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（4）院（系）：电气工程学院
专业班级：电气工程及其自动化111班
学号： 111902019
学生姓名：王野
指导教师：（签字）
起止时间：14-06-15至14-06-29
课程设计（论文）任务及评语
摘要
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，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做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。
本论文介绍有关电力系统故障的基本概念及故障计算中标幺值的特点，并通过短路计算对电力系统的运行状态有一个初步的认识，同时对电力系统进行不对称故障的分析计算，主要内容为两相接地短路的分析计算，最后，通过Matlab 软件对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：短路计算、两相短路接地、对称分量法
目录
第1章绪论 (1)
1.1 短路概述 (1)
1.2 本文研究内容 (2)
第2章对称分量法 (3)
2.1 不对称分量法的分解 (3)
2.2 对称分量法在两相接地短路中的应用 (1)
2.3 计算短路点的A 、B 和C 三相电压和电流 (4)
2.4 计算各条支路的电压和电流 (5)
2.5 计算其它各个节点的A 、B 和C 三相电压和电流 (1)
第3章 MATLAB仿真 (2)
3.1 M ATLAB 仿真电路图 (2)
3.1.1 仿真结果 (1)
第4章仿真结果进行分析比较 (2)
第5章课程设计总结 (3)
参考文献 (4)
本科生课程设计（论文）
第1章绪论
1.1 短路概述
电力系统短路类型、短路计算的目的和意义进行简要阐述
电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动, 其中对电力系统运行影响较大的是系统中发生的各种故障. 常见的故障有短路, 断线和各种复杂故障. 因此, 故障分析重点是对短路故障的分析。电力系统在正常运行时, 除中性点以外, 相与相, 相与地之间是绝缘的, 所谓短路是指相与相或相与地之间发生短接。
本文研究的是两相接地短路。短路故障发生原因：
电力系统短路发生的原因很多, 既有客观的, 也有主观的, 而且由于设备的结构和安装地点的不同, 引发短路故障的原因也不相同。但是, 根本原因是电器设备载流部分相与相之间或相与地之间的绝缘遭到破坏。例如, 架空线路的绝缘子可能由于受到雷电过电压而发生闪络, 或者由于绝缘子表面的污秽而在正常工作电压下放电。再如发电机, 变压器, 电缆等设备中载流部分的绝缘材料载运性中损坏. 有时因鸟兽跨接在裸露的载流部分, 或者因为大风或在导线上覆冰, 引起架空线路干塔倒塌
而造成短路。此外, 线路检修后, 在未拆除地线的情况下运行人员就对线路送电而发生的误操作, 也会引起短路故障。
短路故障的危害：
短路对电器设备和电力系统的正常运行都有很大的危害. 发生短路后, 由于电源供电回路阻抗的减小以及产生的暂态过程, 是短路回路中的电流急剧增加, 其数值可能超过该回路额定电流的许多倍。短路点据发电机的电气距离越近, 短路电流越达。例如发电机端发生短路时, 流过定子绕组的短路电流最大顺时值可能达到发电机额定电流的10~15倍. 再大容量的电力系统中, 短路电流可达几万安, 甚至几十万安。在短路点出产生的电弧可能会烧坏设备, 而且短路电流流过导体时, 所产生的热量可能会引起导体或绝缘损坏。另外, 导体可能会受到很大的电动力冲击, 致使其变形甚至损坏。短路将引起电网中的电压降低, 特别是靠近短路点处的电压下降最多, 是部分用户的供电受到影响。例如, 负荷中的异步电动机, 由于其电磁转矩与电压的平方成正比, 当电压降低时, 电磁转矩将显著减小, 使电动机转速变慢或甚至完全停转, 从而造成废品及设备损坏等严重后果。
短路故障：
可能引起系统失去稳定。不对称接地短路所引起的不平衡电流将在线路周围产生不平衡磁通, 结果在临近的通信线路中可能感应出相当大的感应电动势, 造成对通信系统的干扰, 甚至危机通信设备和人身安全。
短路故障分析的内容和目的：
短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算, 短路容量(短路电流与故障前电压的乘积计算, 故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算, 如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。短路电流计算与分析的主要目的在于应用
