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电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计电力系统是现代社会中不可或缺的组成部分，它们为我们提供了生产、生活、交通等方面的电力支持。
然而，随着电力系统日益复杂化，电力系统不对称故障的发生也逐渐增多，而这种故障的分析及计算显得尤为紧急和必要。
本文将探讨电力系统不对称故障分析及计算和程序设计的相关内容。
首先，电力系统不对称故障指的是电力系统中某一部分（通常是两个相之间）发生电力故障，而其它部分仍然正常工作。
比如说，在三相交流电力系统中，如果两个相之间发生短路或其他电力故障时，这个相就称为不对称相。
不对称相的出现会导致电力系统中电压和电流发生波动和不平衡，进而影响电力设备的稳定性和使用寿命。
对于不对称故障的分析和计算，工程师们通常需要使用一些专业软件来进行模拟和预测。
这些软件可以通过输入电路参数、电力负载、故障类型等信息，进行电压和电流的计算和分析。
其中，最常用的模拟软件是MATLAB，它提供了一些强大的电力系统建模工具，以及能够计算和模拟各种不对称故障情况的函数库。
除了MATLAB，工程师们还可以使用其他的电力系统模拟软件，比如EMTP或PSCAD等。
这些模拟软件往往集成了各种电路分析和故障计算功能，能够提供更加精确的电力系统不对称故障的分析和计算结果。
然而，电力系统不对称故障不仅仅局限于能源行业，在其他领域，例如工业控制、航空航天等领域中也有广泛应用。
因此，为了满足不同领域的需求，工程师们需要针对具体的应用场景，开发不同的程序算法和代码。
在程序设计方面，工程师们通常使用一些高级程序语言，例如C++、Python或者Java等，来设计适用于不同功能的电力系统不对称故障分析和计算程序。
这些程序可以根据具体的故障情况，自动计算和分析系统的状态，并给出相应的结果和建议。
除此之外，工程师们还可以使用现代化的深度学习技术来开发一些新的电力系统不对称故障分析算法。
这些算法可以从大量的数据中自动学习关于系统故障的各种特征和规律，进而提供更加精准的故障诊断和分析结果。
电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。
然而，由于各种原因，电力系统可能会发生不对称故障，导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。
因此，对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。
本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法，并使用Markdown文本格式进行输出。
2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。
其主要原因包括：单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。
不对称故障的特点如下：1.电流和电压的相位不同：在不对称故障中，电流和电压的相位不同，通常表现为电流和电压波形的不对称。
2.非对称系统功率：由于不对称故障，电力系统中的功率将变得非对称。
正常情况下，三相电流和电压的功率应该平衡，但在不对称故障中，这种平衡被破坏。
3.对称分量的存在：在不对称故障中，由于相序的不同，电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。
3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算，一般可以采用以下步骤：3.1 系统参数获取首先，需要获取电力系统的各项参数，包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。
这些参数将用于后续的计算。
3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置，对故障状态进行建模。
常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。
3.3 网络方程建立基于故障状态的建模，可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。
通过求解节点方程或潮流方程，可以得到电流和电压的分布情况。
3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果，可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标，包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。
3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果，可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。
通过故障保护和控制系统的响应，可以及时检测和隔离故障，保证电力系统的平安运行。
4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。
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。
电力系统综合实验任务书专业：电气工程及其自动化专业班级：电气081-6 学生：设计时间：11年12月12日至 12月16指导教师：曾晓辉、唐玲教研室主任：一、设计题目：不对称故障分析与计算的程序设计二、设计任务及条件任务：电力系统如图所示,输电线路、电力变压器、系统、发电机及负载的参数均标注与图中，系统图K点发生不对称短路（两相短路、单相对地短路）3和两相接地短路故障，编程分析与计算各种故障状态的短路电流、短路点电压与短路功率。
三、设计成果⑴课程设计说明书一份⑵附录：编译程序。
（matlab）MG 2G 2G 1用电负载（电动机）起动系数为.5685.0cos kW2000=ϕkV 6kV10kV10火电厂13.08.0cos 25N =''=d X MW ϕ水电厂264.0X 85.0cos MW 110d =''=ϕkV110150LGJ M 0k 5-150LGJ M k 100-120LGJ M k 100-K1T 2T 2T 3T AMV 6j 8⋅+负载%.510.5MVA 31%.5100MVA 1%.5106MVA 1变压器T 1: 型号SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9。
