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毕业设计论文
题目：电力系统不对称故障分析与计算
学生姓名：学号：
学部（系）：机械与电气工程学部
专业年级：电气工程及其自动化专业
指导教师：职称或学位：
20 10年5月 25日
目录
摘要 (1)
关键词 (1)
Abstract (1)
前言 (1)
Key Words (1)
1.电力系统短路故障的基本知识 (3)
1.1 短路故障的概述 (4)
1.2 标幺制 (4)
1.3 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (6)
2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (7)
2.1 不对称三相量的分解 (7)
2.2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (8)
3 简单不对称短路的分析与计算 (9)
3.1 单相（a相）接地短路 (10)
3.2 两相（b,c相）短路 (11)
3.3 两相（b相和c相）短路接地 (13)
3.4 正序等效定则 (15)
4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法 (16)
4.1 简单故障的计算程序原理框图 (16)
4.2 网络节点方程的形成 (17)
5 电力系统不对称短路计算实例 (19)
5.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算 (19)
5.2 两种计算方法的对比 (26)
结束语 (27)
参考资料 (28)
致谢 (29)
附录：不对称短路电流计算程序 (29)
电力系统不对称故障分析与计算
摘要
随着电力事业的快速发展，电力电子新技术得到了广泛应用；出于技术、经济等方面的考虑，500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位，再加上大量非线性元件的应用，电力系统的不对称问题日益严重。因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正，负，零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。计算机程序法。通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算，即可求得故障端点的等值阻抗。最后根据故障类型选取相关公式计算故障处各序电流，电压，进而合成三相电流电压。
进行了参数不对称电网故障计算方法的研究。通过引计算机算法，系统介绍电网参数不对称的计算机算法方法。根据断相故障和短路故障的特点，通过在故障点引入计算机算法，，给出了各种断相故障和短路故障的仿真计算。此方法以将故障电网分为对称网络和不网络两部分，在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型，根据线性电路的基本理论，并借助于相序参数变换技术完成故障计算。
关键词: 参数不对称; 电网; 故障计算
Asymmetric power system fault analysis and calculation
Abstract
With the r apid development of power industry, power electronic technology has been widely us ed; For technical and economic considerations, 500kV and above transmission lines are generally not transposition, together with the application of a large number of nonlinear elements , the power system the growing problem of asymmetry. Therefore, asymmetric power system fault analysis and calculation is very important.
Based on the basic theory of symmetry, symmetry is one of the specific method to resolve the law, that to the network is decomposed into positive, negative and zero sequence network of the three symmetric sequence, these three groups of symmetry by symmetric sequence components, respectively Decomposition of three-phase circuits. Computer procedures. Sequence of three computer-based network node admittance matrix, and then use the appropriate formula by Gauss elimination method for data on their operations, one can fault endpoint equivalent impedance. Finally, select the associated fault type fault Department calculated the sequence current voltage, and then synthesis of three-phase voltage and current.
Parameters were calculated asymmetry of power failure. By means of a computer algorithm, the system describes a computer algorithm for asymmetric network parameters method. And under short circuit fault in the characteristics of the point of failure through the introduction of computer algorithms, given the various short-circuit fault and the fault in the simulation. This method to the fault network is divided into two symmetrical parts of the network and not the network, rules of procedure established under the unified model of asymmetric Fault calculation, according to the basic theory of linear circuits, and with the help transform the completion of the order parameter phase fault calculation.
Key Words: Parameters of asymmetry, power, fault calculation
前言
电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。所以电力系统故障分析计算方法年来一直是学术研究的热点，其为预防及消除电力系统的故障准备，必要的理论知识。
引起电网不对称的原因，超高压架空输电线路不换位.变压器结构不对称.交直流变换器的存在，系统负荷不平衡，系统中存在非线性元件。
建立用于故障分析的网络的数学模型是计算机编程计算的基础．选取合适的数学模型直接关系到故障分析计算的优劣。当前一般采用节点导纳矩阵或节点阻抗矩阵作为原网数学模型．节点导纳矩阵描述的是网络的短路参数，只包含网络的局部信息，因而具有较好的稀疏性。
因此，节点导纳矩阵主要运用于解题规模为主要矛盾的情况,节点阻抗矩阵要运用于进行大量故障计算的情况。随着计算机技术的快速发展，特别是计算机内存容量的扩大和计算速度的提高，节点阻抗矩阵的解题规模和解题速度都有了很大的提高，一般可以满足大多数电网故障分析计算的需要。
电网中的故障可分为两大类：简单故障和复杂故障。复杂故障一般可以由两种或两种以上的简单故障组合而成，简单故障又分为对称型故障和不对称型故障；而不对称故障又可以分为短路故障(横向故障)和断路故障(纵向故障)。故障计算方法总体上可以划分为两种：一种解析法，另一种计算机程序法。
1.电力系统短路故障的基本知识
1.1短路故障的概述
在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。所谓短路：是指电
力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。电力系统短路可分为三相短路，单相接地短路。两相短路和两相接地短路等。三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为不对称短路。 其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。电力系统运行经念表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。
依照短路发生的地点和持续时间不同，它的后果可能使用户的供电情况部分地或全部地发生故障。当在有由多发电厂组成的电力系统发生端来了时，其后果更为严重，由于短路造成电网电压的大幅度下降，可能导致并行运行的发电机失去同步，或者导致电网枢纽点电压崩溃，所有这些可能引起电力系统瓦解而造成大面积的停电事故，这是最危险的后果。
产生短路的原因很多主要有如下几个方面（1）原件损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计，安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路，(2)气象条件恶化，例如雷电造成的闪络放电或避雷针动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。(3)违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸(4)其他，例如挖沟损伤电缆。
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，比如在选择发电厂和电力系统的主接线时为啦比较不同方案接图，进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户的影响。合理配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数都必须进行短路的计算和分析. 1.2 标幺制
在短路计算中，各电气量如电流.电压.电阻.电抗.功率等数值可以用名值表示，也可以用标幺值表示，为了计算方便，通常在1KV 以下的低压系统用有名值，而高压等级中有多个电压等级，存在电抗换算问题，宜采用标幺值。 1.21 标幺制概念
所谓标幺制，就是把各个物理量均用标幺值来表示的一种相对单位制。某一物理量的标幺值A *,等于它的实际值A 与所选定 的基准值d A 的比值，即：
d
A
A A *
=
（1-1） 在进行标幺值计算时，首先选定基准值。基准值原则上可以任意选定，但因物理量之间有内在的必然联系，所以并非所有的基准值都可以任意选取。在短路计算中经常用到的四个物理量容量S ，电压U ，电流I ，和电抗X 。通常选定基准容量d S 和基准电压d U 则基准电流和基准电抗d X 分别为：
d
I=（1-2）
2
d
d
d
U
X
S
==（1-3）
为了计算方便，常取基准容量S
d
=100MV.A，基准电压用各级线路的平均额定电压，即
.
