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)
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)
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
)
0()
0()
0(c b a I
I
I
?
?
?
)
2(a I
?
)
2(b I ?
)
2(c I ?
)
1(a I ?
)
1(b I ?
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 ?
?
?
++=
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 a F ???
== 负序分量： (2)a F ?
(2)(2b a
F aF ??
= 2
(
2)(2)(2)
c b
a
F a F a F ?
?
?
==
零序分量： (0)a F ? (
0)
(0
b a F F ?
?
= (
0)
(0
c a
F F ?
?
=
其中：
12012
2
j a e j
==-
+
；224012
2
j a e j
==-
-
2
10a a ++= 2
1a a +=-；3
1a =
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 a F F F a F 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)1
11311
1a 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
1
2
,,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：
111
1
a 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 ?
?
?
++=
2
1200a a a
a I aI I ?
?
?
++=
2
1200a a a aI a I I ?
?
?
++=
（3-1）
即有：
12013
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
1201
2
a a a E
I I I Z Z Z ?
?
?
?
∑===
++∑
∑
∑
111
a a U E
I Z ??
?
=-∑
∑
222a 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 ?
?
?
?
=++=
()()222120120
1b a a a a U a U aU U I a a Z a Z ???????=++=-+-??∑∑??
()()2
2
12012
1c 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2
Z 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：
1200
a a a I I I ???
++=
2
2
120120()a a a a a a a I aI I aI a I I ?
?
?
?
?
?
++=-++ （3-5）
2
2
120120a 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：
122
1
a a E I I Z Z ?
?
?
∑=-=
+∑
∑
12112
2
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 ??????
=++==∑
2
201112
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 ?
?
?
++=
12013
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 112
3
//a E I Z Z Z
?
?
∑=
+∑
∑∑
02
1
2
a a Z I
I
Z Z ??∑
=-+∑
∑
（3-10）
20
1
2
a a Z I
I
Z Z ??∑
=-+∑
∑
20
1
2
1
11
2
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 ?
?
?
?
=++=
20
2
2
1
2
1
20b
a a a a Z aZ I a I
aI
I
I
a Z Z ???????
+∑∑ ?=++=-
+
?∑∑??
2
20
2
1
2
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：
2
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
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
﹝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
表4-1不对出故障处的各序电流电压计算公式。
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
2
K 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 ..
.....
.
..1
111 网络节点方程：?
?
*=U Y I （4-5）
??????
???????
?*??
????????
??=??????
???????
??
?
?
?
????U
U U
U
Y Y Y Y I I I I nn n n 1111...
.
.
..
. （4-6）
5 电力系统不对称短路计算实例
5.1例1.已知各元件参数如下：发电机G1的容量为100MVA,G2为200MVA,额定电压均为10.5KV,次暂态电抗"d
X
均为0.2；变压器T1的容量为100MVA ，T2为200MVA,变比均为10.5/115KV ，短路电
压百分数均为10；三条电力线路（1l 、2l 、3l ）的参数均为115KV,60km ，电容为0.008μF/km,电
抗10.44/km x =Ω；负荷L1为50MW ，cos 0.985?=；负荷L2为100MVA ,cos 1?=。两台发电机中性点均不接地；两台变压器为YN,d 连接，发电机侧为三角形连接，YN 侧中性点直接接地；三条电力线路的零序电抗均为0.20（以50MVA 为基准值） 试求b 、c 两相接地短路时故障点的短路电流（0
f
g
Z
Z
==）
图4.10电力系统图
方法一：解析法
1 元件标幺值的计算 取50()B MV A S =?,B
av
U U
=
发电机
发电机G1正序电抗标幺值由式（1.4）得1(1)
500.20.5100
G X =?
=。发电机正序电抗标幺值等于负序
电抗标幺值等于零序电抗标幺值，即1(1)
1(2)
1(0)
0.5G G G X
X X
===
发电机G2正序电抗标幺值由式（1.4）得2(1)
500.20.05200
G X =?
=。发电机正序电抗标幺值等于负
序电抗标幺值等于零序电抗标幺值，即2(1)
2(2)
2(0)
0.05G G G X X X
===
变压器
变压器T1正序电抗的标幺值由式（1.6）得1(1)500.10.05100
T X =?