变压器额定容量16MV A,一次电压110KV ,短路损耗86KW,空载损耗23.5KW,阻抗电压百分值U K %=10.5,空载电流百分值I 0%=0.9. 变压器连接组标号：Ynd11变压器T 2: 型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8。
变压器额定容量31.5MV A,一次电压110KV ,短路损耗148KW,空载损耗38.5KW,阻抗电压百分值U K %=10.5,空载电流百分值I 0%=0.8. 变压器连接组标号：Ynd11变压器T 3: 型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0,变压器额定容量10MVA ，一次电压110V ，短路损耗59KW ，空载损耗16.5，阻抗电压百分比U K %=10.5，空载电流百分比I 0%=1.0。
电力系统不对称故障的分析计算电力系统不对称故障是指系统中发生了一相接地、两相短路或者两相间接地短路等故障情况。
这些故障会引起系统中电流、电压的不对称变化，给电力设备和系统带来了严重的影响和损坏。
因此，对于电力系统不对称故障的分析计算具有重要的理论和实际意义。
首先，在进行不对称故障分析计算之前，需要了解电力系统的基本参数和特性。
电力系统由发电机、变电站、输电线路和用户负载等组成，其中电力设备的参数包括电阻、电抗和电导等。
在进行计算时，需要收集和记录各个电力设备的参数。
然后，可以进行电力系统的不对称故障计算。
根据不同类型的故障情况，可以采用不同的计算方法和理论模型。
一般来说，对于发生了一相接地故障的情况，可以采用等值法来计算。
即将一相接地作为一个等效阻抗连接到系统中，然后进行系统的节点分析和电流计算。
对于发生了两相短路或者两相间接地短路的情况，可以采用对称分量法进行计算。
即将系统中的电流、电压分解为正序、负序和零序三个部分，然后分别计算其大小和方向，并根据这些结果来判断系统中的故障情况和对电力设备的影响程度。
不对称故障分析计算的输出结果主要包括故障电流、故障电压和故障功率等。
这些结果可以用来评估系统中电力设备的可靠性和安全性，并为对故障设备的维修和更换提供参考依据。
此外，还可以利用这些结果进行系统的保护和自动化控制设计，以提高电力系统的性能和可操作性。
总之，电力系统不对称故障的分析计算是电力系统研究和运行中的重要内容。
通过对故障情况的分析和计算，可以更好地了解和解决系统中的故障问题，提高系统的可靠性和稳定性，保障电力供应的安全和稳定。
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)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...................................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。
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。
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120°，与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω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，这就是负序分量。
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ﻩ1关键词ﻩ1前言ﻩ11.电力系统短路故障的基本知识ﻩ21.1 短路故障的概述ﻩ22对称分量法在不对称短路计算中的应用ﻩ22.1 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ﻩ43 简单不对称短路的分析与计算ﻩ４3.1 单相（a相）接地短路7ﻩ3.3 两相（ｂ相和c相）短路接地ﻩ74 简单不对称短路的分析与计算计算机计算程序法ﻩ８4.1 简单故障的计算程序原理ﻩ94.2 网络节点方程的形成ﻩ1０5 电力系统不对称短路计算实例ﻩ11115.1 单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算ﻩ5.2 两种计算方法的对比..................................... 1８19结语ﻩ参考资料.................................................... １9 附录:不对称短路电流计算程序ﻩ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.2.对称分量法及其在计算中的应用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：()()()()()()()()()120120120a a a a b b b b c c c c F F F F F F F F F F F F ••••••••••••=++=++=++（2．1）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 •••++=)0()0()0(c b a I I I •••)2(a I •)2(b I •)2(c I •)1(a I •)1(b I•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:120122j a ej ==-+;2240122j 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 ab a a ac a a a F F F F F a F aF F F aF a F F ••••••••••••=++=++=++（2-2) (1)2(2)2(0)11111a a b a c a F F F a a F F aa 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 •••-=∑∑222a a I Z U ••-=∑(2-5）000a 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。
