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JY110千伏变电站新建工程（初步设计）接地计算书一、 说明：以下计算的阻抗值、阻抗图、单相接地及两相接地短路110kV系统零序阻抗：X0*= 变压器#1绕组阻抗：X 1*= 变压器#2绕组阻抗：X 2*= 变压器#3绕组阻抗：X 3*= 单相短路电流(kA)：I d1(1)= 两相接地短路电流(kA)：I d1(1,1)= 取k1点接地电流中最大值(kA)：I d1.max =所以：110KV系统外部分流(kA)：I 系统外=主变中性点分流(kA)：I 主变=I d1.max -I 系统外=所内发生接地短路的入地短路电流(kA)：I=(I d1.max -I 主变）×0.5= 所外发生接地短路的入地短路电流(kA)：I=I 主变×0.9＝ 取最大值(kA)：I=考虑1.2的发展系数，入地短路电流：I= 接地电阻(Ω)：R<2000/I==++*3*1*0max.1XX1X Id2、k2点短路时单相短路电流(kA)：I d2(1)= 两相接地短路电流(kA)：I d2(1,1)= 取k2点接地电流中最大值(kA):I d2.max =所以：110kV系统外部分流(kA)：I 系统外=主变中性点分流(kA)：I 主变=I d2.max -I 系统外=所内发生接地短路的入地短路电流(kA)：I=(I d2.max -I 主变）×0.5= 所外发生接地短路的入地短路电流(kA)：I=I 主变×0.9＝ 取最大值(kA)：I=考虑1.2的发展系数，入地短路电流：I= 接地电阻(Ω)：R<2000/I=根据以上计算变电站接地电阻(Ω)：R≤3、变电站接地电阻校验1)、变电站复合地网的接地电阻本次场地主接地网总面积(m2)：S = 变电站土壤电阻率(Ω.m)：ρ1= 接地网外缘边线总长度 (m)：L 0= 水平接地极总长度(m)：L=变电站复合地网接地电阻(Ω)：R复合地网= 与2000/I比较结果：2）、深埋钢管垂直接地极的接地电阻深埋钢管垂直接地极深度（m）l=深埋钢管垂直接地极的直径（m）φ=单根深埋垂直接地极的接地电阻(Ω)：R深埋==++*1*0*3max.2XX1XI d=⨯Sρ5.0=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯18ln 14.32d l l ρ全站共设置深埋钢管垂直接地极的数量全站深埋垂直接地极的接地电阻(Ω)：R深埋=3)、复合地网与深埋钢管垂直接地极并联后的地网接地电阻R变电站=变电站接地电阻校验结果：二、接触电势校验取：人脚站产算地表面的土壤电阻率(Ω.m)：p= 接地短路（故障）电流持续时间（s)：t=接触电势不得大于： 跨步电势不得大于： 利用接触电势反推： 均压带影响系数：取n= 最大接触电位差系数计算：其中：水平接地扁钢宽度为（m):b= 均压带等效直径(m):d=b/2=在满足接触电势下最大允许接地装置电位（V）： 利用接触电势反推要求接地装置电阻(Ω)：R≤U g /I= 不打深埋接地极，接触电势校验结果： 考虑深埋接地极，接触电势校验结果：三、跨步电势校验接地网埋设深度（m):h=t p E j17.0174+=tpE K 7.0174+===5.000)4)((2SL L Ln =-=d K d lg 225.0841.0=+=n K n /776.0076.0=L K =+=S K s lg 414.0234.0==S n L d t K K K K K max ==max /t j gK U Uρ=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯18ln 14.32d l l ρ跨步距离（m)：T＝ 最大跨步电位差系数计算：在满足跨步电势下最大允许接地装置电位（V）：利用跨步电势反推要求接地装置电阻(Ω)：R≤U g /I= 不打深埋接地极，跨步电势校验结果： 考虑深埋接地极，跨步电势校验结果：四、结论及措施接触电势反推的接地电阻比场地实际的接地电阻小，不满足要求，考虑在设备支架周围以设备支架为中心，敷设了2mX2m的碎石，其敷设的厚度大于20cm碎石或者在GIS基础下方设置15cm的碎石和5cm的沥青。
两相接地短路电流的计算两相接地短路电流是指发生两相之间短路，接地故障后的电流大小。
接地故障是电力系统中最常见的故障之一，可能会导致严重的破坏和安全隐患。
因此，计算两相接地短路电流的准确性对于电力系统的设计和保护至关重要。
本文将详细介绍两相接地短路电流的计算方法。
首先，我们需要了解两相接地短路电流的基本概念和公式。
在电力系统中，短路电流指电路中的电流值，当故障发生时，沿着电源供应的路径经过故障点到达接地点的电流。
短路电流通常使用对称分量法计算，其公式如下：I_s=I_0+I_2+I_1其中，I_s是总短路电流，I_0、I_1和I_2分别是零序、一次和二次对称分量电流。
