属性短路电流整定的继电保护装置在发生电弧短路时可能不动作，而无法切除电弧短路故障。电弧电压的大小与很多因素有关。要确保继电保护装置在电弧短路时可靠动作，需要计算最大电弧电压时的最小短路电流，并按这个短路电流整定继电保护。 引起电弧短路的原因有很多，例如绝缘损坏或老化、污染及空气潮湿引起的空气击穿、小动物引起的电弧短路和误操作等。 德国科学家调查了二百多起发电厂和变电所短路故障，发现有57%的故障由开关柜内设备引起，另外20%发生在母线上，10% 发生在导体接头处。根据大量调查，85%以上的短路故障是电弧短路。 电弧短路危害大。如果在开关柜中发生电弧短路，由于电弧能量大，温度高，可能引起开关柜燃烧和爆炸。十几年前南京某大型企业由于某6kV 开关室短路故障烧毁了多台开关柜，引起全厂停电十几天，造成重大经济损失。 如果在电动机中发生电弧短路将烧毁电动机。电弧短路还可能引起电气火灾.北京市1999年发生的电气火灾为1350余起.电气火灾不仅会引起重大财产损失，也可能引起人身伤亡。短路电弧可能烧伤工作人员。 在低压系统中有单相、两相和三相电弧短路。相电弧短路通常是由单相或两相电弧短路发展而来。而在出现三相电弧短路后，如果三相电弧短路转变为两相电弧短路，则电弧将自行熄灭，而不会再发展成三相电弧短路。在电弧短路计算中，最重要的是电弧电压。知道了电弧电压的大小，就可算出电弧短路电流。电弧电压出现在母线之间。电弧电压瞬时值是随机变化的。这是因为影响电弧的一些因素是随机变化的。因此不能用经典数学精确地描述电弧电压的变化。电弧出现在母线之间。在短路点只有2条相间电弧同时存在，而不是3条。所以这种三相电弧短路是不对称性短路。每条电弧存在的时间大约为1/3周波。由于电弧电压瞬时值比较接近其1/3周波平均值，因此用这个平均值近似模拟电弧电压。试验结果表明，此平均值也是随机变化的。平均值的概率密度接近正态分布。设电弧电压1/3周波平均值大于80arc U 的概率为0.8，因为电弧电压的1/3周波平均值大于80arc U 时，电弧将熄灭，所以用80arc U 作为计算最小电弧短路电流用的电弧电压。 80arc U 主要由系统额定电压和短路处相间距离d 决定。
1. 下图所示的电网中，f 点三相短路时，发电机端母线电压保持6.3kV 不变。r 1，x 1分别 为电抗器的电阻和电抗，r 1=0.042Ω，x 1=0.693Ω，r 2，x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=0.463Ω, x 2=0.104Ω。若6.3kV 母线的三相电压为： ( )( )() a s b s c s 6.3cos 6.3cos 1206.3cos 120 u t u t u t ωαωαωα=+=+-=++ 在空载情况下，f 点突然三相短路。设突然短路时α=30°，试计算： (1) 电缆中流过的短路电流交流分量幅值。 (2) 电缆中三相短路电流表达式。 (3) 三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值。 (4) α为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。 解：r 1, x 1分别为电抗器的电阻和电抗，r 1=0.042Ω , 140.693100x = =Ω r 2, x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=0.463Ω, x 2=0.104Ω 令r = r 1+ r 2=0.505Ω, x = x 1+ x 2=0.797Ω 令0.943arctan()57.64x z r ?==Ω = = (1) 三相短路电流交流分量的幅值为：9.45kA m I == (2) 直流分量衰减时间常数为：/0.7970.005s 3140.505 a L x T R r ω= ===? 由于短路前线路处于空载，则短路前瞬间线路电流为0，则每条电缆中三相短路电流的表达式为： 1 1 2 2
()()()()()()()()a m m 0.005 0.005 b 0.005 c cos 0cos 9.45cos 27.649.45cos 27.649.45cos 147.649.45cos 147.649.45cos 92.369.45cos 92.36a t T s t s t s t s i I t I e t e i t e i t e ωα?α?ωωω--- - =+-+--????=---=---=-- (3) 直流分量值越大，短路电流瞬时值越大，且任意初相角下总有一相直流分量起始值最 大。由步骤(2)可知，cos(?27.64°)>cos(?147.64°)>cos(92.36°)，a 相的直流分量最大，大约在短路发生半个周波之后，a 相电流瞬时值将到达最大值，即 ()()0.010.005 a 9.45cos 3140.0127.649.45cos 27.649.5304kA i e -=?---=- 同理可以写出i b , i c ，并进行比较验证： ()()0.010.005 b 9.45cos 3140.01147.649.45cos 147.649.0624kA i e -=?