第6章 电力系统三相短路故障分析分析

算算3【例1】在图1所示网络中，设8.1;;100===M av B BK U U MVA S，求K 点发生三相短路时的冲击电流、短路电流的最大有效值、短路功率？解：采用标幺值的近似计算法 ①各元件电抗的标幺值1008.03.610008.05.0222.13.03.631001004100435.0301001005.10121.01151004.0402*2**2*1=⨯⨯==⨯⨯⨯=⨯==⨯==⨯⨯=L N B R T L X I I X X X②从短路点看进去的总电抗的标幺值： 7937.1*2***1*=+++=∑L R T L X X X X X③短路点短路电流的标幺值，近似认为短路点的开路电压fU 为该段的平均额定电压avU5575.01****===∑∑XX U I f f4④短路点短路电流的有名值kA I I I Bf f113.53.631005575.0*=⨯⨯=⨯=⑤冲击电流kAI i f M 01.13113.555.255.2=⨯== ⑥最大有效值电流kAI I f M 766.7113.552.152.1=⨯==⑦短路功率MVAI I S S S B f B f f 75.551005575.0**=⨯=⨯=⨯=[例2] 电力系统接线如图2（a ）所示，A 系统的容量不详，只知断路器B 1的切断容量为3500MV A ，C 系统的容量为100MV A ，电抗X C ＝0.3，各条线路单位长度电抗均为0.4Ω/km ，其他参数标于图中，试计算当f 1点发生三相短路时短路点的起始次暂态电流''1f I 及冲击电流i M ，(功率基准值和电压基准值取avBBU U MVA S ==,100)。

50km40kmf 1(3)A40km40km B 135kV(a)f 2(3)5X AX CX 1 X 2X 3X 4 X 5 f 1S AS C(b)S CX 9 X 7 X 8 X 10f 1X CS A(c)X 1X 11 (d)图2 简单系统等值电路(a) 系统图 (b)、(c)、(d)等值电路简化解：采用电源电势|0|''1E ≈和忽略负荷的近似条件，系统的等值电路图如图7-7(b)所示。

电网线路三相短路故障分析摘要：本文研究了电网线路三相短路故障。

通过Simulink对线路电流信号进行仿真模拟，进而故障进行识别和分析。

最后对三相故障的危害以及预防进行了分析。

关键词：三相电路；短路故障；信号仿真；故障识别1.前言三相系统的短路主要就是指电力系统故障中的横向故障[1]。

而具体的三相系统的短路故障包括三相短路、两相短路、单相接地短路以及两相接地短路[2]。

在三相系统中，三相短路时，由于其被短路的三相阻抗相等，所以三相短路属于真正意义上的短路现象。

而且对于三相短路来说，它出现短路时电流和电源相等，所以认为它又是对称的短路现象。

通过实践检验可以了解到，一般经常发生的短路都是单相短路，三相短路的现象比较少见[3]，但是并不代表没有。

而且对于三相短路来说，它的危害以及影响的范围是极大的[4]。

因此，在具体的生活实践中，要积极地预防三相短路现象的出现，最大程度地保护人类的生活生产以及社会的进步不受到太大的影响。

2.故障分析2.1三相正常运行状态图1三相线路电路图及其相量图当三相线路正常运行时，三相电路图及其相量图如图1所示。

从图中可以看出：在星形接法下，三相电路正常运行时，三相线路上的线电压，相电压，线（相）电流均对称，夹角为120°。

2.2 单相接地短路故障分析中性点不接地，发生单相短路故障时，故障点电位变成0，即C相相电压为零。

单相接地短路故障（中性点不接地）电路图及相量图如图2所示。

图2单相接地短路故障（中性点不接地）电路图及其相量图中性点电位变为；则A相相电压变为，同理，B相相电压变为由于单相短路，C相经故障点与大地形成回路，故C相电流为，由于一般选取关联方向，故将C相电流反向。