d av
U U
=。
所谓线路平均额定电压，是指线路始端最大额定电压与线路末端最小额定电压的平均值，如表1-1所示。
在产品样本中，电力系统中各电气设备如发电机，变压器，，电抗器等所给出的标幺值，都是以其本身额定值为基准的标幺值或百分值。由于各电气设备的额定值往往不尽相同，基准值不同的标幺值是不能直接进行运算的，因此，必须把不同基准值的标幺值换算成统一基准值的标幺值。
1.2.2 电力系统各原件电抗标幺值的计算
（1）发电机电抗标幺值：
%
100
G B
G
N
X S
X
S
=?（1-4）
式中%
G
X--------发电机电抗百分数，有发电机名牌参数的
;
100%
d G
X X
?= B
S----已设定的基准容量（基准功率），MV.A ；
N
S-----发电机额定容量。
（2）负载电抗标幺值：
2
L L
L
U
X Q
S
**
*
*
=（1-5）2
U
*
----原件所在网络的电压标幺值；
L
S
*
----负载容量标幺值；
L
Q
*
----负载无功率标幺值
（3）变压器电抗标幺值：
%
100
K B
T
NT
U S
X
S
=?（1-6）
在变压器中电抗
T T
X R，即
T
R忽略，因此在变压器中阻抗主要是指电抗，由变压器电抗有名值推出变压器电抗标幺值为：
2
2
%
100
B K
T NT
B
S U
X U
U
=??（1-7）
式中%
K
U-----变压器阻抗百分数；
B
S-----基准容量，MV.A;
,
NT NT
S U------变压器铭牌
参数给定额定容量,MV.A; B U -----基准电压B U 取平均电压,av U KV 。 4 线路电抗标幺值：
02B
W B
S X x L U =
（1--8） 式中： 0x --线路单位长度电抗；L---线路单位长度，KM 。B S --基准容量.MV.A B U --线路额定平均电压。基准电压,B av U U kv =输电线路的等值电路有四个参数，一般电抗
,W W X R 故0W R ≈。
由于不做特殊说明，故电导.电纳一般不计，故而只求电抗标幺值。 1.3 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流
短路次暂态电流标幺值(I *)和短路次暂态电流(K I *
)：
E I Z *
*
=∑
)K I I KV **
= （1-9） 式中 Z
∑
------短路点总阻抗标幺值；E *------短路点所在网络的电动势标幺值近似取
短路点所在网络的电压标幺值（本论文E *-=1） 2 短路冲击电流（sh i ）：
2.55()sh sh K K i K I I KA =≈ （1-10）
式中sh K ------短路电流冲击系数，主要取决与电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其各种短路故障点的短路电流为 ：
()()1n n K a I m I *= ()K K B I I I KA *=? （1-11） 式中
()n m ---比例系数，单相接地短路(1)3,m =。两相短路(2) 1.732,m =两相接地
时
(1.1)
m
= 。 B I -----基准容量为100.B S MV A =时，B av U U = 基准电流，()1n a I 各种短路故障的基准容量，其值为：
()
12101
(1)n a U I U Z Z Z Z
**=
≈=++∑
（1-12）
式(1--12)中(n)=(1)时，单相接地短路，1Z 为短路点总正序阻抗标幺值11,Z Z =∑2Z 为
短路点总负序阻抗标幺值22
,Z Z =∑
0Z 为短路点总正序阻抗标幺值00
,Z Z =∑
(n)=(2)
时两相短路零序阻抗00
0(0)Z Z ==∑
;(n)=(1.1)时，两相接地短路。
在无限大容量系统中，由于系统母线电压维持不变，所以短路后任何时刻的短路电流周期分量有效值（习惯上用K I 表示）始终不变，所以有 K I I I *∞==
4短路容量(功率) K S 的计算：
(.)B K av K B K S S U I S I MV A Z *
=?==?∑ （1-13）
如用标幺值表示，则为
K K K
B
I S I I **
=
=
= 。 式中Z
∑
---短路点的总阻抗；B S ---基准容量，MV .A ；B I ----基准电流，KA; av U -----平
均电压，,av av U U kv =
2. 对称分量法在不对称短路计算中的应用 2.1不对称三相量的分解
人们在长期的实践中发现，在三相电路中，任意一组不对称的三相相量（电压或电流），可以分解为三组三相对称的相量分量，式（2-1）。在线性电路中，可以用叠加原理对这三组对称分量按照三相电路去解，然后将其结果叠加起来。就是不对称三相电路的解答，这个方法就叫做对称分量法。
设a F ?，b F ?，c F ?为三相系统中任意一组不对称的三相量，可以分解为三组对称的三序分量如下：
(1)(2)(
a a a a F F F F ????
=++
(1)(2)(0)b b b b F F F F ????=++ （2-1）
(1)(2)(
c c c c F F F F ????=++ 三相序分量如图2-1所示：
正序分量 负序分量 零序分量
图2-1 三序分量
正序分量：(1)(1)(1)..a b c F F F ???三相的正序分量大小相等，彼此相位相差120，与系统正常对称运行对称运行方式下的相序相同，达到最大值a b c →→，在电机内部产生正转磁
)
0()
0()0(c b a I I I ?
?
?
)
2(a I ?
)
2(b I ?
)
2(c I ?
)
1(a I ?
)
1(b I ?