=。变压器正序电抗标幺值等于
负序电抗标幺值等于零序电抗标幺值，即1(1)1(2)1(0)0.05T T T X X X === 变压器T2正序电抗的标幺值由式（1.6）得2(1)500.10.025200
T X =?
=。变压器正序电抗标幺值等于
负序电抗标幺值等于零序电抗标幺值，即2(1)2(2)2(0)0.025T T T X X X === 线路
线路1l 正序电抗标幺值由式（1.8）得1(1)
2
50
0.44600.1115
l X
=??
=。
线路正序电抗标幺值等于负序电抗标幺值1(1)
1(2)
0.1l l X X
==；线路零序电抗标幺值为0.2（已知）
线路2l 正序电抗标幺值由式（1.8）得2(1)
2
50
0.44600.1115
l X
=??
=。线路正序电抗标幺值等于负
序电抗标幺值2(1)
2(2)
0.1l l X
X
==；线路零序电抗标幺值为0.2（已知）
线路3l 正序电抗标幺值由式（1.8）得2(1)
2
50
0.44600.1115
l X =??
=。线路正序电抗标幺值等于负
序电抗标幺值2(1)
2(2)
0.1l l X X
==；线路零序电抗标幺值为0.2（已知）
负荷阻抗 22
11
1
11
1
12222
1
1
112
21
1
2
2
50
8.75
505010.17
50.7650.76
L B L B L L L L L L av
L av L L B
B
L L j j
j
j U S U S Q Z
R X
P S
U
S
U Q P S S S
S
=+=
+
=
+=
?+?=+
22222
22
2
2
22222
2
22222
2
2
100
5000.5
100
L B L B L L L L L L av
L av
L L B B
L L j j
j U S U S Q Z
R X
P S
U
S
U
Q P S S S
S
=+=
+
=
+=
?+=
2 化简网络 本例为电力系统短路的近似计算，可作以下化简：
(1)令电源电动势标幺值为1，即""
121G G E E ==;
(2)不计负荷影响，将1L Z 略去； 化简后的等值网络如图4.11所示
图4.11 等值网络图
3不对称短路计算 正序等值电路图 如图4.12
图4.12 正序等值电路图
下面通过对图4.12进行简化求得网络的正序阻抗 如图4.13
（a ） （b ） （c ） （d ） （e ） 图4.13 电路简化流程图（a ）～（e ） 由图4.13（e ）得 10.1014j Z ∑= 负序等值电路图如图4.14
图4.14 负序等值电路图
（a ） (b) (c) (d) (e)
图4.15电路简化流程图（a ）～（e ） 由图4.15（e ）得 20.1014j Z ∑= 3）零序等值电路图如图4.16
图4.16 零序等值电路图
下面对图4.16进行化简求得网络零序阻抗
（a ） （b ） （c ） （d ）
图4.17电路简化流程图（a ）～（d ） 由图4.17（d ）得 00.1179j Z ∑= 4）计算故障点各序电流 设 311a U = 则b 、c 两相接地短路时
(1.1)51515250152501
6.41
0.10140.11790.10140.10140.1179
a a j j j j j j U
I Z Z Z Z Z ∑∑∑∑∑
=
=
=-?+
+
++
(1.1)
50(1.1)
52
5152500.1179
j6.41j3.446
0.10140.1179
a a j j j Z I I Z Z ∑∑∑
=-=--=++ （） (1.1)
(1.1)
525051
52520.1014
j6.41j2.964
0.10140.1179
a a j j j Z I
I Z Z ∑∑∑
=-=--=++ （）
5）计算故障点三相电流实际值 b 、c 两相接地短路时
(1.1)(1.1)(1.1)(1.1)25515250B b a a a a a I I I I I ??=++?
? [](0.50.866)( 6.41)(0.50.866)( 3.44) 2.970.25j j j j j =---+-++?
(8.53 4.45)0.25 2.14 1.11()j j KA =-+
?=-+
(1.1)(1.1)(1.1)
(1.1)2551
5250B c
a a a a a I I I I I ??=+
+??