接下来，我们将详细讨论计算两相接地短路电流的各个分量。
1.零序短路电流（I_0）：零序短路电流是指零序分量电流通过故障点到达接地点的电流。
计算零序短路电流需要考虑电源的容性接地电流和电网的阻抗参数。
具体计算方法如下：I_0=3*U_n/(X_0+Z_0)其中，I_0是零序短路电流，U_n是电压等级的基准值，X_0是电源的表观电抗，Z_0是电网的表观阻抗。
2.一次对称分量短路电流（I_1）：一次对称分量短路电流是指沿着相序顺序通过故障点到达接地点的电流。
计算一次对称分量短路电流需要考虑电源和电网的阻抗参数。
具体计算方法如下：I_1=3*U_n/(X_1+Z_1)其中，I_1是一次对称分量短路电流，U_n是电压等级的基准值，X_1是电源的一次电抗，Z_1是电网的一次阻抗。
3.二次对称分量短路电流（I_2）：二次对称分量短路电流是指沿着相序相差120度的次顺序通过故障点到达接地点的电流。
计算二次对称分量短路电流需要考虑电源和电网的阻抗参数。
具体计算方法如下：I_2=3*U_n/(X_2+Z_2)其中，I_2是二次对称分量短路电流，U_n是电压等级的基准值，X_2是电源的二次电抗，Z_2是电网的二次阻抗。
以上为计算两相接地短路电流的基本公式和方法。
关于短路电流的计算短路是指电力系统中带电部分与大地（包括设备的外壳、变压器的铁心、低压线路的中线等）之间，以及不同相的带电部分之间的不正常连接。
短路将使系统的电压急剧下降，电流大幅度增加，使电力系统稳定性遭到破坏。
K (3)三相短路（对称短路），K (2)两相短路，K (1)单相接地短路，K (1.1)两相接地短路。
计算短路电流的方法:有名值法、标幺值值法。
（1）电力系统发生三相短路时，短路电流的计算方法：I k (3)=X Uav 3 U av 短路点的计算电压（平均额定电压），即0.4、10.5、37、63、115、230、347。
X ∑短路回路的总阻抗值。
（2）电力系统的等值电抗：可用电力系统变电所高压线路出口断路器的断流容量S K 进行估算即：X X =KS av U 2 U av 短路计算点的平均额定电压（用于计算时的线路电压），kV; S K 出口短路器的断流容量，MV ·A,由产品手册查得。
（3）电力变压器的等值电抗：X T =100%Uk ·N S av U 2 U K %变压器短路电压百分数，可由产品手册查得；S N 变压器的额定容量，MV ·A;X T 变压器的正序等值电抗，欧姆。
（4）电力线路的等值电抗X L =X 0LX 0架空线路或电缆线路的单位电抗，欧姆/千米；L 电力线路的长度，千米。
类别 10kV35kV 63kV 110kV 220kV 330kV 500kV 架空 线路0.380.42 0.42 0.43 0.31(0.44) 0.32 0.30 电缆 0.08 0.12 注：架空线路的正序等值电抗与负序等值电抗相等，零序等值电抗X 0=3.5X 1。
（三相短路） X K (3)RI k (3)。
电力系统短路电流计算例题与程序佘名寰本文用导纳矩阵求逆计算节点阻抗矩阵，运用复合序网络图计算各节点对称故障和不对称故障时短路电流、节点电压和各支路故障电流。
2、1用阻抗矩阵计算短路的基本公式：⑴ 节点三相对称短路，注入节点的短路电流 Id=-Vd(0)/Zdd (2-1)式中Vd(0)故障点在短路发生前的电压，简化计算时Vd(0)=1 Zdd 故障点d的自阻抗负号表示电流从节点流出故障点短路电流在各节点所产生的电压分量 V=ZI (2-2)式中 Z 节点阻抗矩阵 I 节点注入电流的列矩阵当只有一点故障时上述电压分量为Vi(d)=ZdiId (i=1,2,3,………n) (2-3)式中 Zdi 故障点d与节点i的互阻抗短路故障后的节点电压Vi=Vi(0)+Vi(d)(2-4)式中VI(0)节点i 故障发生前的电压短路故障时通过各支路的电流Iij=(Vi-VJ)/zij （2-5）式中zij 联系节点i和节点j的支路阻抗⑵ 单相接地短路故障点的电流和电压：A相单相接地故障Ia0=Ia1=Ia2=6)Zdd0, Zdd1, Zdd2-----零序、正序、负序网络故障节点的自阻抗Va0= Zdd0 Ia0 (2-7)Va1=Va1(0)+Zdd1Ia1 (2-8)Va2= Zdd2 Ia2 (2-9)Ia=3Ia1 (2-10)⑶ 两相接地短路：B．C相短路接地故障增广正序网的综合等值阻抗Z∑Z∑=Zdd0Zdd2/(Zdd0+Zdd2)(2-11)Ia1=12)Ia0=13)Ia2=14)Ib=Ia0+a2Ia1+aIa2 (2-15)a=(-1/2+j√3/2)a2=(-1/2-j√3/2)⑷ 两相短路：B、C两相短路故障 Ia1=Ia2=18)Ib=j√3Ia1 (2-19)⑸ 支路i～j间的某一点d发生故障时，视d点为新的节点d 点与节点k的互阻抗Zdk Zdk=(1-L)ZIK+LZjk (2-20)d 点的自阻抗Zdd Zdd=(1-L)2Zii+L2Zjj+2L(1-L)ZIJ+L(1-L)zij (2-21)式中 L 为端点i到故障点d的距离所占线路全长的百分数ZIK，Zjk 分别为节点i和节点j与节点k的互阻抗 Zii，,Zjj 为节点i和节点j的自阻抗 ZIJ 为节点i与节点j的互阻抗 zij 是节点i和节点j间的线路阻抗2、2 短路电流计算时用导纳矩阵求逆计算节点阻抗矩阵参考文献①介绍了从网络的原始阻抗矩阵求节点导纳矩阵的方法和相关程序。