---= ()()0.010.005 c 9.45cos 3140.0192.369.45cos 92.360.4418kA i e -=?+-= (4) 在短路前空载情况下，有步骤(2)所列的各相短路电流表达式可知：若初相角|α?φ|等 于0°或是180°时，a 相短路电流直流分量起始值达到最大，短路电流最大瞬时值也最大。由于φ=57.64°，则α=φ=57.64°或α=?180+φ=122.36°。 带入步骤(2) i a , i b , i c 的表达式中进行验证： ()()()()()()()()0.010.005 a 0.010.005 b 0.010.005 c 0.01s 9.45cos 3140.0109.4510.7286kA 0.01s 9.45cos 3140.011209.45cos 120 5.3643kA 0.01s 9.45cos 3140.011209.45cos 120 5.3643kA i t e i t e i t e --- ==?+-===?---===?+-= 2. 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值I ''m 。 发电机：S N =200MW ，U N =13.8kV ，cos φN =0.9，x d =0.92，x 'd =0.32，x ''d =0.20 变压器：S N =240MVA ，220kV/13.8kV ，U s(%)=13 解：取S B =100MVA ，U B1取为13.8kV ，则U B2=13.8(220/13.8)=220kV 11 4.18kA 3313.8B B B I U ==? 22 0.26kA 33220 B B B I U = = =?
课程设计报告 题目电力系统课程设计 《三相短路故障分析计算》 课程名称电力系统课程设计 院部名称龙蟠学院 专业电气工程及其自动化 班级M08电气工程及其自动化学生姓名 学号0821113 课程设计地点C304 课程设计学时一周 指导教师朱一纶 金陵科技学院教务处制
目录 摘要 (ii) 一、基础资料 (3) 1.电力系统简单结构图................................................ ....... . ..... .. ... . .... . .. . (3) 2.电力系统参数 (3) 3参数数据 (4) 二、元件参数标幺值的计算及电力系统短路时的等值电路 (4) 1.发电机电抗标幺值..................................................... ....... . ..... .. ... (4) 2.负载电抗标幺值 (4) 3变压器电抗标幺值 (4) 4.线路电抗标幺值............................................. ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4) 5.电动机电抗标幺值........................................ ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4) 三、化简等值电路 (4) 四、求出短路点的次暂态电流 (4) 五、求出短路点冲击电流和短路功率 (4) 六、设计心得............................................................. . . . . .. (20) 七、参考文献............................................................. (21) 电力系统课程设计《三相短路故障分析计算》
宝兰客专BLTJ-10标段 铁路工程施工测量考试试题 一．单项选择（每题1分） 1、由于各项测量工作中都存在误差，导致相向开挖中具有相同贯通里程的中线点在空间不相重合，此两点在空间的连线误差在水平面垂直于中线方向的分量称为( B )。 A.贯通误差 B.横向贯通误差 C.水平贯通误差 D.高程贯通误差 2．对工程项目的关键测量科目必须实行（B）。 A．同级换手测量 B．彻底换手测量 C．施工复D．更换全部测量人员3．施工单位对质量实行过程检查，工作一般由（D）检查人员承担。 A．测量队 B．监理单位C．分包单位D．施工单位 4．线路施工测量的主要内容包括：线路复测、路基边坡放样和（B）。 A．地形测量B．横断面测量C．纵断面测量D．线路竣工测量5．桥梁施工测量的主要内容不包括：（C）。 A．桥梁控制测量B．墩台定位及轴线测量C．变形观测D．地形测量 6.下列水准仪使用程序正确的是（ D ） A.粗平；安置；照准；调焦；精平；读数 B.消除视差；安置；粗平；照准；精平；调焦；读数 C.安置；粗平；调焦；照准；精平；读数 D.安置；粗平；照准；消除视差；调焦；精平；读数。 7. CPⅡ控制网复测时，相邻点间坐标差之差的相对精度限差为：（ C ） A、1/55000 B、1/80000 C、1/100000 8. 