由此可知：（1）短路相（C相）电流变为原相电流（无故障时）的3倍。

（2）三相相电压不再对称。

（3）三相线电压仍对称。

（4）不接地系统供电可靠性高（相对于中性点直接接地系统）,但绝缘水平要求也高因此发生单相短路故障（中性点不接地）时，可继续运行两小时。

三相短路分析及短路电流计算三相短路分析及短路电流计算是电力系统中一个重要的问题，在电力系统运行和设计中起着至关重要的作用。

理解和计算三相短路电流对于保护设备和系统的可靠性至关重要。

下面我将详细介绍三相短路分析及短路电流计算的内容。

1.三相短路分析三相短路是指三相电源之间或电源与负载之间发生短路故障，造成电流突然增加。

三相短路会导致电流剧增，电网负载增大，电网发电机负荷骤降。

因此，对于电力系统而言，短路是一种严重的故障。

短路的原因主要有以下几种：-外部因素，如雷击、设备故障等；-人为因素，如误操作、设备维护不当等。

短路的位置主要有以下几种：-发电机绕组内部；-输电线路中；-终端设备终端内部。

短路的类型主要有以下几种：-对地短路（单相接地短路、双相接地短路）；-相间短路；-相对地短路；-三相短路。

短路电流是指在短路发生时，电路中的电流值。

短路电流的计算是电力系统设计、保护设备选择、线路容量选择的重要依据。

正确计算短路电流能够保证系统的安全运行。

短路电流的计算包括以下步骤：-确定故障位置和类型；-确定电路参数，包括发电机额定电流、负载电流、接地电阻等；-选择合适的计算方法，如对称分量法、复杂网络法、解耦法等；-根据选定的计算方法进行计算，并考虑系统运行时的各种条件，如电源电压波动、电源短路容量等；-对计算结果进行验证和分析，确保结果的准确性。

在进行短路电流计算时，还需要考虑以下几个因素：-各种设备的短路容量，包括母线、断路器、继电器等；-系统的整体阻抗和电流限制；-瞬时电流和持续电流的功率损耗；-预测设备短路容量的变化趋势。

总之，三相短路分析及短路电流计算对于电力系统的正常运行和设备的保护至关重要。

准确计算短路电流能够帮助电力系统工程师定位和解决故障，从而确保系统的安全运行。

电力系统三相短路分析电力系统短路是指电力系统中正常工作状态下的导体相互接触或与大地接触，导致电流过大而瞬间形成一个低阻值的回路，称为短路。

短路可能导致电力系统设备受损、事故发生甚至引发火灾等严重后果，因此对电力系统进行短路分析显得尤为重要。

电力系统短路分析的主要目的是确定短路电流大小及其分布情况，以便确定保护装置的设置参数和电气设备的选型设计。

在进行短路分析时需要考虑各种电力设备的参数、电力系统的拓扑结构以及电力系统的操作方式等因素。

电力系统短路分析可以分为对发电机、变压器、线路和负荷等不同组件进行短路分析。

首先对发电机进行短路分析，需要考虑其内部参数以及与系统的连接方式。

通常将发电机模型化为两个序列，即正序和负序。

正序各个参数均与实际相同，而负序则将相序改为逆序。

通过正序和负序的计算，可以得出发电机的短路电流。

接下来进行变压器的短路分析，变压器的短路分析主要是通过计算其短路阻抗，从而得出短路电流。

变压器的短路阻抗一般分为正序、负序和零序三种模式。

根据变压器的接法和绕组的配置，可以计算出不同模式下的短路电流。

线路的短路分析主要是通过计算线路的电阻、电抗和电容等参数，以及线路的长度和材料来得出短路电流。

线路的短路电流可以通过正序和零序计算得出。

负荷的短路分析一般较为简单，只需根据负荷的类型和连接方式计算出其短路电流。

在进行电力系统短路分析时，有两个重要的指标需要考虑，即故障电流和短路持续时间。

故障电流是指发生短路时电流的最大值，它对于各种保护设备的选择和设置均有重要的影响。

短路持续时间是指短路时电流的持续时间，它对于保护设备的热稳定性和热分散性有一定要求。

对于电力系统短路分析，目前常用的方法有解析法和数值计算法两种。

解析法主要是通过解析电路方程组，利用复数计算方法来求解短路电流。

数值计算法则通过建立系统的数值模型，利用计算机软件进行电流计算。

目前较为常用的软件有DigSILENT、PSS/E等。

总结起来，电力系统短路分析是对电力系统中各个组件进行短路计算，通过计算短路电流大小和分布情况，确定保护装置的设置参数和电力设备的选型设计。

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》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。