(8.53 4.45)0.25 2.14 1.11()
j j KA =+
?=+
(1.1)
(1.1)
55 2.411()c b KA I I ==
=
方法二、计算机程序法
1由式11112
2
(110%)/(15%)/B B U U K U
U
+=+，111T K K = ,122T K K = 得
11(110%)110/115 1.05(15%)10/10.5K +==+；
11(110%)110/115 1.05(15%)10/10.5
K +=
=+；
2正序导纳标幺值Y 矩阵
Y 矩阵的形成：正序电抗标幺值和对地电容标幺值的等值电路图如图(4.18)
图4.18 正序电抗标幺值和对地电容标幺值的
等值电路图 及Y 1正序导纳矩阵如下：
对地导纳20B
B
l
U
b Y S *=
??
2
6
20.020'.0
113140.0080.022250
115
10j j Y Y Y -*
===????=2
6
21.021'.0
113140.0080.02
2250
115
10
j
j Y
Y
Y -*==
=????
=
2
6
22.022'.01
13140.0080.022
2
50
11510
j
j Y Y Y
-*
===????=
其中，Y 0.20是图(4.18)节点 -④得对地导纳之半，Y 0.21 Y 0.22分别为节点③-⑤、④- ⑤的对地导纳之半。Y 矩阵中的元素为 11101311030
0.05
j j j y y Y =+=-+
=-；120Y =；131311
119.05
0.05 1.05
j j y Y k =-
=-
=?
140Y =；150Y =
12
210Y Y ==；22
24
20112040600.05
0.025
j j j j j y Y
Y
=+=
+
=--=-；23
Y
=
2424
121
39.100.025 1.05
j j y Y k =-
=-
=?；25
Y
=
133111
19.05j y Y k =-=；3223
0Y Y
==；
31
333520.021.03422
11
11120.020.1
0.1
0.05 1.05j j j j y y y y Y Y k =++
++=?+
++
?
0.0418.14101038.10j j j j j =
---=-
41140Y Y ==；422439.10j Y Y ==；433410j Y Y ==；
4244
45
20.022.0432
2
12
1110.040.1
0.1
0.025 1.05j j j j y y y y Y Y
k =++++=+
+
+
?
0.0436.282056.24j j j j =
--=-；
45
110
0.1
j j Y
=-
=；
51150Y Y ==；52250Y Y ==；533510j Y Y ==；544510j Y Y ==；5021.022.00.04j y y y =+=
55
505354110.0419.96
0.1
0.1
j j j j y y y Y =
++=
+
+
=-
(1)
30
019.0500
060039.100
19.05038.101010039.101056.241000
10
10
19.96j j j j j j j j j j j j j j j Y -???
?-?
???
=-??-????-?
?
3负序阻抗Y 矩阵
同理得负序阻抗标幺值和对地电纳标幺值的等值电路图如图(4.19)
图4.19 负序阻抗标幺值和对地电纳标幺值的
等值电路图
及Y
)2(负序导纳矩阵如下
(2)
30019.0500
060039.100
19.05038.101010039.101056.241000
10
10
19.96j j j j j j j j j j j j j j j Y
-???
?-?
???=-??-????-?
?
4零序Y 矩阵
同理零序电抗标幺值的等值电路得图如图(4.20)所示
图4.20 零序电抗标幺值的等值电路图
及Y )0(负序导纳矩阵如下
31(0)
33(0)
35(0)34(0)2
2
11
11128.140.2
0.2
0.05 1.05
j j j j y y y Y k =
++=
+
+
=-?
34(0)34(0)15
0.2
j j y Y =-=-
=；35(0)35(0)150.2
j j y Y =-=-
=；43(0)
34(0)15
0.2
j j y Y
=-=-
=；
42(0)44(0)
43(0)45(0)
22
12
11
136.281046.280.2
0.2
0.025 1.05j j j j j j Y
Y
Y Y
k =
++=
+
+
=--=-?；
45(0)45(0)150.2j j y Y =-=-
=；
53(0)
53(0)150.2
j j y Y =-=-
=；54(0)54(0)15
0.2
j j y Y =-=-
=；55(0)53(0)54(0)10j y y Y =+=-
(0)
00000
00000
0028.14
5
500546.28
500
5
5
10j j j j j j j j j Y ????????
=-??-????-?
?
5求不对称电流及故障电压
由式（3.19）及3.2.1节相关知识，运用高斯消去程序法[11]解得, K5点发生两相短路时的转移阻抗值：
15(1)25(1)35(1)45(1)55(1)0.04110.03730.06480.05720.1013j j j j j Z Z Z Z Z ??