场，这就是正序分量。此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：(1)(1)(1)0.a b c F F F ???++= 负序分量：(2)(2)(2)..a b c F F F ???三相的负序分量大小相等，彼此相位相差120，与系统正常对称运行对称运行方式下的相序相反，达到最大值a c b →→，在电机内部产生反转磁场，这就是正序分量。此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：(2)(2)(2)0.a b c F F F ???++= 零序分量：(0)(0)(0)..a b c F F F ???三相的零序分量大小相等，相位相同，三相的零序分量同时达到最大值，在电机内部产生漏磁，其合成磁场为零，这就是零序分量。 如果以A 相为基准相，各序分量有如下关系：
正序分量： (1)a F ? 2(1)(1)b a F a F ??= 2(1)(1)(1)c b a F a F aF ???== 负序分量： (2)a F ? (2)(2)b a F aF ??= 2(2)(2)(2)c b a F aF a F ???== 零序分量： (0)a F ? (0)(0)b a F F ??= (0)(0)c a F F ??=
其中：
12012j a e j ==-+
；2240
12j a e j
==--210a a ++= 21a a +=-；31a =
于是有：
(1)(2)(0)
2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)
a a a a
b a a a
c a a a F F F F F a F aF F F aF a F F ????????????=++=++=++ （2-2）
(1)2
(2)2
(0)1
1111a a b a c a F F F a a F F a
a F ??????????????????=?????
?????????????
（2-3）
则有：
)1(2)1(a b I a I ?
?
= )1()1(a c I a I ?
?
= )2()2(a b I a I ?
?
= )2(2)2(a c I a I ?
?
= )0()0()0(a c b I I I ?
?
?
== 其逆关系式为：
2(1)2(2)(0)1113111a a a b a c F a
a F F a a F F F ????????????
??????
=???????????????
???
（2-4） 这样根据式（2-3）可以把三组三相对称向量合成三个不对称向量，而根据式（2-4）可以把三个不对称向量分解成三组对称量。
2.2 对称分量法在不对称短路计算中的应用
电力系统的正常运行一般是对称的，它的三相电路的参数相同，各相的电流，电压对称，这就是说只有正序分量存在。当电力系统的某一点发生不对称故障时，三相电路的对称条件受到破坏，三相对称电路就成为不对称的了。此时，可用对称分量法，将实际的故障系统变成三个互相独立的序分量系统，而每个序分量系统本身又是三相对称
的，从而就可以用进行电路计算了。
图2-2 简单系统单相接地故障图
如图2-2所示的简单系统发生单相接地短路故障。应用对称分量法，可绘出三序网图（三序等值电路图），如图2-3所示为最简化的三序网图，三序网的参数可分为正序，负序，零序。图中120,,Z Z Z ∑∑∑
分为正序阻抗，负序阻抗，零序阻抗。
图2-3简化三序网图
列出电压方程：
1111a a a E I Z U ???
-=∑∑
222
a a I Z U ?
?
-=∑ （2-5）
000
a a I Z U ?
?-=∑
由此可见，应用对称分量法进行不对称故障计算时，其关键问题是先求出各序网络的
等效电抗（即要求出系统中各主要原件（发电机，变压器，线路等）的各序电抗值），然后根据短路的类型，边界条件，把正，负，零序网连接成串，并联的形式，从而可求出电流，电压的各序分量，再应用对称分量法进而可求出各相电流和电压等.【3】
3 简单不对称短路的分析与计算（解析法）
电力系统发生不对称故障时，无论是单相接地短路，还是两相短路，两相短路接地，
只是短路点的电压，电流出现不对称，利用对称分量法将不对称的电流电压分解为三组对称的序分量，由于每一序系统中三相对称，则在选好一相为基准后，每一序只需要计算一相即可，用对称分量法计算电力系统的不对称故障。其大概步骤如下：
（1）计算电力系统各个 原件的序阻抗； （2）制定电力系统的各序网络； （3）由各序网络和故障列出对应方程；
（4）从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量，将相对应的各序分量相加，以求得故障点的各相电流和电压；
（5）计算各序电流和各序电压在网络中的分布，进而求得各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。【4】
3.1单相（a 相）接地短路
单相接地短路时的系统接线图如图3-1所示，故障处的三相的边界条件：
0a U ?
= 0b I ?
= 0c I ?
=
图3-1 单相接地短路时的等值接线图
用对称分量表示为：
1200a a a U U U ???++= 21200a a a a I aI I ???++=
21200a a a aI a I I ???++= （3-1）
即有：
120
13
a a a a I I I I ???
?=== （3-2） 根据单相接地短路时的边界条件（式3-1，式3-2）连接复合网，如图3-2所示。由复合网图可以写出各序分量：
图3-2单相接地短路时的复合序网
120120a a a E I I I Z Z Z ????
∑===
++∑∑∑
111
a a U E I Z ???=-∑∑ 222
a a U I Z ??=-∑
（3-3） 000
a a U I Z ??=-∑
于是可以用对称分量法得到短路点的各相电流电压：
12013a a a a a
I I I I I ?????=++=
0b c I I ??==
1200a a a a U U U U ????=++=
()()22
212012
01b a a a a U a U aU U I a a Z a Z ???????=++=-+-??∑∑??
()()22
12012
01c a a a a U aU a U U I a a Z a Z ???????=++=-+-??∑∑??
（3-4） 短路点电流，电压的相量图如图3-3所示。这里按纯电感性电路画的，电流滞后电压90，
若不是纯电感电路，则电流与电压角度由20Z Z +∑∑的阻抗角决定，一般小于90。在
相量图中，将每相的序分量相加，得各相电流电压的大小和相位。
图3-3 单相接地时短路处的电流，电压的相量图
3.2 两相（b,c 相）短路
两相短路的系统接线如图3-4所示，在k 点发生b ，c 两相短路。短路点的边界条件：
图3-4两相短路等值接线图 0a I ?= b c I I ??=- 0bc U ?= 0b c U U ??==
用对称分量表示为：
120
a a a I I I ?
??++=
22120120()a a a a a a
a
I aI I aI a I I ??????
++=-++ （3-5） 22120120a a a a a a a U aU U aU a U U ??????
++=++
于是有：
12a a I I ??=- 00a I ?= 12a a U U ??
= (3-6)
由式（3-6）可知，故障点不与大地相连，零序电流无通路，因此无零序网络。复合网络是正负序网并联后的网络。如图3-5所示：
图3-5两相短路的复合序网图
从复合序网中可以直接求出电流，电压的各序分量：
12
21
a a E I I Z Z ?
??