设计示例是通过两种不同的方法进行分析与计算三相短路故障的各参数，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。

无穷大功率电源供电系统三相短路分析1.电力系统故障分析的意义在电力系统的运行过程中，时常会发生故障，其多数是短路故障。

所谓短路，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）发生系统通路的情况。

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（即短路）时流过的电流。

其值可远远大于额定电流，并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额定电流的10～15倍。

大容量电力系统中，短路电流可达数万安。

这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计工作中，都必须事先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、合理配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。

因此故障计算对于电力系统的设计和安全运行具有十分重要的意义。

2电力系统故障分析计算本文以无穷大功率电源供电发生三相短路分析。

即在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。

图2.1 无限大功率电源供电的三相电路突然短路假设无穷大功率电源供电系统如图2.2 所示，0.02s时刻变压器低压分母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。

线路参数为50L kM =，10.4x kM =Ω/，10.17r kM =Ω/;变压器的额定容量20N S MV A =•，短路电压s U %=10.5，短路损耗135s P kW ∆=，空载损耗0.8o I %=，空载电流0.8o I %=，变比11011T k =/，负载5S MW =，高低压绕组均为Y 形联接；并设供电点电压为110kV 。

图2.2 无穷大功率电源供电系统计算：变压器T 采用“Three-phrase-transformer （Two Windings ）”模型。

根据给定的数据：变压器的电阻为：33222101011020000T N N s P U R S (2-1)∆=⨯=⨯= 4.08Ω135Ω⨯ 变压器的电抗为:3322100101010.511010020000T N Ns X U U S (22)%= ==-⨯⨯⨯Ω63.53Ω ⨯⨯ 则变压器的漏感：30.20263.5323.1450(2)L H H x f ττ(2)== =- ⨯⨯/π变压器的励磁电阻为： 3352oP ==2221011010 5.510m N U R (2-4)∆= ⨯⨯ΩΩ ⨯ 变压器的励磁电抗为：33210021001100.820001010N N m o U I S x %= = ⨯ = (2-5) ⨯Ω75625Ω⨯⨯变压器的励磁电感为：(26)240.87562521450(2)m m H H L x f ===-⨯3.⨯/π 输电线路L 采用“Three-Phase series RLC Branch ”模型。

