电力系统短路计算课程设计
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算是电力系统设计和运行中非常重要的一项工作。短路电流是指在系统发生故障时电流的最大值，通常由短路电流计算来确定。短路电流的计算对于保护设备的选择、电路设计和系统运行状态的分
析都具有重要意义。
短路电流计算主要分为对称分量法和非对称分量法两种方法。下面将
对这两种方法进行详细介绍。
1.对称分量法：
对称分量法是一种传统的短路电流计算方法，它将三相电流分解为正序、负序和零序三个对称分量，然后再计算每个分量的短路电流。
对称分量法的计算步骤如下：
a.首先需要确定系统的短路电流初始值。可以通过测量系统的各个节
点电压和电流来获得。一般来说，短路电流初始值取系统额定电流的2-3倍。
b.将系统的正常运行条件下的三相电流表示为复数形式：iA,iB和iC。
c.计算三相电流的正序分量：I1=(iA+α^2*iB+α*iC)/3，其中
α=e^(j2π/3)，j为虚数单位。
d.计算三相电流的负序分量：I2=(iA+α*iB+α^2*iC)/3
e.计算三相电流的零序分量：I0=(iA+iB+iC)/3
f.计算每个分量的短路电流。可以使用短路电流公式和阻抗矩阵来计算。例如，正序分量的短路电流I1'=Z1*I1，其中Z1为正序阻抗。
g.将三个分量的短路电流叠加得到总的短路电流。
2.非对称分量法：
非对称分量法是一种更加准确的短路电流计算方法，它考虑了系统故
障时的非对称特性，可以更好地反映系统的短路电流分布。
非对称分量法的计算步骤如下：
a.获取系统正常运行条件下的三相电流。
b. 将三相电流转换为abc坐标系下的矢量形式。
第三章：电力系统三相短路实用计算
引言:上一章讨论了一台发电机三相短路电流,分
析过程复杂，很难再实际工程中应用。本 章将介绍在实际工程中求解三相短路电流 的有关方法。
内容：
§3－1 ：交流电流初始值的计算 §3－2 ：转移阻抗及其求法 §3－3 ：应用运算曲线求任意时刻的短路电流 §3－4 ：计算机计算复杂系统短路电流交流分量 初始值的原理
实际手算时往往采用近似计算，即忽略综合负荷，且认 为短路前电源电动势E”以及网络各点电压均等于1，则 有：
I f 1/ jx
四、化简：
§3－2：应用运算曲线求任意时刻短路点的短路
电流 目的：由于运算中求任意时刻的短路电流比较烦琐，在 实际计算中引入了运算曲线 一：运算曲线的制定 正常运行的系统，在额定电压和额定功率时，按 50%的负荷接在变压器的高压母线上，50%的负荷 在短路点外． f ( 3) U
若以
10.2 0 为参考相量，即： U f 0 0 Uf 0 10.5
则正常情况下电路中的工作电流为：
20 10 3 I0 36.9 0 1415 36.9 0 0.8 3 10.2
以标么值表示则为：
1415 36.90 0.86 36.90 0.69 j 0.52 I0 1650
' E4'
E
'' 2
电力系统两相短路计算与仿真(4)
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（4）
院（系）：工程技术学院
专业班级：电气工程及其自动化12
学号：
学生姓名：
指导教师：
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
课程设计（论文）任务原始资料：系统如图
各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）：
T1：电阻0.01，电抗0.16，k=1.05，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；
T2：电阻0，电抗0.2，k=0.95，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；
L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03；
L23: 电阻0.025，电抗0.06，对地容纳0.028；
L34: 电阻0.015，电抗0.06，对地容纳0.03；
G1和 G2：电阻0，电抗0.07，电压1.03；负荷功率：S1=0.5+j0.18；
任务要求：当节点4发生B、C两相金属性短路时，
1 计算短路点的A、B和C三相电压和电流；
2 计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流；
3 计算各条支路的电压和电流；
4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻BC两相短路进行Matlab仿真；
5 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。
指导教师评
语及成绩
平时考核：设计质量：论文格式：
总成绩：指导教师签字：
年月日G G
G1 T1 2 L24 4 T2 G2
1:k k:1
L23 L34
3
S1
摘要
在电力系统的设计和运行中，必须考虑到可能发生的故障和不正常运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统短路故障有较深刻的认识外，还必须熟练账务电力系统的短路计算。这里着重接好电力系统两相短路计算方法，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。
不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)
02