这些计算结果进行机电保护设计和整定值计算, 开关电器, 串联电抗器, 母线, 绝缘子等电器设备的设计, 制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。
限制短路故障危害的措施：
1 电力系统设计和运行时, 都要采取适当的措施来降低发生短路故障的概率, 例如采用合理的防雷措施, 降低过电压水平, 使用结构完善的配电装置和加强运行维护管理等。同时还要采取减少短路危害的措施, 其中, 最主要的是迅速将发生短路的元件从系统中切除, 使无故障部分的电网继续正常运行。
2 在发电厂, 变电所及整个电力系统的设计和运行中, 需要合理地选择电器接线, 恰当地选用配电设备和短路器, 正确地设计机电保护以及选择限制短路电流的措施等, 而则些都必须以段路故障设计计算结果作为依据。
3 短路故障的计算与分析, 主要是短路电流的大小及其变化规律不仅与短路故障的类型有关, 而且与电源特性, 网络元件的电磁参数有关。
1.2 本文研究内容
本课程的课程设计是电气工程极其自动化专业学生学习完《电力系统分析》课程后，进行的一次的综合训练，其目的在于加深对电力系统短路方面的基础理论和基本知识的理解，掌握各种短路的计算方法以及接地支路对短路电流的影响。
任务要求：
节点4发生B 、C 两相金属性接地短路时 1 计算短路点的A 、B 和C 三相电压和电流； 2 计算其它各个节点的A 、B 和C 三相电压和电流； 3 计算各条支路的电压和电流；
4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻BC 两相接地短路进行Matlab 仿真；
22(1(2(01113111a a a b c a I I a a I a
a I I I ?
?????????????????????=??????????
??????
????????(12
(22(011111a a b a c a I
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=++(1(2(0
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==(0(0
(0
b c a I I I ???
==2
(2(2(2
(2, a c a b I a I I a I ?
?
?
?
==第2章对称分量法
2.1 不对称分量法的分解
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。
在三相电路中，对于任意一组不对称的三相量（电流或电压），可以分解为三相三组对称的相量，当选择a 相作为基准时，三相相量与其对称分量之间的关
系(如电流为：
(2-1 式中运算子1202240, j j a e a e ?
?==且有2310, 1a a a ++==；(1(2(0a a a I I I
???、、分别为
a 相电流的正序、负序和零序分量并且有： (2-2 当已知三相补对称的相量时，可由上式求得各序对称分量，已知各序对称分
量时，也可以求出三相不对称的相量，即
(2-3 展开（2-3）并计及（2-2）有
(2-4
电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流一样。
(1(2(0
b b b b I I I I ?
?
?
?
=++
2.2 对称分量法在两相接地短路中的应用
根据课题的初始参数我们的画的等值电路图（图 2.1）。图2.1等值电路图
根据给出短路图和对称分量法发出各序等效电路图：
图2.2正序电路图
图2.3负序电路图
图2.4零序电路图
应用对称分量法分析两相短路接地，可以写出各序网络故障点的电压方程式（2-4），当网络的各元件都只用电抗表示时，上述方程可以写成
(1(1(1eq fa fa ff E X I V ???
-=
(2(2(2fa fa ff X I V ??
-= (0(0(0fa fa ff X I V ??
-= (2-5
式中，(0
eq f
E V ?
?
= ，即是短路点发生前故障点的电压。这三个方程式包含了
6个未知量，因此，还必须有两相短路接地的边界条件写出另外三个方程。两相（b 相和c 相）短路接地时故障处的情况（如图2.5）。
图2.5两相接地短路
故障处的边界条件为: 0, 0, 0fa fb fc I V V ???
=== 用序分量表示的边界条件为：
0 0( 2( 1(=++?
?
?
fa fa fa I I I
0( 2( 1(fa fa fa V V V ?
