1
《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
2
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 3
表1 元件参数及阻抗
元件 基准容量(MVA) 额定电压(kV) 正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗
G1 100 20 0.15 0.15 0.05
G2 100 20 0.15 0.15 0.05
T1 100 20/220 0.10 0.10 0.10
T2 100 20/220 0.10 0.10 0.10
L12 100 220 0.125 0.125 0.30
L13 100 220 0.15 0.15 0.35
L23 100 220 0.25 0.25
0.7125
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Zf=j0.1p.u., 节点3发生三相短路；
（2）通过故障阻抗Zf=j0.1p.u.,节点3发生单相接地短路；
（3）通过故障阻抗Zf=j0.1p.u.,节点3发生相间短路；
（4）通过故障阻抗Zf=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
起始节点 终止节点 电流幅值 相角 起始节点 终止节点 电流幅值 相角
G 1 2 1
1 3 2 3
电力系统与分析第八章的答案
【篇一：电力系统分析习题集及答案(杨淑英)】
集
华北电力大学
前言
本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目 录
第一部分 电力系统稳态分析
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章 电力系统的基本概念 电力系统的元件参数及等值电路 简单电力系统的计算和分析 电力系统潮流的计算机算法 电力系统的有功功率和频率调整 电力系统的无功功率和电压调整
第二部分 电力系统暂态分析
第七章 电力系统故障分析的基本知识 第八章 同步发电机突然三相短路分析
第九章 电力系统三相短路的实用计算
第十章 对称分量法及元件的各序参数和等值电路
第十一章不对称故障的分析、计算
第十二章电力系统各元件的机电特性
第十三章电力系统静态稳定
第十四章电力系统暂态稳定
第十五章研究生入学考试试题
附录
第一部分电力系统稳态分析
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
7.4 简单不对称短路故障分析
在中性点接地的电力系统中，简单不对称短路故障有单相接地短路、两相短路以及两相接地短路。无论是哪一种短路，利用对称分量法分析时，都可以制订出正、负、零序网络，并经化简后从简化序网列写出各序网络故障点的电压平衡方程式，如式(7-11)。如果略去正常分量只计故障分量，并忽略各元件电阻，可将式(7-11)改写为
（7-45）
式中，即是短路发生前故障点的电压。
要求解出上式中的三个电流序分量和三个电压序分量，应根据不对称短路的边界条件补充三个方程式。由于短路类型不同，短路点的边界条件不同，补充的方程亦不同。下面对三种不对称短路分别进行讨论。
7.4.1 单相接地短路
设在中性点接地的电力系统中相接地短路，如图7-29，由图可列出短路点的边界条件
图7-29 单相接地短路示意图
（7-46）
将上述边界条件转化为正、负、零序分量表示
由有
即（7-47）
由有
联立求解式(7-45)和式(7-47)，即可解出、、和、、，但这种解析法较繁，工程中不适用。
若按照边界条件，将正、负、零序网串联，如图7-30所示，也可求出单相接地短路时短路点电流和电压的各序分量。这种由三个序网按不同的边界条件组合成的网络称复合序网。在复合序网中，同时满足了序网方程和边界条件，因此复合序网中的电流和电压各序分量就是要求解的未知量。
图7-30 单相接地短路复合序网
从复合序网中直接可得
（7-48）
则短路点的故障相电流为
（7-49）
在近似计算中，一般有，从式(4-129)看出，当，则单相接地短路电流大于同一地点的三相短路电流，反之则单相接地短路电流小于三相短路电流。
从序网方程式(7-45)可求出短路点电压的各序分量、、，然后利用对称分量法的合成算式即可求得短路点非故障相电压
代入和，则
（7-50） 同理可得（7-51）