下列各种比例尺的地形图中，比例尺最小的是( C )。 A. 1∶2000 B. 1/500 C. 1∶10000 D. 1/5000 9 .导线测量中横向误差主要是由( C ) 引起的。 A 大气折光 B 测距误差 C 测角误差 D 地球曲率 10.水准仪i 角误差是指水平视线与水准轴之间的( A ) A 在垂直面上技影的交角 B 在水平面上投影的交角 C 在空间的交角 11.有一台标准精度为2mm+2ppm 的测距仪，测量了一条lkm 的边长， 边长误差为( B ) A、土2mm B、土4mm C、土6mm D、土8mm 12.在三角高程测量中，采用对向观测可以消除( C ) 的影响。 A.视差 B.视准轴误差 C.地球曲率差和大气折光差 D.水平度盘分划误差 13. 测量工作要按照( B )的程序和原则进行。 A.从局部到整体先控制后碎部 B. 从整体到局部先控制碎部 C. 从整体到局部先碎部后控制 D. 从局部到整体先碎部后控制 14.设AB 距离为200.23m ，方位角为121 0 23' 36" ，则AB 的x 坐标增 量为( D )m. 。
95 附录A 控制点埋石图及标志注字方法 本附录所规定的各级平面水准点标石的埋设规格均为一般地区普通标石的埋设（标石可采用混凝土预制桩或现场浇注），对于特殊地区的标石埋设，应根据线路所在地区的土质、地质构造及区域沉降等因素，进行特殊地区的控制点埋设（如基岩点、深埋点等）。 A.1 控制点标志 A.1.1 金属标志制作材料为铸铁或其它金属。规格应符合图A.1.1的规定，图中“××××××”处为测量单位名称。 A.1.2 不锈钢标志可采用直径为12～20mm ，长度为20～30mm 不锈钢材料，下部采用普通钢筋焊接而成。规格应符合图A.1.2的规定。 不锈钢
普通钢 图A.1.1 金属标志（单位：mm ）图A.1.2 不锈钢标志（单位：mm ） A.2 平面控制点标石的埋设 A.2.1 建筑物顶上设置标石，标石应和建筑物顶面牢固连接。建筑物上各等平面控制点标石设置规格应符合图A.2.1-1、图A.2.1-2的规定。 图A.2.1-1 建筑物CP0平面控制点标石（单位：mm ） 96 图A.2.1-2 建筑物上CPI 、CPII 平面控制点标石（单位：mm ） A.2.2 CP0控制点标石埋设规格应符合图A.2.2的规定。 图A.2.2 CP0控制点标石埋设图（单位：mm ） 注：1－盖；2－土面；3－砖；4－素土；5－冻土；6－贫混凝土 A.2.3 二等导线/三角形网/GPS平面控制点标石埋设规格应符合图A.2.3的规定。 97
图A.2.3 二等导线/三角形网/GPS平面控制点点标石埋设图（单位：mm ） 注：1－盖；2－土面；3－砖；4－素土；5－冻土线；6－贫混凝土 A.2.4 三等导线/三角形网/GPS平面控制点标石埋设规格应符合图A.2.4规定。 图A.2.4 三等及以上导线/三角形网/GPS平面控制点点标石埋设图（单位：mm ） 注：1－盖；2－土面；3－砖；4－素土；5－冻土；6－贫混凝土
解决方案编号：YTO-FS-PD203 突发短路故障的缺陷分析通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
突发短路故障的缺陷分析通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300余台110kV及以上电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目 1.1 变压器油中溶解气体色谱分析
湖北民族学院 “三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文 题目: 三相短路故障分析与计算（手算或计算机算) 组序：第三组 指导老师：耿东山 专业：电气工程及其自动化 日期： 2015年6月
摘要 本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。 电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。 通过分析与计算三相短路故障的各参数，可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。 关键词：三相短路计算电力系统故障分析 Abstract The purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation. In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important. By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc. Keywords: three phase short-circuit calculation power system Failure Analysis