??==
(2-6
图2.6复合序网
根据边界条件绘出复合序网如图所示通过化简各序网络图得：
0624. 0051. 1j E eq -=
1522. 00156. 0 1(j Z ff += 1321. 00147. 0 2(j Z ff += 1221. 00127. 0 3(j Z ff += 由（2-6）和（2-7）可以得到
(0
(1(1(2(0(//
eq
fa ff ff ff E I Z Z Z ?
?
=
+
(0(2(1(2(0
ff fa fa ff ff Z I I Z Z ?
?
=-
+
(2(0(1(2(0
ff fa fa ff ff Z I I Z Z ?
?
=-
+ (2(0(1(1(2(0(2(0
ff ff fa fa fa fa ff ff Z Z V V V I Z Z ??
?
?
===
+ （2-8）
短路点故障相得电流为
2(1(2(0fb fa fa fa I a I a I I ?
?
?
?
=++
2(1(2(0fc fa fa fa I a I a I I ?
?
?
?
=++ （2-9）
根据上式可以得到两相短路接地时故障相电流的绝对值为
1(2
0( 2( 2( 0( 1, 1(
(1fa ff ff ff ff fc fb f I Z Z Z Z I I I +-
=== （2-10）
短路点非故障相电压为
1(
0( 2( 0( 2( 1( 0( 2( 1(33fa ff ff ff ff fa fa fa fa fa I Z Z Z Z j
V V V V V +==++= (2-11
2.3 计算短路点的A 、B 和C 三相电压和电流
计算短路点各序各相电压和电流
当节点4发生单相金属性短路时，计算短路点的电压和电流。
987. 41993. 0
0552. 00068. 0( 0132. 00152. 0(
0552. 00068. 0(* 132. 0152. 0(153. 00152. 00672
. 0056. 1//(
0( 2( 1(
0( 1(j j j j j j j Z Z Z E I ff ff ff eq
fa --=++++++
+-=
+=
2665
. 10567. 0 0552. 00068. 0(* 132. 0152. 0( 0552. 00068. 0(* 132. 0152. 0(0552 . 00068. 0
1(
0( 2( 0( 0(j j j j j j I Z Z Z I fa ff ff ff fa --=++++++=
+=
0154
. 02465. 0 783. 41921. 0(* 0611. 00037. 0(
1(
0( 2( 0( 2( 0( 2( 1(j j j I Z Z Z Z V V V fa ff ff ff ff fa fa fa -=-+==
==+ 0534. 51923. 6 1415. 31623. 0( 6332. 10637. 0(* 8373. 42012. 0(120240 0( 2( 1(200
j j e j e j I aI I a I o
o j j fa fa fa f +-=+-+-+-=++= 0534
. 51923. 6 0746. 31643. 0( 3672. 10537. 0(* 8373. 52112. 0(240120
0( 2(2 1(2j j e j e j I I a I a I o
o
j j fa fa fa fc +=+-+-+-=++=
432
. 08112. 0 0171. 0253. 0(*3 1( 0( 2( 1(j j fa fa fa fa fa -=-=
2.4 计算各条支路的电压和电流
512. 190. 0412. 2 3( 2( 1(=--=++=fa fa fa fa I I I I
o
o
o
j j j fa fa fa fa e e
e
I aI I a I 77
. 130120240 0( 2( 1(2563. 3592. 18. 0412. 2-=--=++=
o
o
o
j j j fa fa fa fc e e
e
I I a I a I 77
. 130120120 0( 2(2 1(623. 3592. 18. 0412. 2-=--=++=b
897
. 0311. 0*33 1( 0( 2( 1(j j V V V V V fa fa fa fa fa ===++=
2
(1(2(0
9024090120900.3110.3110.3110fb fa fa fa j j j V a V aV V e e e ????
?+?+=++=++=
9246. 4291. 017
. 001. 01
021j j I I I f f f -=+=
==
((
(.
.
.
.
. 20
12120
220
.
.