∑=-=+∑∑
121122
a a a a U U E I Z I Z ?????==-=∑∑∑ （3-7） 由对称分量法可求得短路点各相电流和电压为：
120a a a I I I ???=+=
221211()b c a a a a I I a I aI a a I ??????=-=+=-=- 120112
22a a a a a a U U U U U I Z ??????=++==∑
22011
12
b c a a a a a U U aU U a U U U ???????==++=-=- （3-8）
短路点电压和电流的相量图。如图3-6所示，这里任然是纯电感电路。电流滞后电压90
图3-6两相接地短路点电流和电压相量图
3.3两相（b 相和c 相）短路 接地
两相短路接地时系统接线图如图3-7所示，短路点的边界条件为：
图3-7两相短路接地的等值接线图
0a I ?= 0b c U U ??==
用对称分量表示为： 1200a a a I I I ???++=
120
13
a a a a U U U U ????=== （3-9） 由（3-9）可以画出两相短路接地的复合序网图是三个序网并联，如图3-8所示，根据复合序网可求出电流，电压各序分量：
图3-8两相短路接地的复合序网图
11
2
3
//a E I Z Z Z
??∑=
+∑
∑
∑
02
1
2
a a Z I
I
Z Z ??∑=-+∑∑
（3-10）
2
1
2
a a Z I
I
Z Z ??∑=-+∑
∑
2
12
1
11
20
a a a a a Z Z
U U
U I
E I Z Z Z ?
?????∑∑====-∑∑+∑∑
用对称分量法合成各相电流电压为： 1200a a a a I I I I ????=++=
2022
1
2
1
20b
a a a a Z aZ I a I aI I
I a Z Z ?????
??
+∑
∑ ?=++=-+ ?∑∑?
? 220
2120
120c a a a a Z a Z I aI a I I
I a Z Z ???????
+∑∑ ?=++=-
+
?∑∑??
（ 3-11） 12013a a a a a U U U U U ?????=++= 0b c U U ??==
短路点流入地中的电流为：
20
2
3b b c a Z I I I I
Z Z ?
???∑=+=+∑
∑
（3-12）
短路点电压，电流的相量图，如图3-9所示。这里任然是纯电感电路。电流滞后电压90
图3-9两相接地短路处的电压电流相量图
3.4、正序等效定则
所有短路类型短路电流的正序分量可以统一写成：
)
()
()1()
0()
()1(n ff f n fa X X j V I ??
?+=
（3-13）
)
(n X ?
表示附加电抗，上角标（n ）代表短路类型 短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即)
()1()()(n fa n n f I m I = 式中)(n m
为比例系数，其值视短路类型而定如表3-1
以下计算ff =（即这两个符号意义相同）。
4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法
4.1简单故障的计算程序原理框图
﹝1﹞如果要求准确计算故障前的运行情况，则需要进行潮流计算，在近似使用计算中，对短路故障可假设节点U I0I .均为1IGI ﹝2﹞这里采用形成节点导纳矩阵的方法。发电机的正序电抗用X d n ,可计算故障后瞬时量。发电机的负序的电抗近似等于X d n .当计算中不计负何影响时，在正，负序网络中不接负何阻值。如果记及负何影响时，负何的正序阻抗可通过其额定功率和电压计算。负何阻抗很难却确定，一般取X ﹝2﹞=0.35﹝以负何额定功率为基准。负何的中性点一般不接地，零序无通路﹝3﹞形成三个序网的节点导纳矩阵后，利用公式﹝3-19﹞和高斯消去法可求得?
1U ～n U ?
,即为Z 1f ～ Z nf .对于短路故障，只需令f I ?
=1 （其余节电电流均为零），分别应用高斯消去法求解一次所得电压，即为三序网和f 点有关节点阻抗（4）根据不同短路故障，可分别应用 表3.1中 相应公式计算故障处各序电流，电压，进而合成得三相电流，电压。（5）计算网络中任一点电压时，负序和零电压只须计算由故障点电流引起的电压。对于正序则还需要加上正常运行时的电压
下图4-1即为不对称短路计算原理图：
→→
形成网络节点导纳矩阵 →→
图4-1 不对称短路计算程序框图
4.2网络节点方程的形成
计算机编程计算中，考虑了对地电容和变压器的实际变比〔7〕导纳计算公式如下：对角线元素：
∑===
ii i i
i
ii Y I U I Y （ j ∈I, U i =1,U j =0,i ≠j ） （4-1） 非对角线元素 ：
∑==
ji i
j ij y U I Y （U i =1,U j =0,i ≠j ） （4-2）
式中i ， j------第i , j 节点 I i ，， I j ，U i ，U j-----第i,j 节点电流电压变压器支路的导纳变化
2K Y Y T
ii =
? （高压侧） （4-3）K
y
Y T ij =? （4-4）
4） 网络节点方程的形成矩阵表达式 ?????
???????nn n n Y Y Y Y ..........1111 网络节点方程：?
?*=U Y I （4-5）
题目: 电力系统不对称短路计算与分析 初始条件： 系统接线如下图，线路f处发生金属性B、C相接地短路。已知各元件参为：发电机G：S N=60MV A, V N=10.5KV，X d″=0.2, X2=0.25，E″=11KV； 变压器T-1：S N=60MV A, Vs（%）=10.5，K T1=10.5 / 115kV； 变压器T-2：S N=60MV A, Vs（%）=10.5，K T2=115 / 10.5kV； 线路L：长L=90km, X1=0.4Ω/km, X0=3.5X1； 负荷LD：S LD=40MV A，X1=1.2, X2=0.35。 要求完成的主要任务: 选取基准功率S B=60MV A，基准电压为平均额定电压，要求： （1）制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。 （2）计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。 （3）计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。 （4）计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值。 时间安排： 熟悉设计任务 5.27 收集相关资料 5.28 选定设计原理 5.29 计算分析及结果分析 5.30 --6.6 撰写设计报告 6.7 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要 本次课程设计的步骤为先进行正、负、零序参数的标幺值转化，再分别用戴维南定理做出各序等值电路得到各序的短路电抗，然后根据两相接地短路的边界条件绘制复合网络电路，并求出各序短路电流、总短路电流和A相电压，最后根据电力系统的具体电路计算发电机侧的相电流。根据标幺值计算出有名值。本文最后还总结了各种简单短路情况的短路电流的计算方法。 关键词：标幺值两相接地短路复合网络电路
《电力系统分析》 不对称故障的分析与计算 水利与建筑工程学院 电气与动力实验室
1、不对称短路分析与计算 一、实验目的 1、掌握运用Matlab进行电力系统仿真实验的方法； 2、理解导纳矩阵、阻抗矩阵及其求解方法； 3、掌握不对称短路的分析和计算方法； 4、学会编写程序分析不对称故障。 二、预习与思考 1、用Matlab对基本的矩阵进行运算。 2、导纳矩阵、阻抗矩阵有何关系，如何求取阻抗矩阵？ 3、不对称短路有哪些，它们的边界条件分别是什么，如何形成它们的复合序网络图？ 4、如何用程序实现不对称短路的计算？ 三、系统网络及参数 图1 系统网络图
表1 元件参数及阻抗 四、实验步骤和要求 1、根据以上网络和参数，编写程序进行下列故障情况下的故障电流、节点电压和线路电流的计算。 （1）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u., 节点3发生三相短路； （2）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生单相接地短路； （3）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生相间短路； （4）通过故障阻抗Z f=j0.1p.u.,节点3发生两相接地短路。 五、实验报告 1、完成下表2-表9。 表2 节点3发生三相对称短路时的故障电流
表3 节点3发生三相对称短路时各节点电压 表4 节点3发生单相短路时的故障电流 表5 节点3发生单相短路时各节点电压 表6 节点3发生相间短路时的故障电流 表7 节点3发生相间短路时各节点电压 表8 节点3发生两相接地短路时的故障电流
表9 节点3发生两相接地短路时各节点电压 2、书面解答本实验的思考题。
信息工程学院 课程设计报告书 题目: 不对称短路故障分析与计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 0312408班 学号： 031240868 学生姓名：わ- 深蓝 指导教师： 2015年06月05日