课程设计报告 题 目 三相短路故障分析计算机算法 课 程 名 称 电力系统分析 院 部 名 称 龙蟠学院 专 业 08电气工程及其自动化 班 级 M08电气工程及其自动化 学 生 姓 名 顾辰蛟 学 号 02 课程设计地点 C314 课程设计学时 一周 指 导 教 师 朱一纶 金陵科技学院教务处制 成绩
电力系统课程设计《三相短路故障分析计算机算法设计》 一． 基础资料 1. 电力系统简单结构图如图 25MW cos 0.8N ?=cos 0.85 N ?=''0.13 d X =火电厂 110MW 负载 图1 电力系统简单结构图 '' 0.264 d X = 2．电力系统参数 如图1所示的系统中K （3） 点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流 和功率。 （1）发电机参数如下： 发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =；次暂态电抗标幺值'' d X =，功率因数N ?cos = 。 发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =；次暂态电抗标幺值'' d X =；额定功率因数N ?cos =。 （2）变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器T1：型号SF7-10/，变压器额定容量10MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗59kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T2：型号，变压器额定容量·A ，一次电压110kV ，短路损耗148kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T3：型号SFL7-16/，变压器额定容量16MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗86kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 （3）线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度（正序）；X 0（2）=X 单位长度（负序）。 线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 （4）负载L ：容量为8＋j6（MV ·A ），负载的电抗标幺值为 * L X ** 22 *L L Q S U ；电动机为2MW ，起动系数为，额定功率因数为。 3．参数数据 设基准容量S B =100MV ·A ；基准电压U B =U av kV 。 （1）S B 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取S B -100MV ·A ，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。 （2）U B 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ，而平均额定电压分别为115、、。平均电压U av 与线路额定电压相差5%的原则，故取U B =U av 。 （3）'' I 为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t 等于初值（零）时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。 （4）M i 为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值（满足产生最大短路电流的三个条件
高速铁路施工测量考试试题 姓名职务单位得分 一．单项选择（每题1分） 1、由于各项测量工作中都存在误差，导致相向开挖中具有相同贯通里程的中线点在空间不相重合，此两点在空间的连线误差在水平面垂直于中线方向的分量称为( B )。 A.贯通误差 B.横向贯通误差 C.水平贯通误差 D.高程贯通误差 2．对工程项目的关键测量科目必须实行（B）。 A．同级换手测量 B．彻底换手测量 C．施工复D．更换全部测量人员3．施工单位对质量实行过程检查，工作一般由（D）检查人员承担。 A．测量队 B．监理单位C．分包单位D．施工单位 4．线路施工测量的主要内容包括：线路复测、路基边坡放样和（B）。 A．地形测量B．横断面测量C．纵断面测量D．线路竣工测量5．桥梁施工测量的主要内容不包括：（C）。 A．桥梁控制测量B．墩台定位及轴线测量C．变形观测D．地形测量 6.下列水准仪使用程序正确的是（ D ） A.粗平；安置；照准；调焦；精平；读数 B.消除视差；安置；粗平；照准；精平；调焦；读数 C.安置；粗平；调焦；照准；精平；读数 D.安置；粗平；照准；消除视差；调焦；精平；读数。 7. CPⅡ控制网复测时，相邻点间坐标差之差的相对精度限差为：（ C ） A、1/55000 B、1/80000 C、1/100000 8. 