1***0.547651.577050.06550.188633*0.33330.000010.99990.00003 f f f f f fa f Z Z U U U I I Z j j Z Z U U j j ∑∑∑∑∑====-=-++==-=-
2.5 计算其它各个节点的A 、B 和C 三相电压和电流21233
221Z Z V V V V --
=
3123
3
223Z Z V V V V --
= 解得
0678. 00377. 11j V -=
1023. 00325. 13j V -= 213232Z Z V
V =
1223. 00256. 12j V -= 所以节点1、2 的电压
0544. 00194. 02112j V V V +=-=
0006. 00123. 021
1
21j Z V V I -=-=
1005. 00578. 11j V -=
0014. 02748. 023
13120112j Z Z I Z V
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
电力系统短路电流计算书 1 短路电流计算的目的 a. 电气接线方案的比较和选择。 b. 选择和校验电气设备、载流导体。 c. 继电保护的选择与整定。 d. 接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e. 大、中型电动机起动。 2 短路电流计算中常用符号含义及其用途 a. 2I －次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 b. ch I －三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳 定及断路器额定断流容量。 c. ch i －三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 d. I ∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e. "z S －次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f. S ∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3 短路电流计算的几个基本假设前提 a. 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。 b. 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c. 各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。 d. 短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4 基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b ＝100MVA ，基准电压U b 取各级电压的平均 电压，即 U b ＝U p ＝，基准电流 b b I S =；基准电抗 2b b b b X U U S ==。
常用基准值表（S 基准电压U b （kV ） 37 115 230 基准电流I b （kA ） 基准电抗X b （Ω） 132 530 各电气元件电抗标么值计算公式 元件名称 标 么 值 备 注 发电机（或电动机） " % "*100 cos d b N X S d P X φ =? "%d X 为发电机次暂态电抗的百 分值 变压器 %" * 100 k b N U S T S X = ? %k U 为变压器短路电压百分值， S N 为最大容量线圈额定容量 电抗器 2%*100 3k N b N b X U S k I U X =? ? %k X 为电抗器的百分电抗值 线路 2*0b b S l U X X l =? 其中X 0为每相电抗的欧姆值 系统阻抗 *b b kd S S c S S X = = S kd 为与系统连接的断路器的开断容量；S 为已知系统短路容量 其中线路电抗值的计算中，X 0为： a. 6~220kV 架空线 取 Ω/kM b. 35kV 三芯电缆 取 Ω/kM c. 6～10kV 三芯电缆 取 Ω/kM 上表中S N 、S b 单位为MVA ，U N 、U b 单位为kV ，I N 、I b 单位为kA 。 5 长岭炼油厂短路电流计算各主要元件参数 系统到长炼110kV 母线的线路阻抗（标么值） a. 峡山变单线路供电时： 最大运行方式下：正序； 最小运行方式下：正序 b. 巴陵变单线路供电时： 最大运行方式下：正序
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.