信息工程学院课程设计任务书 学号031240868 学生姓名わ- 深蓝专业（班级）电气0312408班设计题目不对称短路故障分析与计算 设计技术参数1 发电机参数 G1:为水电厂，额定容量110MVA，85 .0 φ cos N =,264 .0 " d = X G2、G3:为水电厂，额定容量25MVA,8.0 φ cos N =,13 .0 " d = X M:电动机（用电负载），2000KW,85 .0 φ cos N =,起动系数为6.5 2 变压器T参数 T1：额定容量16MVA，一次电压110KV，短路损耗86KW，空载损耗23.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.9。变压器连接组标号：Ynd11。 T2、T3：额定容量31.5MVA，一次电压110KV，短路损耗148KW，空载损耗38.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.8。变压器连接组标号：Ynd11。 T4：额定容量10MVA，一次电压110V，短路损耗59KW，空载损耗16.5，阻抗电压百分比UK%=10.5，空载电流百分比I0%=1.0。变压器连接组标号：Ynd11。 3 线路参数 LGJ-120：截面120 2 m，长度100km，每条线路单位长度的正序电抗 km X/ 391 .0 )1(0 Ω =，零序电抗 )1(0 (0) 3 X X =，每条线路单位长度的对地电容 km S/ 10 92 .2 b6 0(1) - ? =。 LGJ-150:截面150 2 m，长度100km，每条线路单位长度的正序电抗 km X/ 384 .0 )1(0 Ω = ，零序电抗)1(0 (0) 3 X X = ，每条线路单位长度的对地电容 km S/ 10 97 .2 b6 0(1) - ? = 4 负载参数 容量8+6jMVA，在基准容量B S=100MVA下，负载负序电抗标幺值为X0（2）=0.35，零序电抗标幺值X(0)=1.2。
第八章 电力系统不对称故障的分析计算 主要内容提示: 电力系统中发生的故障分为两类:短路与断路故障。短路故障包括:单相接地短路、两相短路、三相短路与两相接地短路;断路故障包括:一相断线与两相断线。除三相短路外,均属于不对称故障,系统中发生不对称故障时,网络中将出现三相不对称的电压与电流,三相电路变成不对称电路。直接解这种不对称电路相当复杂,这里引用120对称分量法,把不对称的三相电路转换成对称的电路,使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。 本章主要内容包括:对称分量法,电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。 §8—1 对称分量法及其应用 利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量(正序分量、负序分量、零序分量)之与。 设c b a F F F ? ? ? 为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下: ()()()()()()()()() 021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。 正序分量: ()1a F ?、()1b F ? 、()1c F ? 三相的正序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系统正常对称运行方式下的相序相同,达到最大值的顺序a →b →c, 在电机内部产生正转磁场,这就就是正序分量。此正序分量为一平衡的三相系统,因此有:()()11b a F F F ? ?? ++ 负序分量:()2a F ? 、()2b F ? 、()2c F ? 三相的负序分量大小相等,彼此相位互差°,与系统正 常对称运行方式下的相序相反,达到最大值的顺序a →c →b,在电机内部产生反转磁场,这就就是负序分量。此负序分量为一平衡的三相系统,因此有:()()()222c b a F F F ? ??++=0。 零序分量:()0a F ? 、()0b F ? 、()0c F ? 三相的零序分量大小相等,相位相同,三相的零序分量同时达到最大值,在电机内部产生漏磁,其合成磁场为零。这就就是零序分量。 如果以a 相为基准相,各序分量有如下关系: 图 8-1 三序分量 F c(0) ·零序 F b(0) ·F a(0) ·120° 120° 120° 正序 F b(1) · F a(1) · F c(1) ·ω 120° 120° 120° 负序 F a(2) · F c(2) ·F b(2) ·ω
广东工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称电力系统课程设计 题目名称复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计学生学部（系）电气工程系 专业班级11电气工程及其自动化（）班 学号 学生姓名 指导教师罗洪霞 2014年6月12日
发出任务书日期：2014 年6 月3日指导教师签名： 计划完成日期：2014年6 月10日教学单位责任人签章：
摘要 随着电力事业的快速发展，电力电子新技术得到了广泛应用；出于技术、经济等方面的考虑，500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位，再加上大量非线性元件的应用，电力系统的不对称问题日益严重。因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正，负，零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。计算机程序法。通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算，即可求得故障端点的等值阻抗。最后根据故障类型选取相关公式计算故障处各序电流，电压，进而合成三相电流电压。 进行了参数不对称电网故障计算方法的研究。通过引计算机算法，系统介绍电网参数不对称的计算机算法方法。根据断相故障和短路故障的特点，通过在故障点引入计算机算法，，给出了各种断相故障和短路故障的仿真计算。此方法以将故障电网分为对称网络和不网络两部分，在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型，根据线性电路的基本理论，并借助于相序参数变换技术完成故障计算。 关键词: 参数不对称; 电网; 故障计算
目录 前言 (1) 1.电力系统短路故障的基本知识 (2) 1.1 短路故障的概述 (2) 1.2 标幺制 (4) 2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (2) 2.1 不对称三相量的分解 (3) 2.2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (4) 3 简单不对称短路的分析与计算 (4) 3.1 单相（a相）接地短路 (7) 3.2 两相（b，c相）短路 (7) 3.3 两相（b相和c相）短路接地 (7) 4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法 (8) 4.1 简单故障的计算程序原理 (9) 4.2 网络节点方程的形成 (10) 5 电力系统不对称短路计算实例 (11) 5.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算 (11) 5.2 两种计算方法的对比 (18) 结语 (19) 参考资料 (19) 附录：不对称短路电流计算程序 (20)
毕业论文（设计） 届电气工程及其自动化专业班级 题目电力系统发生简单不对称短路时电流的计算姓名学号 指导教师职称讲师 二ОО三年月日
内容摘要 随着电力事业的快速发展,电力电子新技术得到了广泛应用,出于技术、经济等方面的考虑,500KV及以上的超高压输电线路普遍不换位,再加上大量非线性元件的应用’电力系统的不对称问题日益严重。因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。 基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正、负、零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。计算机程序法。通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算,即可求得故障点的等值阻抗。最后根据故障类型选取相关公式计算故障处个序电流，电压，进而合成三相电流电压。 进行了参数不对称电网故障计算方法的研究。通过引计算机算法，系统介绍电网参数不对称的计算机算法方法。根据断相故障和短路故障的特点，通过在故障点引入计算机算法，给出了各种断相故障和短路故障的仿真计算。此方法以将故障电网分为对称网络不对称网络两部分，在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型，根据线性电路的基本理论,并借助于相序参数变换技术完成故障计算。 关键词:参数不对称;电网;故障计算