下列各种比例尺的地形图中，比例尺最小的是( C )。 A. 1∶2000 B. 1/500 C. 1∶10000 D. 1/5000 9 .导线测量中横向误差主要是由( C ) 引起的。 A 大气折光 B 测距误差 C 测角误差 D 地球曲率 10.水准仪i 角误差是指水平视线与水准轴之间的( A ) A 在垂直面上技影的交角 B 在水平面上投影的交角 C 在空间的交角 11.有一台标准精度为2mm+2ppm 的测距仪，测量了一条lkm 的边长， 边长误差为( B ) A、土2mm B、土4mm C、土6mm D、土8mm 12.在三角高程测量中，采用对向观测可以消除( C ) 的影响。 A.视差 B.视准轴误差 C.地球曲率差和大气折光差 D.水平度盘分划误差 13. 测量工作要按照( B )的程序和原则进行。 A.从局部到整体先控制后碎部 B. 从整体到局部先控制碎部 C. 从整体到局部先碎部后控制 D. 从局部到整体先碎部后控制 14.设AB 距离为200.23m ，方位角为121 0 23' 36" ，则AB 的x 坐标增 量为( D )m. 。 A.-170.919 B.170.919 C.104.302 D.-104.302
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 =
YF-ED-J6285 可按资料类型定义编号 突发短路故障的缺陷分析 实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
突发短路故障的缺陷分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300
余台110kV及以上电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目 1.1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该项目对变压器突发事故的故障判断十分敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进行，故比较费时。实践中，多数情况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进行，而且该方法能判断出很多
34.3 简单不对称短路的计算与分析 简单不对称短路包括： 利用对称分量法可以求解简单不对称短路，但需要根据不对称短路的边界条件再列出三个方程。 网络的故障处，对称分量分解后，可用序电压方程表示为： 正序网： 负序网： 零序网： )1(f I )2(f I ) 0(f I )1(f U )2(f U )0(f U )1(f I )2(f I )0(f I 0f U )1(f I )1(f U )0(f U )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f )2()2()2(∑-=z I U f f )0()0()0(∑-=z I U f f 故障处的序电流、序电压满足序电压方程。 一．单相接地短路f (1) 1. 故障处短路电流和电压的计算 即边界条件为：0=fa U ，0==fc fb I I f (1) n (1) f (2) n (2) f (0) n (0) z Σ(1) n (1) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0) f (0)
0)0()2()1(=++==f f f f fa U U U U U 0)0()2(2)1()0()2()1(2=++=++f f f f f f I I a I a I I a I a )0()2()1(f f f I I I == 边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网： )1(f I 0f U ) 1(f U ) 2(f I )2(f U )0(f I )0(f U 由复合序网可得： )0()2()1(0)0()2()1(∑∑∑++= ==z z z U I I I f f f f )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f ；)2()2()2(∑-=z I U f f ；)0()0()0(∑-=z I U f f 根据对称分量的合成方法： )0()2()1(0 )1()0()2()1(33∑∑∑++==++=z z z U I I I I I f f f f f fa )0()2()1(2f f f fb U U a U a U ++= )0()2(2)1(f f f fc U U a U a U ++= 计算方法小结：不对称短路计算步骤是 ① 作各序网络，②求各序网的z Σ,③按短路类型边界条件连接复合序网，④根据欧姆定律求解，⑤将序分量合成为相分量。 2．分析 取r = 0, x Σ(1)= x Σ(1) z Σ(1) n (1 ) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0) f (0)