1 课程设计的题目及目的课程设计选题如图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G15.01=T X 15.00=T X 2T 25.02==''X X d图1 电路原理图课程设计的目的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。
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X cX TX LX TX d ”CV fa(1)G+++图3 系统的负序网络图4 系统的零序网络不对称三相量的分解对称分量法是分析不对称故障的常用方法，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、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相量(电压或电流)，可以分解为三组对称的相量，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为()1111113122)3()2()1(⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡a a a a I I I a a a 式中，运算子a=e j120,a 2=e j240，且有1+a+a 2=0,a 3=1I a(1),I a(2),I a(0)分别为a 相电流的正序，负序和零序分量，并且有()2I )0()0()0()2(2)2()2()2()1()1()1(2)1(⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫======a c b a c a b a c a I I I I a I aI I aI I a I b最后可得到: I a =I a(1)+I a(2)+I a(3)I b =a 2I a(1)+aI a(2)+I a(0)=I b(1)+I b(2)+I b(3) (3) I c =aI a(1)+a 2I a(2)+I a(0)=I c(1)+I c(2)+I c(3)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。
X c(X TX L X TX d ”V fa(2)+ X TX LX TV fa(0)+3计算过程及步骤系统C 的正序电抗的计算应用对称分量法分析各种简单不对称时，都可以写出各序网络故障点的电压方程式(4)，当网络的各元件都只用电抗表示时,方程可写成()4)0()0()0()2()2()2()1()1(⎪⎭⎪⎬⎫=-=-=-fa fa ff fa fa ff fa ff eq V I jX V I jX V jX E式中E eq =V f (0) ，即是短路发生前故障点的电压。
单相接地短路时，故障处的三个边界条件为：V fa =0,I fb =0,I fc =0用对称分量表示为：V fa(1)+V fa(2)+V fa(0)=0, a 2I fa(1)+aI fa(2)+I fa(0)=0,aI fa(1)+a 2I fa(2)+I fa(0)=0经整理后便得到用序量表示的边界条件为()50)0()2()1()0()2()1(⎪⎭⎪⎬⎫===++fa fa fa fa fa fa I I I V V V根据边界条件(5)和方程式(4)。
即能确定短路点电流和电压的各序分量为()6)()1()2()0()1()2()2()1()0()2()1(⎪⎭⎪⎬⎫-=-=+=fa ff fa fa ff fa fa ff ff fa I jX V I jX V I X X j V短路点非故障相得对地电压为：()7])1()[(])1()[()1()0()2(2)2()2(2)1()1()0(2)2(2)0()2()1(2⎪⎭⎪⎬⎫-+-=++=-+-=++=fa ff ff fa fa fa fc fa ff ff fa fa fa fb I X a X a a j V V a aV V I X a X a a j V aV V a V 根据设计任务所给的已知条件代入(7)式得：()[]()8)1(2321)1()0(2)2(2fa ff ff I X a X a a j j -+-=--()[]()9)1(2321)1()0()2(2fa ff ff I X a X a a j j -+-=+-(8)式与(9)式相比并且将a 2=-1-a 代入两式得：()10231)1()12()2()12()0()2()0()2(jX a X a X a X a ff ff ff ff -=-+++++对(10)式进行化简，最终得到：X ff(0)=X ff(2)。