在设计过程中，我们采用了多种分析 方法，包括数学建模、电路分析、仿 真实验等，对不对称短路故障进行了 全面而深入的研究。这些方法的应用 有助于我们更好地理解电力系统的运 行机制，并为实际工程应用提供理论 支持。
03
通过本次课程设计，我们不仅掌握了 不对称短路故障的分析与计算方法， 还提高了解决实际问题的能力。同时 ，在设计过程中，我们也遇到了一些 挑战和困难，例如如何准确建立计算 模型、如何处理复杂的数据等。这些 挑战促使我们不断思考和探索，提高 了我们的解决问题的能力。
不对称短路故障分析与 计算(电力系统课程设计)
contents
目录
• 引言 • 不对称短路故障分析 • 不对称短路故障计算方法 • 不对称短路故障的预防与处理 • 电力系统不对称短路故障案例分析 • 结论与展望
引言
01
课程设计的目的和意义
掌握电力系统不对称短路故障的基本原理和计算 方法
培养解决实际问题的能力，提高电力系统安全稳 定运行的水平
不对称短路故障的应急预案
制定应急预案
针对可能发生的不对称短路故障，制 定详细的应急预案，明确应急处理流 程和责任分工。
培训和演练
对应急人员进行培训和演练，提高应 急处理能力和响应速度。
备品备件管理
储备足够的备品备件，确保在故障发 生时能够及时更换和修复设备。
8-电力系统不对称短路的分析与计算
特点： 对对称三相相量而言，只需知道其中一相，即 可根据对称关系求的其他两相的值。
II. 不对称三相电流、电压向量：
定义：三相相量的幅值不等或相角差不等； 特点： 无法根据其中一相的值计算出其他两相的值。
不对称三相电压的向量表示：
C
B
Uc N
Ub
Ua
A
Ibd
I cd
Id
由于导线有对地电容，中性点不接地系统中一相 接地时，流过接地点的接地电流为纯容性电流 （非短路电流）。
补充——中性点接地方式
经消弧线圈接地（属于不接地方式）
C Uc N
B
Ub
Ua
A
Ibd
I cd
Id
B
C
Ubd
Ub N Uc
U cd
Icd U N U a
Id
A Uad 0
2U B
2U A
t
t
2U C
相序： A—>C—>B：1200 三相负序电压向量
负序电流波形图
i 2Isin(t ) A C B
t
相序： A—>C—>B：1200
iA 2Isin(t A )
2 IA
2 IB
t
2 IC
三相负序电流向量
第三章 电力系统三项短路电流的使用计算
xd1
xd2
x1
x2
G1
G2
x13
x23
U f |0| U f |0|
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（3）短路电流使用计算步骤
E1|0| xd1
E2|0| xd2
x1
x2
E1|0| xd1
E2|0| xd2
x1
x2
x13
x23
U f |0|
x13
x23
U f |0|
有阻尼绕组 jxd
jxd 无阻尼绕组
E
E
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
•起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量） 的初值。
•静止元件的次暂态参数与稳态参数相同。
•发电机：用次暂态电势 E 和次暂态电抗 X d
表示。
E G 0 U G 0 jX dIG 0
以图为例进行说明。
二、网络变换与化简
3. 利用网络的对称性化简
网络接线图
等值电路
利用电路的对称性进行网络简化
简化后的等值电路
二、网络变换与化简
4. 电流分布系数法
(1) 电流分布系数的基本概念
电流分布系数的定义：
取网络中各发电机的电势为零，并仅在网络中某
一支路（如短路支路）施加电势 E ，在这种情
电力系统短路电流计算及标幺值算法
第七章短路电流计算
Short Circuit Current Calculation
§7-1 概述General Description
一、短路的原因、类型及后果
The cause，type and sequence of short circuit
1、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）发生通路的情况.
2、短路的原因:
⑴元件损坏
如绝缘材料的自然老化,设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路.
⑵气象条件恶化
如雷击造成的闪络放电或避雷器动作;大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等.
⑶违规操作
如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压.
⑷其他原因
如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等.
3、三相系统中短路的类型：
⑴基本形式: )3(k—三相短路;)2(k-两相短路；
)1(
k—单相接地短路；)1,1(k-两相接地短路;
⑵对称短路:短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路；
不对称短路:短路后，各相电流、电压不对称；
如两相短路、单相短路和两相接地短路.
注：单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重. 4、短路的危害后果
随着短路类型、发生地点和持续时间的不同,短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的
危险后果一般有以下几个方面.