《电力系统分析》课程设计报告题目：3G9bus短路电流计算 系别电气工程学院 专业班级10级电气四班 学生姓名 学号 指导教师 提交日期 2012年12月10日
目录 一、设计目的 (3) 二、短路电流计算的基本原理和方法 (3) 2.1电力系统节点方程的建立 (3) 2.2利用节点阻抗矩阵计算短路电流 (4) 三、3G9bus短路电流在计算机的编程 (6) 3.1、三机九节点系统 (6) 3.3输出并计算结果 (13) 四．总结 (15)
一、设计目的 1.掌握电力系统短路计算的基本原理； 2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB 语言或FORTRAN 或C 语言或C++语言）； 3.采用计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。 二、短路电流计算的基本原理和方法 2.1电力系统节点方程的建立 利用节点方程作故障计算，需要形成系统的节点导纳（或阻抗）矩阵。一般短路电流计算以前要作电力系统的潮流计算，假定潮流计算的节点导纳矩阵已经形成，在此基础上通过追加支路的方式形成电力短路电流计算的节点导纳矩阵YN 。 1）对发电机节点 在每一发电机节点增加接地有源支路 i E 与i i i Z R jX =+串联 求短路稳态解: i Qi E E = i i qi Z R jX =+ 求短路起始次暂态电流解:i i E E ''= i i i Z R jX ''=+ 一般情况下发电机定子绕组电阻忽略掉，并将i E 与i i i Z R jX =+的有源支路转化成电流源 i i i I E Z =与导纳 1 i i i i i Y G B R jX =+= +并联的形式 2）负荷节点的处理 负荷节点在短路计一算中一般作为节点的接地支路，并用恒定阻抗表示，其数值由短路前瞬间的负荷功率和节点实际电压算出，即首先根据给定的电力系统运行方式制订系统的等值电路，并进行各元件标么值参数的计算，然后利用变压器和线路的参数形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵 YN 。 2?k LDk LDk LDk LDk V Z R jX S =+= 2 ?LDk LDk LDk LDk k S Y G jB V =+=
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
轉騎44焙 电力系统设计 设计人______________ 专业_______________ 学号_______________ 指导老师____________ 日期_______________ 成绩
Z 、设计题目2:电力系统短路计算 、电力系统原理接线图 A1 U 220 Kg 电力系统元件型号敕据 如图所示 衍3萨示 MCL — 10 1000 X R %=10 输电线路 LK L2 LGJ —300 60KM L3. L4 LGJ —300 80KM L5. L6 LGJ —300 20KM L7. L8 LGJ —300 20KM 四、设计任务 4.2短路类型的短路电流计算 4.3不同点短路时的短路电流计算 4.3.1 计算2M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 220-
432 计算5M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.4输电线上的短路电流 计算5M母线上发生三相短路，流到1L~8L上的短路电流。 4.5任意时刻短路电流的计算 计算4M母线上发生三相短路，分别计算t=Os, t=0.2s, t=4s, 过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。 五、设计说明书撰写要求 1. 设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。 2. 数据列表分析明晰，需要列表的有： 不同短路类型的短路电流计算结果 不同点短路时的短路电流计算结果 任意时刻短路电流的计算结果 课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文献 故障点流、参考
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 =
1 课程设计的题目及目的 1.1 课程设计选题 如图1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Ua=1∠-120，Uc=1∠120. （1）求系统C 的正序电抗； （2）求K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）求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(假设故障前线路中没有电流)。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 2T 25.02==''X X d 图1 电路原理图 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设计原理 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电力系统各序网络的制定 应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中型点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，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，如图2所示；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。因次，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，便得到负序网络如图3所示；在短路点电流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。如图4所示。利用各序的网络图可以计算出相应的序阻抗。 图2 系统的正序网络
电力系统短路电流计算书 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
电力系统短路电流计算书 1短路电流计算的目的 a.电气接线方案的比较和选择。 b.选择和校验电气设备、载流导体。 c.继电保护的选择与整定。 d.接地装置的设计及确定中性点接地方式。 e.大、中型电动机起动。 2短路电流计算中常用符号含义及其用途 I－次暂态短路电流，用于继电保护整定及校验断路器额定断充容量。 a. 2 I－三相短路电流第一周期全电流有效值，用于校验电气设备和母线的动稳定及b. ch 断路器额定断流容量。 i－三相短路冲击电流，用于校验电气设备及母线的动稳定。 c. ch d.I∞－三相短路电流稳态有效值，用于校验电气设备和导体的热稳定。 e."z S－次暂态三相短路容量，用于检验断路器遮断容量。 f.S∞－稳态三相短路容量，用于校验电气设备及导体的热稳定. 3短路电流计算的几个基本假设前提 a.磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原 理。 b.在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。 c.各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。
d.短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。 4基准值的选择 为了计算方便，通常取基准容量S b＝100MVA，基准电压U b取各级电压的平均电压，即 U b ＝U p ＝ ，基准电流 b b I S = ；基准电抗2 b b b b X U U ==。 常用基准值表（S b＝100MVA） 各电气元件电抗标么值计算公式