??
??
??????
??
??=????
??????
????????
1
5(2
)25(2)35(2)45(2)5
5(
2)0.0411
0.0373
0.06480.0572
0.1015j j j j j Z Z Z Z Z ???
???
??
??
??
????=????
??????
????
????
1
5(0
)25(0)35(0)45(0)5
5(
0)0
0.0408
0.01840.1182
j j j Z Z Z Z Z ???
?
??
????
????
??=????????
??
????
????
对于b 、c 两相接地短路，有
55(2)55(0)(1.1)
55(2)55(0)
0.10150.11820.055
0.10150.1182
j j j j j Z Z Z Z Z ?
?=
=
=++
(1.1)
1.5m
=
==则
5(1)(1.1)51
(1.1)
55(1)1
6.40
0.10130.055
a a j j j U I Z Z
?
=
=
=-++
(1.1)
51 6.40a I =
(1.1)(1.1)(1.1)(1.1)5515 1.5 6.400.25 2.4()B c a b KA m I I I I ===??=(在此0.25B KA I =)
5.2两种计算方法的对比
下面将解析法与计算机程序法进行简单比较。将例子结果如表5-1下：
表5-1解析法与计算机程序法数据
南昌工程学院 课程设计 (论文) 机械与电气工程学院电气工程及其自动化专业课程设计（论文）题目电力系统短路电流计算 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2013 年11 月30 日
成绩： 评语： 指导教师： 年月日
南昌工程学院 课程设计（论文）任务书
机械与电气工程学院 10电气工程及其自动化专业班学生： 日期：自 2013 年 11 月 18 日至 2013 年 11 月 30 日 指导教师： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室：电气工程教研室主任： 附录：短路点的设置如下，计算时桥开关和母连开关都处于闭合状态。
一、取基准容量： S B=100MVA 基准电压：U B=U av 二、计算各元件电抗标幺值： =0.0581， (1)X L=0.401Ω／km ，L1=16.582km L2=14.520km ，X d1=X d2=X'' d 系统电抗标幺值X'' =0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型 d 线路长度一条为16.582km,另一条为14.520km.。 (2)主变铭牌参数如下： 1﹟主变：型号 SFSZ8-31500/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=10.47 U K(3-1)=18 U K(2-3)=6.33 短路损耗（kw） P K(1-2)=169.7 P K(3-1)=181 P K(2-3)=136.4 空载电流（%） I0(%)=0.46 空载损耗（kW） P0=40.6 2﹟主变：型号 SFSZ10-40000/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=11.79 U K(3-1)=21.3 U K(2-3)=7.08 短路损耗（kW） P K(1-2)=74.31 P K(3-1)=74.79 P K(2-3)=68.30 空载电流(%) I0(%)=0.11 空载损耗（kW） P0=26.71 (3)转移电势E∑=1
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。
轉騎44焙 电力系统设计 设计人______________ 专业_______________ 学号_______________ 指导老师____________ 日期_______________ 成绩
Z 、设计题目2:电力系统短路计算 、电力系统原理接线图 A1 U 220 Kg 电力系统元件型号敕据 如图所示 衍3萨示 MCL — 10 1000 X R %=10 输电线路 LK L2 LGJ —300 60KM L3. L4 LGJ —300 80KM L5. L6 LGJ —300 20KM L7. L8 LGJ —300 20KM 四、设计任务 4.2短路类型的短路电流计算 4.3不同点短路时的短路电流计算 4.3.1 计算2M 母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 220-
432 计算5M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.4输电线上的短路电流 计算5M母线上发生三相短路，流到1L~8L上的短路电流。 4.5任意时刻短路电流的计算 计算4M母线上发生三相短路，分别计算t=Os, t=0.2s, t=4s, 过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。 五、设计说明书撰写要求 1. 设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。 2. 数据列表分析明晰，需要列表的有： 不同短路类型的短路电流计算结果 不同点短路时的短路电流计算结果 任意时刻短路电流的计算结果 课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文献 故障点流、参考
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。