（此文档为word 格式，下载后您可任意编辑修改！） 南昌大学科学技术学院 课程设计报告 题目电力系统短路故障分析学生姓名杨建伟学科部信息学科部专业班级电气122 课程设计地点电机301 指导教师吴敏黄灿英
目录 课程设计（论文）任务书 一、课题设计（论文）题目： 基于MATLAB勺电力系统单相短路故障分析与仿真 二、课程设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 本文介绍了 MATLAB软件在电力系统中的应用，以及利用动态仿真工具Simulink。MATLAB Simulink 的仿真环境中，利用 Simpowersystems 中电气元件对电力系统发生单相短路时电路情况进行仿真与分析，着重分析了中性点 不接地时电压电流的变化情况。结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB!电力系统仿真研究的有力工具。 、课程设计（论文）工作内容及完成时间:
引言 随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大，在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故 故障，尤其是短路故障，而在分析解决事故故障时要不断的实验，在现实设备中很难实现，一是实际的条件难以满足；二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。考虑这两种情况，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，而MATLAB^件中的SIMULINK是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成开发环境，是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具，为解决具体的工程问题提供了更为快速、准确和简洁的途径。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路，动力系统、电力系统和电力网简单示意如图1-1 o
电力系统短路故障的分析计算 电力系统短路故障的分析计算2010-09-1508:241-1作出无阻尼绕组同步电机在直轴方向的等值电路图并写出求取暂态电抗Xd'及 1、时间常数Td'的表达式再作出有阻尼绕组同步电机在直轴及交轴方向的等值电路图并写出求取Xd"及Xq"的表达式。 2、比较同步机下列的时间常数Ta、Td'、Td"、Tq"的大小以及汽轮发电机的下列电抗的大小以及及汽轮发电机及水轮发电机的下列电抗的大小并为它们按由大到小的次序重新排列Xd、Xd'、Xd"、Xq、Xq"、Xσ(定子漏抗)。 3、列出无阻尼绕组同步发电机在端点发生三相短路，定子及转子绕组中出现的各种电流分量并指出这些电流分量随时间而变化的规律及其衰减时间常数。(16) 1-5在电力系统暂态分析中，1.为什么要引入同步电机暂态电势Eq'?2.暂态电势Eq'的大小如何确定?3.在哪些情况下需要使用暂态电势Eq'?(10分)(科大92) 1-6简要论述下列问题:(24分) 1、试根据无阻尼绕组同步机的磁链及电压方程(略去电阻)，推导出用同步机暂态电势和暂态电抗的电压方程式: uq=Eq'-idXd'ud=iqXq2、上述方程式应用于同步机的什么运行情况?为什么?解决什么问题?式中id、iq是什么电流? 3、试利用(1)的结果论证:三相短路电流实用计算中，无阻尼绕组同步机机端短路时一相的起始暂态电流(用标么值表示)的计算公式为: I'=Eq'/Xd' 4、根据基本原理，并利用(1)推导出的方程，证明同步机机端三相短路整个暂态过程中Eq'及Eq之间的关系为:Eq/Eq'=Xd/Xd' (重大83) 1-7无阻尼绕组同步发电机发生突然三相短路，在短路瞬刻及暂态过程中，其气隙电势Eqδ是如何变化的?(6分) (重大84)
文件编号：GD/FS-1999 （解决方案范本系列） 突发短路故障的缺陷分析 详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
突发短路故障的缺陷分析详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增，已占全部损坏事故的40%以上。变压器经受突发短路事故后状况判断、能否投运，成为运行单位经常要决策的问题。以前变压器发生突发短路事故以后，需要组织各方面专家分析事故成因，然后确定试验方法，根据试验结果继续分析或者追加试验。这种分析、抢修机制已不适应当前电网停电时间限制、高可靠性以及事故严重性等情况。北京供电局修试处总结300余台110kV及以上电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发事故试验分析方法，即