Abstract With the rapid development of power industry ,power electronic technology has been widely used;For technical and economic consideration ,500kV and above transmission lies are generally not transposition ,together with the application of a large number of nonlinear ,the power system the growing problem of asymmetry .therefore ,asymmetric power system fault analysis and calculation is very important . Based on the basic theory of symmetry is one of the specific method to resolve the law ,that to the network is decomposed into positive,negative and zero sequence network of the three symmetric sequence ,these three groups of symmetry by symmetry sequence components,respectively Decomposition of three-phase https://www.doczj.com/doc/e918938884.html,puter procedure .Sequence of three computer -based network node admittance matrix,and then use the appropriate formula by Gauss elimination method for data on their operations,one can fault endpoint equivalent impedance.Finally,select the associated fault type fault Department calculated the sequence current voltage,and then synthesis of three-phase voltage and current. Parameters were calculated asymmetry of power failure.By means of a computer algorithm,the system describes a computer algorithm for asymmetric network parameters method.And under short circuit fault in the characteristic of the point of failure through the introduction of computer algorithms,given the various short-circuit fault and the simulation.This method to the fault network is divided into two symmetrical parts of the network and not the network,rules of procedure established under the unified model of asymmetric fault calculation,according to the basic theory of linear circuits,and with the help transform the completion of the order parameter phase fault calculation. Key Words: Parameters of asymmetry,power, fault calculation
目录 摘要 (3) 1 电力系统短路故障的基本概念 (4) 1.1短路故障的概述 (4) 1.2 三序网络原理 (5) 1.2.1 同步发电机的三序电抗 (5) 1.2.2 变压器的三序电抗 (5) 1.2.3 架空输电线的三序电抗 (6) 1.3 标幺制 (6) 1.3.1 标幺制概念 (6) 1.2.2标幺值的计算 (7) 1.4 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8) 2 简单不对称短路的分析与计算 (9) 2.1单相（a相）接地短路 (9) 2.2 两相（b,c相）短路 (10) 2.3两相（b相和c相）短路接地 (12) 2.4 正序等效定则 (14) 3 不对称短路的计算的实际应用 (14) 3.1 设计任务及要求 (14) 3.2 等值电路及参数标幺值的计算 (15) 3.3 各序网络的化简和计算 (17) 3.3.1 正序网络 (17) 3.3.2 负序网络 (19) 3.3.3 零序网络 (20) 3.4 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20) 4 实验结果分析 (21) 5 心得体会 (22)
6 参考文献 (23)
摘要 电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。 在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。然后制定各序网络。根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。 关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵
摘要 随着电力事业的快速发展，电力电子新技术得到了广泛应用；出于技术、经济等方面的考虑，500kV 及以上的超高压输电线路普遍不换位，再加上大量非线性元件的应用，电力系统的不对称问题日益严重。因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正，负，零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。计算机程序法。通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算，即可求得故障端点的等值阻抗。最后根据故障类型选取相关公式计算故障处各序电流，电压，进而合成三相电流电压。进行了参数不对称电网故障计算方法的研究。通过引计算机算法，系统介绍电网参数不对称的计算机算法方法。根据断相故障和短路故障的特点，通过在故障点引入计算机算法，，给出了各种断相故障和短路故障的仿真计算。此方法以将故障电网分为对称网络和不网络两部分，在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型，根据线性电路的基本理论，并借助于相序参数变换技术完成故障计算。 关键词：参数不对称电网故障计算
目录 摘要 (5) 任务题目及要求 (1) (一) 短路 (3) 短路的含义 (3) 短路产生的原因及危害 (3) 短路故障的概述 (3) （二）标幺制 (4) 标幺值的定义 (4) 采用标么制的优点 (5) （三）电力系统各序网络的制定 (5) 序网络的制定 (5) 复合序网的绘制 (5) 正序网络 (6) 负序网络 (6) 零序网络 (6) （四）计算 (6) 取基准容量： (6) 计算各元件电抗标幺值： (6) 各元件电抗标幺值： (7) K1点短路电流计算 (8) K2点短路电流计算 (9) K3点短路电流计算 (10) （五）小结 (12) 参考文献 (13)
武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书 目录 摘要 (3) 1 电力系统短路故障的基本概念 (4) 1.1短路故障的概述 (4) 1.2 三序网络原理 (5) 1.2.1 同步发电机的三序电抗 (5) 1.2.2 变压器的三序电抗 (5) 1.2.3 架空输电线的三序电抗 (6) 1.3 标幺制 (6) 1.3.1 标幺制概念 (6) 1.2.2标幺值的计算 (7) 1.4 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8) 2 简单不对称短路的分析与计算 (9) 2.1单相（a相）接地短路 (9) 2.2 两相（b,c相）短路 (10) 2.3两相（b相和c相）短路接地 (12) 2.4 正序等效定则 (14) 3 不对称短路的计算的实际应用 (14) 3.1 设计任务及要求 (14) 3.2 等值电路及参数标幺值的计算 (15) 3.3 各序网络的化简和计算 (17) 3.3.1 正序网络 (17) 3.3.2 负序网络 (19) 3.3.3 零序网络 (20) 3.4 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20) 4 实验结果分析 (21) 5 心得体会 (22)
6 参考文献 (23) 2
摘要 电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。 在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。然后制定各序网络。根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。 关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵 3
不对称短路的分析和计 算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
目录
摘要 电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。 在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。然后制定各序网络。根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。 关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵
1电力系统短路故障的基本概念 短路故障的概述 在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。所谓短路：是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。电力系统短路可分为三相短路，单相接地短路。两相短路和两相接地短路等。三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为不对称短路。 其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。电力系统运行经念表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。 依照短路发生的地点和持续时间不同，它的后果可能使用户的供电情况部分地或全部地发生故障。当在有由多发电厂组成的电力系统发生端来了时，其后果更为严重，由于短路造成电网电压的大幅度下降，可能导致并行运行的发电机失去同步，或者导致电网枢纽点电压崩溃，所有这些可能引起电力系统瓦解而造成大面积的停电事故，这是最危险的后果。 产生短路的原因很多主要有如下几个方面： (1)原件损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计，安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。