第七章电力系统的短路计算华中科技大学电力工程系 罗毅 luoyee@https://www.doczj.com/doc/df57838.html, 87544274(o)
本章习题 P214-216：7-2、3、5、6、7、11、12 11月3日（星期三）交
学习目标 ?掌握无限大功率电源系统三相短路计算?掌握有限容量电源系统三相短路计算?掌握序阻抗的基本概念；掌握各元件的各序等值电路及其序阻抗的确定方法?掌握应用对称分量法分析不对称短路的方法，序网方程，复合序网 ?掌握电力系统发生简单不对称短路时的短路电流计算
学习方法 ?1、理解短路计算涉及的基本概念是短路计算的基础； ?2、注意各种短路的物理过程及短路的分析过程，而不是简单地记忆相关公式；
电力系统的短路故障 短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。 一、短路的原因及其后果 ?短路的原因 ?电气设备及载流导体因绝缘老化，或遭受机械损 伤，或因雷击、过电压引起绝缘损坏； ?架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等，或 因鸟兽跨接裸露导体等； ?电气设备因设计、安装及维护不良所致的设备缺 陷引发的短路； ?运行人员违反安全操作规程而误操作，如带负荷 拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就 加上电压等。
电力系统的短路故障 ?短路的后果 ?强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加，短路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁； ?巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏； ?短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废甚至设备损 坏； ?短路将引起系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是 短路所导致的最严重的后果。 ?巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通 信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。
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
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)
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
电力系统设计 设计人__________专业__________ 学号__________指导老师__________日期__________成绩__________
一、设计题目2：电力系统短路计算 二、电力系统原理接线图 四、设计任务 4.1计算系统各元件的电抗以av B B U U MVA S ==,100为基准 4.2 短路类型的短路电流计算 4.2.1 当发电机电势取08.1=E 时 计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。 4.3不同点短路时的短路电流计算
4.3.1 计算2M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.3.2 计算5M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.4输电线上的短路电流 计算5M母线上发生三相短路，流到1L~8L上的短路电流。 4.5任意时刻短路电流的计算 计算4M母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。 五、设计说明书撰写要求 1.设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。 2.数据列表分析明晰，需要列表的有： 不同短路类型的短路电流计算结果 不同点短路时的短路电流计算结果 任意时刻短路电流的计算结果 课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献
目录 1. 绪论 1.1电力系统三大计算................................................. (5) 1.2电力系统短路故障概述 (5) 2.短路电流分析 2.1对称分量法................................................. . (6) 2.2序网络................................................. (6) 3.正文 3.1不同短路类型的短路电流计算 (7)
(电力行业)电力系统短路计 算课程设计
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 一、课程设计(论文)题目： 电力系统短路计算 二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 1、系统图及参数见附录 2、分组分别计算K1、K2、K3点单相接地短路、两相短路、两相短路接地及三相短路下的短路电流:周期分量有效值的有名值、短路冲击电流的有名值、短路容量； 3、对上述情况下的短路电流进行分析比较。 三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：共2周 1、复习短路计算基本方法（11.18～11.20） 2、对各短路点进行短路电流计算（11.21～11.26） 3、整理设计说明书（11.27～11.30） 四、主要参考资料： 1、《电力系统分析》孟祥萍高等教育出版社 2、《电力系统基础》陈光会王敏中国水利电力出版社 3、《电力系统分析》（上册）何仰赞等华中理工大学出版社
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： (1)X L=0.401Ω／km，L1=16.582kmL2=14.520km，X d1=X d2=X=0.0581， 系统电抗标幺值X=0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型线路长度一条为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 d11 变比110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%）U K(1-2)=10.47U K(3-1)=18U K(2-3)=6.33 短路损耗（kw）P K(1-2)=169.7P K(3-1)=181P 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 d11 变比110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%）U K(1-2)=11.79U K(3-1)=21.3U K(2-3)=7.08 短路损耗（kW）P K(1-2)=74.31P K(3-1)=74.79P K(2-3)=68.30 空载电流(%)I0(%)=0.11
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)
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
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。