电力系统的短路分析短路是电力系统的严重故障。

所谓短路，其内容是指一切不正常的相与相或相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路的情况。

一、短路的原因产生短路的原因很多，其主要原因如下：1、元件损坏，如绝缘材料自然老化等。

2、气象条件恶化，如雷击等。

3、人为事故，如运行人员带负荷拉闸等。

（发生概率较高）4、其他，如工程建设时挖沟损伤电缆等。

二、短路的类型在三相系统中，可能发生的短路有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等四种。

三相短路也称对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。

其他类型的短路都是不对称短路。

注：1、单相接地短路发生的几率达65%左右。

2、短路故障大多数发生在架空输电线路。

3、电力系统中在不同地点发生短路，称为多重短路。

三、短路的后果短路的主要后果如下：1、短路故障使短路点附近支路出现比正常电流大许多倍的短路电流，产生较大的电动效应和热效应，破坏设备。

（此为最常见）2、短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。

3、短路会使并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，造成系统的解列，出现大面积停电。

4、不对称短路对附近通信线路和无线电波会产生电磁干扰。

四、电力系统降低短路故障的发生概率采取的措施1、采用合理的防雷设施，加强运行维护管理等。

2、通过采用继电保护装置，迅速作用于切除故障设备，保证无故障部分的安全运行。

3、架空线路普遍采用自动重合闸装置，发生短路时断路器迅速跳闸，经一定时间（0.4-1s）断路器自动合闸。

4、线路上的电抗器，通常也是为限制短路电流而装设的。

五、短路电流计算的目的为确保设备在短路情况下不至于被破坏，减轻短路后果和防止故障扩大，必须事先对短路电流进行计算。

在电力系统和电器设备的设计和运行中，短路计算也是解决一系列技术问题不可缺少的基本计算。

计算短路电流的具体目的如下：1、选择有足够机械稳定和热稳定的电器设备。

2、合理配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数。

电力系统三相短路的分析计算
三相短路是指电力系统中三相导体之间发生短路故障，通常是由于设
备故障或外部原因引起的。

三相短路可能引起电流突然增大，电流过大很
容易导致设备的损坏或损坏。

因此，对三相短路进行及时的分析和计算非
常重要。

三相短路的分析计算主要包括以下几个方面：
1.短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和设备参数，通过计算和
仿真得到短路电流。

这是确定系统中短路故障的重要步骤，可以帮助工程
师了解系统中电流的大小和方向。

2.短路电流传播计算：根据系统中设备的参数，计算短路电流在系统
中的传播路径和传播过程。

这可以帮助工程师确定短路故障的类型和位置，以及各个设备受到的短路电流大小。

3.设备保护装置设定计算：根据短路电流的计算结果，确定设备保护
装置的动作时间和动作电流。

这可以帮助工程师对电力系统的保护装置进
行设置和校验，确保系统中的设备在短路故障发生时能够及时动作，保护
设备的安全运行。

4.短路电流对设备的影响计算：根据短路电流的计算结果，分析短路
故障对系统中设备的影响。

这可以帮助工程师评估设备的稳定性和可靠性，确保设备能够在短路故障发生时正常运行。

总之，电力系统三相短路的分析计算是电力系统工程中的重要任务之一、通过对短路电流的计算和分析，可以帮助工程师了解系统中的故障状态，确定短路故障的类型和位置，并对设备的保护装置进行设置和校验，
以确保系统的安全运行。