广东工业大学华立学院 课程设计(论文) 课程名称电力系统课程设计 题目名称不对称故障分析与计算及其程序设计学生学部（系) 电气工程系 专业班级电气工程及其自动化(4）班 学号１20308０４035 学生姓名覃烽 指导教师罗洪霞
20１１年6月12日
目录 摘要?1 关键词?1 前言?1 1.电力系统短路故障的基本知识?2 1.1 短路故障的概述?2 2对称分量法在不对称短路计算中的应用?2 2.1 不对称三相量的分解 (3) 2．2对称分量法在不对称短路计算中的应用?4 3 简单不对称短路的分析与计算?４ 3.1 单相（a相）接地短路7? 3.3 两相（ｂ相和c相）短路接地?7 4 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法?８ 4.1 简单故障的计算程序原理?9 4.2 网络节点方程的形成?1０ 5 电力系统不对称短路计算实例? 11 11 5.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算? 5.2 两种计算方法的对比..................................... 1８ 19 结语? 参考资料.................................................... １9 附录:不对称短路电流计算程序?错误!未定义书签。
摘要 在电力系统运行过程中，时常会发生故障,且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 分析计算不对称短路方法很多,目前实际最常用的方法是对称分量法。而以对称分量法为核心的计算方法又可有解析法和计算机程序算法等,本论文的主要工作即介绍这两种计算方法。解析法,是将微分方程代数化、暂态分析稳态化、不对称转化为对称并叠加完成不对称故障的分析与计算。计算机程序算法是在形成三个序网的节点导纳矩阵后,对其应用高斯消去法求得故障端点等值阻抗,根据故障类型选用相应公式计算各序电流、电压,进而合成三相电流、电压。 关键词：单相接地短路，两相短路,两相接地短路，对称分量法,节点导纳矩阵 前言 《电力系统分析》是一门介绍电力系统稳态运行分析、故障分析和暂态过程分析的课程。电力系统分析的基础为电力系统潮流计算、短路故障计算和稳定计算。 在电力系统运行过程中，时常会发生故障,其中大多数是短路故障(简称短路)。所谓短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘损坏。此外运行人员在短路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。 短路问题是电力技术方面的基本问题之一。在发电厂、变电站以及整个电力系统的设计和运行工作中，都必须事先进行短路计算,以此作为合理选择电气接线、确定限制短路电流措施等的重要依据。为此计算短路时各种运行参量(电流、电压等）是非常必要的。 短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出,单相接地短路占大多数。因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 １.电力系统短路故障的基本知识 1.1短路故障的概述 在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。所谓短路：是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。除中性点外,相与相或相与地之间都是绝缘的。电力系统短路可分为三相短路,单相接地短路。两相短路和两相接地短路等。三相短路的三相回路依旧是对称的,故称为不对称短路。 其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。电力系统运行经念表明，单相短路占大多数,上述短路均是指在同一地点短路,实际上也可能在不同地点同时发生短路,例如两相在不
目录 目录 (1) 1课程设计任务 0 1.1设计题目 0 1.2设计要求 0 1.3题目要求分析 (1) 1.3.1序网络的制定及标幺值的计算 (1) 1.3.2复合序网的绘制 (1) 1.3.3短路点入地电流及A相电压有名值的计算 (1) 1.3.4发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算 (1) 2对称分量法在不对称短路计算中的应用 (2) 2.1不对称分量的分解 (2) 2.2序阻抗的概念 (3) 2.3对称分量法在不对称短路计算中的应用 (4) 3简单不对称短路的分析 (6) 3.1单相（a相）接地短路 (6) 3.2两相（b相和c相）短路 (7) 3.3两相（b相和c相）短路接地 (7) 4电力系统不对称短路计算解题过程 (8) 4.1计算网络各元件序参数标幺值 (8) 4.2制定正、负、零序网并计算各序组合电抗及电源组合电势 (9) 4.2.1系统各序等值网络 (9) 4.2.2计算各序组合电抗及电源组合电势 (10) 4.3计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (11) 4.4计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值 (12) 总结 (14) 参考文献 (15)
电力系统不对称短路计算 1课程设计任务 1.1设计题目 3、系统接线如下图，线路f 处发生金属性B、C 相接地短路。已知各元件参数为： 发电机G： S =60MVA, V =10.5KV，X ″=0.2, X =0.25，E″=11KV； N N d 2 变压器T-1： S =60MVA, Vs（%）=10.5， K =10.5 / 115kV； N T1 变压器T-2： S =60MVA, Vs（%）=10.5， K =115 / 10.5kV； N T2 线路L：长L=90km, X =0.4Ω/km,X =3.5X ； 1 0 1 负荷LD：S =40MVA，X =1.2, X =0.35。 LD 1 2 选取基准功率S=60M V A，基准电压为平均额定电压。 B 1.2设计要求 （1）制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。 （2）计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。 （3）计算短路点的入地电流有名值和A 相电压有名值。 （4）计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名
摘要 电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的，本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。 关键字：标么值；等值电路；不对称故障
目录 一、基础资料 (3) 二、设计内容 (3) 1.选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。并求出各序元件的 参数。 (3) 2.化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。 (6) 3.K处发生单相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。求出短路电流。 (7) 4.设在K处发生两相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。求出短路电 流。 (9) 5.讨论正序定则及其应用。并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电 流。 (11) 三、设计小结 (12) 四、参考文献 (12) 附录 (12)
一、基础资料 1. 电力系统简单结构图如图1所示。 图1 电力系统结构图 在K 点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*） 发电机G1和G2：S n =120MV A ，U n =10.5kV ，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45； 变压器T1：S n =60MV A ，U K %=10.5 变压器T2：S n =60MV A ，U K %=10.5 线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。 二、设计内容 1.选择110kV 为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明） 在产品样本中，电力系统中各电器设备如发电机、变压器、电抗器等所给出的都是标么值，即以本身额定值为基准的标么值或百分值。 计算系统各元件表么值（取基准容量：120B S MVA =；基准电压：B av U U =（kv ））