由系统的各序网络图可得到：25.03.025.03.07.0)2.0(5.0+⨯=++c c X X 最后可解得：X c =由此可得X ff(1)=X ff(2)=X ff(0)=。
K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流的计算根据设计要求可以看出要求的是两相短路接地的情况，故障处的三个边界条件为： I fa =0, V fb =0, V fc =0 用序量表示的边界条件为()110)0()2()1()0()2()1(⎪⎭⎪⎬⎫===++fa fa fa fa fa fa V V V I I I最后得到：()12)()2()0()2()0()1()0()1(ff ff ff ff ff f fa X X X X X j V I +⨯+=以及()13)1()0()2()0()2()0()2()1()1()0()2()2()0()1()0()2()0()2(⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫+===+-=+-=fa ff ff ff ff fa fa fa fa ff ff ff fa fa ff ff ff fa I X X X V j V V V I X X X I I X X X I短路点故障相的电流为()14)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 aI I I X X aX X a I aI I a I将X ff(1)=X ff(2)=X ff(0)= 代入式(12)可得 I fa(1)=，再将它们分别代入式(14)可得I fb =+和I fc = 由边界条件可得I fa =0短路时发电机和系统C 故障电流计算将I fa(1)=以及X ff(1)=X ff(2)=X ff(0)=分别代入式（13）可得jj I X X X I fa ff ff ff fa 4438.2)8873.4(1364.01364.01364.0)1()0()2()0()2(=-⨯+-=+-=jj I X X X I fa ff ff ff fa 4438.2)8876.4(1364.01364.01364.0)1()0()2()2()0(=-⨯+-=+-=根据电流与阻抗成反比可以算出由系统C 和发电机G 提供的各序电流jj I X X X X X X X I fa T L T c T ca 5546.3)8876.4(0125.005.015.025.025.025.025.0)1(221122)1(-=-⨯-++++=+++++=jj I X X X X X X X I fa T L T c T ca 7773.14438.20125.005.015.025.025.025.025.0)2(221122)2(=⨯-++++=+++++=jj I X X X X I fa T L T T ca 1108.14438.225.015.015.025.0)0(2012)0(=⨯++=++=jj I X X X X X X X X I fa T L T c L T c Ga 333.1)8876.4(0125.005.015.025.025.00125.005.015.0)1(221111)1(-=-⨯-+++-+=++++++=同理可算出I Ga(2)= I Ga(0)=根据式(3)可算出在abc 三相中分别由系统 C 和发电机G 提供的短路电流：jj j j I I I I ca ca ca ca 6665.01108.17773.15546.3)0()2()1(-=++-=++=jjj j j I aI I a I ca ca ca cb 9995.16173.41108.17773.1)2321()5546.3()2321()0()2()1(2+-=+⨯+-+-⨯--=++=jjj j j j I I a aI I ca ca ca cc 9995.16173.41108.17773.1)2321()5546.3()2321()0()2(2)1(+=+⨯--+-⨯+-=++=同理可以算出I Ga = I Gb =+ I Gc =+4 基于软件PSASP仿真结果本次仿真用PSASP软件，PSASP基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，可以进行电力系统（输电、供电和配电系统）的各种计算分析。