电力系统中的短路故障分析在现代社会中，电力系统就如同人体的血液循环系统一样，为各个领域的正常运转提供着源源不断的动力。

然而，如同人体会生病一样，电力系统也会出现各种故障，其中短路故障是较为常见且危害较大的一种。

短路，简单来说，就是电力系统中正常情况下相互绝缘的导体之间发生了非正常的连接。

这种非正常连接会导致电流瞬间急剧增大，远远超过正常工作电流的水平。

短路故障产生的原因多种多样。

首先，电气设备的绝缘老化或损坏是一个常见因素。

长期运行的设备，在外界环境的影响下，如温度、湿度、灰尘等，其绝缘性能可能逐渐下降，最终导致短路。

其次，人为的误操作也可能引发短路。

例如，在检修时未按照规定的程序进行操作，误将带电部分与接地部分短接。

再者，自然灾害如雷击、风暴等也可能破坏电力设备的绝缘，从而引发短路。

另外，设备的设计缺陷、制造质量问题以及动物的触碰等都有可能导致短路故障的发生。

短路故障一旦发生，会带来一系列严重的后果。

从电流的角度来看，短路电流瞬间增大，会产生巨大的电动力和热效应。

强大的电动力可能会使电气设备发生变形甚至损坏，例如变压器绕组的扭曲、母线的弯曲等。

而热效应则会使设备温度迅速升高，可能导致设备的烧毁。

同时，短路还会引起电网电压的大幅下降。

这对于那些对电压稳定性要求较高的设备来说，可能会导致其无法正常工作，甚至停机。

例如，电动机可能会因为电压降低而转速下降，甚至停转，从而影响工业生产的正常进行。

在电力系统中，短路故障主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等几种类型。

三相短路是最为严重的一种短路形式，因为此时短路电流最大。

但在实际的电力系统中，三相短路发生的概率相对较低。

两相短路的短路电流比三相短路小，但仍然会对系统造成较大的影响。

单相短路在中性点接地的系统中较为常见，虽然其短路电流相对较小，但由于发生的概率较高，对系统的安全运行也不容忽视。

两相接地短路则是一种较为复杂的短路形式，其危害程度介于两相短路和三相短路之间。

电力系统三相短路的分析与计算电力系统三相短路是指电力系统中发生的由于过大的电流流过电气设备、电缆、电缆接头、电线路等导体元件而引起的电气故障。

三相短路是一种严重的故障，可能导致设备损坏、事故发生甚至火灾爆炸。

因此，对电力系统三相短路进行准确分析和计算是非常重要的。

首先，我们来看一下三相短路的类型。

三相短路可以分为对称短路和不对称短路两种情况。

对称短路是指三相短路电流大小相等，相位相同的短路；不对称短路是指三相短路电流大小不等，相位差大于120度的短路。

接下来，我们介绍一下三相短路的分析方法。

三相短路的分析可以采用阻抗法、复数法和对称分量法等方法进行。

其中，阻抗法是最常用的一种方法。

阻抗法的基本原理是利用设备和导线的等效阻抗来分析三相短路。

首先，需要测量或查表得到电源电压、设备电流和电源电阻的值。

然后，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，利用等效电路模型计算电路中电流和电压的数值。

最后，通过计算得到的电压和电流值，可以得出电力系统中设备的功率损耗、电流大小等信息。

接下来，我们来看一下三相短路计算的具体步骤。

首先，需要收集电力系统的相关信息，包括电源电压、设备电流、电源电阻等。

然后，根据短路的类型选择相应的计算方法。

对于对称短路，可以使用复数法进行计算；对于不对称短路，可以使用对称分量法进行计算。

在计算中，可以采用手动计算或使用专业软件进行模拟计算。

最后，根据计算结果对电力系统的安全性进行评估，并采取相应的措施进行处理。

三相短路的分析和计算是一项复杂的工作，需要对电力系统和相关理论有较深入的了解。

在实际工作中，应该高度重视电力系统的安全问题，采取相应的预防措施和应急措施，保障电力系统的正常运行和人员的安全。

同时，还需要不断学习和更新电力系统的相关知识，提高自身的技术水平。

总结起来，电力系统三相短路的分析与计算是一项重要的工作，需要掌握相应的理论和方法。

只有进行准确的分析和计算，才能及时发现电力系统中的故障，保障电力系统的安全和可靠运行。

某电力系统三相短路故障计算与分析电力系统的三相短路故障是指电力系统中三相线路之间、线路与地之间发生低阻抗短路故障。

这种故障会带来严重的电气安全隐患，甚至导致设备的损坏甚至发生火灾等事故。

因此，对电力系统的三相短路故障进行计算与分析具有重要意义。

为了进行三相短路故障计算与分析，我们首先需要了解电力系统的基本参数，包括电压、电流、阻抗等信息。

通过对电力系统的拓扑结构进行建模，可以建立系统节点之间的电位方程以及支路之间的电流方程。

以节点电压为未知数，利用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，可以得到节点电流和支路电流之间的关系。

接下来，我们可以根据三相短路故障的特性，在短路点附近建立等效电路模型。

对于三相短路故障，通常可以采用对称分量法进行分析。

通过将三相短路故障转化为正序、负序和零序三个独立的故障计算问题，可以更加简化和明确问题的处理过程。

正序短路是指故障时三相电压和电流的幅值相等，相位角相差120度的情况。

负序短路则是指三相电流和电压的相位相同，但幅值不相等的情况。

零序短路是指三相电流和电压的幅值都为零的情况。

对于电力系统的三相短路故障的计算，通常可以采用负序等效法和正序等效法来进行分析。

负序等效法是指将负序短路等效为对称短路，从而将三相短路问题转化为正序短路问题的方法。

正序等效法则是指将正序短路等效为对称短路，从而简化三相短路故障计算的方法。

对于短路故障计算过程中所得到的电流和电压值，我们还可以通过对故障电流和故障电压进行比较，来判断是否存在故障点的位置。

比如，如果故障电流较大，而故障点附近的电压较低，那么可以判断故障点位置在电流流动方向上的接地侧。

通过对电力系统的三相短路故障进行计算和分析，可以确定故障点的位置和故障类型，为故障排除和设备维修提供准确的依据。

同时，还可以对系统的保护装置进行校验和调整，提高电力系统的安全性和可靠性。

总之，电力系统的三相短路故障计算与分析是电力系统运行和维护中至关重要的一环。