油色谱分析、绝缘电阻试验、绕组直阻试验和绕组变形试验“四项分析”。实践证明，“四项分析”基本能够满足变压器突发事故的分析要求。 1 分析项目 1.1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。该项目对变压器突发事故的故障判断十分敏感，但需要仪器精度高，仅适于在试验室进行，故比较费时。实践中，多数情况下对缺陷的初步定性要依靠它，综合分析也要结合色谱分析结果进行，而且该方法能判断出很多别的试验无法发现的缺陷，例如中兴庄变电站35kV原#1变压器突发事故后，无载分接开关处放电，但直阻试验反映不出来，只有色谱分析才能发现。
1. 下图所示的电网中，f 点三相短路时，发电机端母线电压保持不变。r 1，x 1分别为电抗器的电阻和电抗，r 1=Ω，x 1=Ω，r 2，x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=Ω, x 2=Ω。若母线的三相电压为： ( )( )() a s b s c s 6.3cos 6.3cos 1206.3cos 120 u t u t u t ωαωαωα+=+-=++ 在空载情况下，f 点突然三相短路。设突然短路时α=30°，试计算： (1) 电缆中流过的短路电流交流分量幅值。 (2) 电缆中三相短路电流表达式。 (3) 三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值。 (4) α为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。 、 解：r 1, x 1分别为电抗器的电阻和电抗，r 1=Ω , 140.693100x = =Ω r 2, x 2分别为电缆的电阻和电抗，r 2=Ω, x 2=Ω 令r = r 1+ r 2=Ω, x = x 1+ x 2=Ω 令0.943arctan()57.64x z r ?==Ω = = (1) 三相短路电流交流分量的幅值为：9.45kA m I == (2) 直流分量衰减时间常数为：/0.7970.005s 3140.505 a L x T R r ω= ===? 由于短路前线路处于空载，则短路前瞬间线路电流为0，则每条电缆中三相短路电流的表达式为： 1 , x 1 2 2
()()()()()()()()a m m 0.005 0.005 b 0.005 c cos 0cos 9.45cos 27.649.45cos 27.649.45cos 147.649.45cos 147.649.45cos 92.369.45cos 92.36a t T s t s t s t s i I t I e t e i t e i t e ωα?α?ωωω- -- - =+-+--????=---=---=-- (3) 直流分量值越大，短路电流瞬时值越大，且任意初相角下总有一相直流分量起始值最 大。由步骤(2)可知，cos(?°)>cos(?°)>cos°)，a 相的直流分量最大，大约在短路发生半个周波之后，a 相电流瞬时值将到达最大值，即 / ()()0.010.005 a 9.45cos 3140.0127.649.45cos 27.649.5304kA i e -=?---=- 同理可以写出i b , i c ，并进行比较验证： ()()0.010.005 b 9.45cos 3140.01147.649.45cos 147.649.0624kA i e -=?---= ()()0.010.005 c 9.45cos 3140.0192.369.45cos 92.360.4418kA i e -=?+-= (4) 在短路前空载情况下，有步骤(2)所列的各相短路电流表达式可知：若初相角|α?φ|等 于0°或是180°时，a 相短路电流直流分量起始值达到最大，短路电流最大瞬时值也最大。由于φ=°，则α=φ=°或α=?180+φ=°。 带入步骤(2) i a , i b , i c 的表达式中进行验证： ()()()()()()()()0.010.005 a 0.010.005 b 0.010.005 c 0.01s 9.45cos 3140.0109.4510.7286kA 0.01s 9.45cos 3140.011209.45cos 120 5.3643kA 0.01s 9.45cos 3140.011209.45cos 120 5.3643kA i t e i t e i t e --- ==?+-===?---===?+-= 2. 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值I ''m 。 发电机：S N =200MW ，U N =，cos φN =，x d =，x 'd =，x ''d = 变压器：S N =240MVA ，220kV/，U s(%)=13 [ 解：取S B =100MVA ，U B1取为，则U B2=(220/=220kV 11 4.18kA 3313.8 B B B I U = =?
习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（内部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。