第七章电力系统的短路计算华中科技大学电力工程系 罗毅 luoyee@https://www.doczj.com/doc/cb13405778.html, 87544274(o)
本章习题 P214-216：7-2、3、5、6、7、11、12 11月3日（星期三）交
学习目标 ?掌握无限大功率电源系统三相短路计算?掌握有限容量电源系统三相短路计算?掌握序阻抗的基本概念；掌握各元件的各序等值电路及其序阻抗的确定方法?掌握应用对称分量法分析不对称短路的方法，序网方程，复合序网 ?掌握电力系统发生简单不对称短路时的短路电流计算
学习方法 ?1、理解短路计算涉及的基本概念是短路计算的基础； ?2、注意各种短路的物理过程及短路的分析过程，而不是简单地记忆相关公式；
电力系统的短路故障 短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。 一、短路的原因及其后果 ?短路的原因 ?电气设备及载流导体因绝缘老化，或遭受机械损 伤，或因雷击、过电压引起绝缘损坏； ?架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等，或 因鸟兽跨接裸露导体等； ?电气设备因设计、安装及维护不良所致的设备缺 陷引发的短路； ?运行人员违反安全操作规程而误操作，如带负荷 拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除接地线就 加上电压等。
电力系统的短路故障 ?短路的后果 ?强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加，短路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁； ?巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可能使导体变形、扭曲或损坏； ?短路将引起系统电压的突然大幅度下降，系统中主要负荷异步电动机将因转矩下降而减速或停转，造成产品报废甚至设备损 坏； ?短路将引起系统中功率分布的突然变化，可能导致并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定性，造成大面积停电。这是 短路所导致的最严重的后果。 ?巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时，不平衡电流所产生的不平衡交变磁场，对周围的通 信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰。
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
辽宁工业大学 《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相短路计算与仿真（2） 院（系）：工程技术学院 专业班级：电气工程及其自动化 学号： 学生姓名： 指导教师：王 教师职称 起止时间：15-06-15至15-06-26
课程设计（论文）任务及评语
摘要 目前，随着科学技术的发展和电能需求的日益增长，电力系统规模越来越庞大，电力系统在人民的生活和工作中担任重要的角色，电力系统的稳定运行直接影响人们的日常生活，因此，关于电力系统的短路计算与仿真也越来越重要。 本论文首先介绍有关电力系统短路故障的基本概念及短路电流的基本算法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。最后，通过MATLAB软件对两相接地短路故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。 关键词：电力系统分析；两相接地短路；MATLAB仿真
目录 第1章绪论 (1) 1.1短路的原因、类型及后果 (1) 1.1.1电路系统中的短路 (1) 1.1.1短路的后果 (1) 1.2短路计算的目的 (2) 第2章电力系统不对称短路计算原理 (3) 2.1对称分量法基本原理 (3) 2.2三相序阻抗及等值网络 (3) 2.3 两相不对称短路的计算步骤 (4) 2.4两相（b相和c相）短路 (4) 第3章电力系统两相短路计算 (7) 3.1系统等值电路的化简 (7) 3.2两相短路计算 (9) 第4章短路计算的仿真 (11) 4.1仿真模型的建立 (11) 4.2 仿真结果及分析 (11) 第5章总结 (14) 参考文献 (15)
电力系统设计 设计人__________专业__________ 学号__________指导老师__________日期__________成绩__________
一、设计题目2：电力系统短路计算 二、电力系统原理接线图 四、设计任务 4.1计算系统各元件的电抗以av B B U U MVA S ==,100为基准 4.2 短路类型的短路电流计算 4.2.1 当发电机电势取08.1=E 时 计算4M 母线发生三相短路，两相短路，单相短路流到短路点的短路电流。 4.3不同点短路时的短路电流计算
4.3.1 计算2M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.3.2 计算5M母线上发生三相短路流到短路点的短路电流。 4.4输电线上的短路电流 计算5M母线上发生三相短路，流到1L~8L上的短路电流。 4.5任意时刻短路电流的计算 计算4M母线上发生三相短路，分别计算t=0s, t=0.2s, t=4s,故障点流过的短路电流周期分量及各电源的短路电流。 五、设计说明书撰写要求 1.设计内容全面，说明部分条理清晰，计算工程详略得当。 2.数据列表分析明晰，需要列表的有： 不同短路类型的短路电流计算结果 不同点短路时的短路电流计算结果 任意时刻短路电流的计算结果 课程设计说明书装订顺序：封面、成绩评审意见表、任务书、目录、正文、参考文献