目录 目录 (1) 1 课程设计任务 (1) 1.1 设计题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 题目要求分析 (2) 1.3.1 序网络的制定及标幺值的计算 (2) 1.3.2 复合序网的绘制 (2) 1.3.3 短路点入地电流及A相电压有名值的计算 (2) 1.3.4发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算 (2) 2 对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.1 不对称分量的分解 (3) 2.2 序阻抗的概念 (4) 2.3 对称分量法在不对称短路计算中的应用 (5) 3 简单不对称短路的分析 (7) 3.1 单相（a相）接地短路 (7) 3.2 两相（b相和c相）短路 (8) 3.3 两相（b相和c相）短路接地 (8) 4 电力系统不对称短路计算解题过程 (9) 4.1 计算网络各元件序参数标幺值 (9) 4.2 制定正、负、零序网并计算各序组合电抗及电源组合电势 (10) 4.2.1 系统各序等值网络 (10) 4.2.2 计算各序组合电抗及电源组合电势 (11) 4.3 计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (12) 4.4 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值 (13) 总结 (15) 参考文献 (16)
电力系统不对称短路计算 1 课程设计任务 1.1 设计题目 3、系统接线如下图，线路f处发生金属性B、C相接地短路。已知各元件参数为： 发电机G： S N =60MVA, V N =10.5KV，X d ″=0.2, X 2 =0.25，E″=11KV； 变压器T-1： S N =60MVA, Vs（%）=10.5， K T1 =10.5 / 115kV； 变压器T-2： S N =60MVA, Vs（%）=10.5， K T2 =115 / 10.5kV； 线路L：长L=90km, X 1=0.4Ω/km, X =3.5X 1 ； 负荷LD：S LD =40MVA，X 1 =1.2, X 2 =0.35。 选取基准功率S B=60MV A，基准电压为平均额定电压。 1.2 设计要求 （1）制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。 （2）计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。 （3）计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。 （4）计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名
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? 5.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? 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 3.45N 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,,1 20X 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.
信息工程学院 课程设计报告书题目: 不对称短路故障分析与计算 专业：电气工程及其自动化 班级：YYYYYYY班 学号：YYYYYYYYY 学生姓名：YYY 指导教师：YYY老师 20XX年X月X日
电力系统分析课程设计 题目：不对称短路故障分析与计算（手算或计算机算） 一、原始资料 T1 T2 T3 T4 1、发电机参数已经给定。 2、变压器型号： T1: SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9 T2、T3 : SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8 T4: SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0 3、输电线路型号已给定。 4、需要数据查阅《新编工厂电气设备手册》 二、要求：
摘要 在电力系统运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障（简称短路），短路计算是电力系统最常用的计算之一。不论选择、校验电气设备的性能,还是继电保护装置的整定计算,都需要进行短路计算。因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。无论是采用面向对象的VB语言实现短路计算,还是用MATLAB中的Simulink或Simpowersystems都要熟悉基本的计算原理，本课题将通过标幺值进行电力系统的计算分析。 关键字：电力系统短路计算标幺值
Abstract:I n the operation of power system, there are often failures, most of which are short circuit faults (short).the short-circuit calculation is one of the most commonly used calculation for power system.. Regardless of the choice, the calibration electrical equipment performance, or the relay protection device's setting calculation, all needs to carry on the short circuit computation. So it is very important to analyze and calculate the asymmetric short-circuit .Both the oriented object of VB language to achieve short circuit calculation, or using MATLAB
第八章 电力系统不对称故障的分析计算 主要内容提示： 电力系统中发生的故障分为两类：短路和断路故障。短路故障包括：单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路；断路故障包括：一相断线和两相断线。除三相短路外，均属于不对称故障，系统中发生不对称故障时，网络中将出现三相不对称的电压和电流，三相电路变成不对称电路。直接解这种不对称电路相当复杂，这里引用120对称分量法，把不对称的三相电路转换成对称的电路，使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。 本章主要内容包括：对称分量法，电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。 §8—1 对称分量法及其应用 利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量（正序分量、负序分量、零序分量）之和。 设c b a F F F ? ? ? 为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下： ()()()()()()()()() 021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ? ???? ???? ???++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。 } 正序分量： ()1a F ?、()1b F ?、()1c F ? 三相的正序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系统正常对称运行方式下的相序相同，达到最大值的顺序a →b →c ，在电机内部产生正转磁场，这就是正序分量。此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：()()()111c b a F F F ? ? ? ++=0。 图 8-1 三序分量 ; · 零序 F b(0) ·F a(0) ·120° 120° 120° （ F b(1) · F a(1) ·F c(1) · ω 120° 120° ^ 负序 F a(2) · F c(2) · F b(2) · ω
摘要 (3) 1 电力系统短路故障的基本概念 (4) 短路故障的概述 (4) 三序网络原理 (5) 同步发电机的三序电抗 (5) 变压器的三序电抗 (5) 架空输电线的三序电抗 (6) 标幺制 (6) 标幺制概念 (6) 标幺值的计算 (7) 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8) 2 简单不对称短路的分析与计算 (9) 单相（a相）接地短路 (9) 两相（b,c相）短路 (10) 两相（b相和c相）短路接地 (12) 正序等效定则 (14) 3 不对称短路的计算的实际应用 (14) 设计任务及要求 (14) 等值电路及参数标幺值的计算 (15) 各序网络的化简和计算 (17) 正序网络 (17) 负序网络 (19) 零序网络 (20) 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20) 4 实验结果分析 (21) 5 心得体会 (22) 6 参考文献 (23)
摘要 电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。 在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。 求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。然后制定各序网络。根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。 关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