目录 1. 绪论 1.1电力系统三大计算................................................. (5) 1.2电力系统短路故障概述 (5) 2.短路电流分析 2.1对称分量法................................................. . (6) 2.2序网络................................................. (6) 3.正文 3.1不同短路类型的短路电流计算 (7)
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)
(电力行业)电力系统短路计 算课程设计
成绩： 评语： 指导教师： 年月日
南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 一、课程设计(论文)题目： 电力系统短路计算 二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 1、系统图及参数见附录 2、分组分别计算K1、K2、K3点单相接地短路、两相短路、两相短路接地及三相短路下的短路电流:周期分量有效值的有名值、短路冲击电流的有名值、短路容量； 3、对上述情况下的短路电流进行分析比较。 三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：共2周 1、复习短路计算基本方法（11.18～11.20） 2、对各短路点进行短路电流计算（11.21～11.26） 3、整理设计说明书（11.27～11.30） 四、主要参考资料： 1、《电力系统分析》孟祥萍高等教育出版社 2、《电力系统基础》陈光会王敏中国水利电力出版社 3、《电力系统分析》（上册）何仰赞等华中理工大学出版社
机械与电气工程学院10电气工程及其自动化专业班学生： 日期：自2013 年11 月18 日至2013 年11 月30 日指导教师： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室：电气工程教研室主任： 附录：短路点的设置如下，计算时桥开关和母连开关都处于闭合状态。
一、取基准容量： S B=100MVA基准电压：U B=U av 二、计算各元件电抗标幺值： (1)X L=0.401Ω／km，L1=16.582kmL2=14.520km，X d1=X d2=X=0.0581， 系统电抗标幺值X=0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型线路长度一条为16.582km,另一条为14.520km.。 (2)主变铭牌参数如下： 1﹟主变：型号SFSZ8-31500/110 接线Y N d11 变比110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%）U K(1-2)=10.47U K(3-1)=18U K(2-3)=6.33 短路损耗（kw）P K(1-2)=169.7P K(3-1)=181P K(2-3)=136.4 空载电流（%）I0(%)=0.46 空载损耗（kW）P0=40.6 2﹟主变：型号SFSZ10-40000/110 接线Y N d11 变比110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%）U K(1-2)=11.79U K(3-1)=21.3U K(2-3)=7.08 短路损耗（kW）P K(1-2)=74.31P K(3-1)=74.79P K(2-3)=68.30 空载电流(%)I0(%)=0.11
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/cb13405778.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
电力系统分析课程设计报告 电力系统短路电流计算 一、 原始资料 1、电力系统接线如下图所示： 135 42G ~G ~ LD G1 G2T1T2L34L35L45 6 T3 2、参数如下： 发电机G1：60MV A ，20.15,=1.0 d X X E ''''== 发电机G2：35MV A ，20.21,=1.0 d X X E ''''== 变压器T1：50MV A ，%10.5 k U =，10.5/110kV 变压器T2：31.5MV A ，%10.5 k U =，10.5/110kV 变压器T3：63MV A ，%10.5 k U =，110/11kV 线路L34：30km ，(1)(0)(1)0.4/,5x km x x =Ω= 线路L35：40km ，(1)(0)(1)0.4/,5x km x x =Ω= 线路L45：50km ，(1)(0)(1)0.4/,3x km x x =Ω=
负荷LD ：50N S MVA 3、其他条件如下： 变压器T1、T2和T3的低压侧均为Δ接线，高压侧均为Y N 接线。 其中T1和T2的高压侧直接接地，T3的高压侧经0.5Ω电阻接地。 二、 设计内容 1、当节点5发生单相接地短路时，计算起始次暂态短路电流和电压的周期分量； 2、当节点5发生两相短路时，计算起始次暂态短路电流和电压的周期分量； 3、当节点5发生两相接地短路时，计算起始次暂态短路电流和电压的周期分量。 三、 设计内容 提交课程设计报告一份 1、报告阐明设计内容、分析计算过程、最终结论并附必要图表。 2、要求报告书写整齐，条理分明、表达正确、语言简洁。 3、要求计算无误，分析论证过程清楚。 4、根据教学计划，课程设计自2011年11月7日至2011年11月20日。
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