（1） 电动力效应
短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导
体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭
到破坏。
（2） 发热
短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备
变电站设计短路计算范文
变电站设计短路计算范文
一、变电站短路计算的基本概念
变电站短路计算是现代电力系统的一项重要可靠计算，它是用来定量
确定变电站系统内的有效短路电流分布和故障电流大小的计算。以及由此
可以确定出受短路电流冲击的变压器、高压变压器、低压变压器、线路等
设备的最大承载电流、电流折减系数等关键参数。
这些参数是用来决定变电站设备容量的重要依据，是电力工程设计、
运行管理以及技术经济分析的基础。因此，变电站短路计算受到各方电力
工程设计者和运行管理者的重视，是一项可靠且经济的设计工作。
变电站短路计算一般需要根据变电站的短路分析图，分析各变电站设
备及线路联结关系，然后根据短路电流的发生原理，构建短路计算方程组，并借助计算机程序求解短路电流。
二、变电站短路计算方法
1、短路计算分析图构建
2、构建短路计算方程
根据磁电力学理论。
短路故障分析及计算
目录
引言 (2)
1电力系统短路故障说明 (3)
2短路故障分析计算（解析法） (6)
2.1各元件电抗标幺值的计算 (6)
2.2短路次暂态电流标幺值计算 (9)
2.3三相短路电流及短路功率计算 (11)
3 Y 矩阵计算法 (12)
4两种算法分析 (15)
4.1解析法计算结果 (15)
4.2 Y 矩阵计算结果 (15)
致谢 (16)
参考文献 (17)
引言
在电力系统可能发生的各种故障中，对系统危害最大，而且发生概率最高的是短路故障。所谓短路，是指电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接。在电力系统正常运行时，除了中性点外，相与相或相与地之间是相互绝缘的。如果由于绝缘破坏而造成了通路，电力系统就发生了短路故障。
电力系统短路出现的原因：
①电气设备载流部分的绝缘损坏；
②操作人员违反安全操作规程而发生误操作；
③鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或咬坏设备、导线绝缘层。
电力系统短路的后果：
①短路时会产生很大电动力和很高温度，使短路电路中元件受到损坏和破
坏，甚至引发火灾事故。
②短路时，电路的电压骤降，将严重影响电气设备的正常运行。③短路时保护
装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠
近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。
④严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去
同步，造成系统解列。
⑤不对称短路将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至发生误动作。
短路电流的计算目的：
短路计算是为了正确选择和校验电气设备，准确地整定供配电系统的保护装
电力系统的短路计算仿真实验报告
广州大学学生实验报告
开课学院及实验室： 2014年 12 月11 日
学院机械与电气
工程
年级、专
业、班
姓名学号
实验课程名称电力系统分析实验成绩
实验项目名称实验三电力系统的短路计算仿真指导老师
一、实验目的
了解PSCAD/EMTDC软件的基本使用方法，学会用其进行电力系统短路分析。
二、实验原理
运用短路时电压电流的计算方法，结合PSCAD软件，进行电力系统短路分析。
三、使用仪器、材料
计算机、PSCAD软件
四、实验步骤
1. 新建项目文件
启动软件，选择File/New/Case，在项目窗口就出现一个默认为noname的例子，点保存，出现保存文件对话框，填好保存路径和文件名。双击项目栏中的文件名，右侧显示空白工作区。
2. 构造电气主接线图
1）在Master Library库中找到所需的元件或模型，复制到工作区，或从元件库栏直接选中元件到工作区。所需元件有三相电压源、断路器和输电线（选用集中参数PI模型）。双击元件出现参数设置对话框，在Graphics Display下拉框中有3 phase view和single line view选项，分别表示三相视图和单线视图，本例将系统画为三相视图，如图3所示：
图3元件
2）将元件正确地连接起来。连线方法：鼠标在按钮上点一下，拿到工作区后变为铅笔状，点左键，移动鼠标画线，若再点左键可转向画，再点右键画线完成。连好后将鼠标再在按钮上点一下则恢复原状了。连接后如图4所示：（注：右端开路也可以无穷大电阻接地表示）
图4元件连接图
3. 设置元件参数（参照第二章方法）
电源参数：容量400MV A，220KV，50Hz，相角0度，内阻1欧，其余用默认参数；
电力系统分析短路计算——电力系统各序网络的建立
2.7电力系统各序网络的建立
2.7.1概述
当电力系统发生不对称短路时，三相电路的对称条件受到破坏，三相电路就
成为不对称的了。但是，应该看到，除了短路点具
有某种三相不对称的部分外，系统其余部分仍然可
以看成是对称的。因此，分析电力系统不对称短路
可以从研究这一局部的不对称对电力系统其余对称
部分的影响入手。
现在根据图7-32所示的简单系统发生单相接地
短路（a 相）来阐明应用对称分量法进行分析的基
本方法。
设同步发电机直接与空载的输电线路相连，其中性
点经阻抗接地。若在a 相线路上某一点发生接地故
障，故障点三相对地阻抗便出现不对称，短路相
0Z a =，其余两相对地阻抗则不为零，各相对地电
压亦不对称，短路相0U a =，其余两相不为零。但是，除短路点外，系统其余部分每相的阻抗仍然相等。可见短路点的不对称是使原来三相对称电路变为不对称
的关键所在。因此，在计算不对称短路时，必须抓住这个关键，设法在一定条件下，把短路点的不对
称转化为对称，使由短路导致的三相不对称电路转化为三相对称电路，从而可以抽取其中的一相电路进行分析、计算。
实现上述转化的依据是对称分量法。发生不对称短路时，短路点出现了一组不对称的三相电压（见图7-33(a)） 。这组三相不对称的电压，可以用与它们的大小相等、方向相反的一组三相不对称的电势来替代，如图7-33(b) 所示。显然这种情况同发生不对称短路的情况是等效的。利用对称分量法将这组不对称电势分解为正序、负序及零序三组对称的电势（见图7-33(c)） 。由于电路的其余部分仍然保持三相对称，电路的阻抗又是恒定的，因而各序具有独立性。根据叠加原理，可以将图7-33(c)分解为图7-33(d)(e)(f) 所示的三个电路。图7-33(d) 的电路称为正序网络，其中只有正序电势在起作用，包括发电机电势及故障点的正序电势。网络中只有正序电流，它所遇到的阻抗就是正序阻抗。图7-33(e)的电路称为负序网络。由于短路发生后，发电机三相电势仍然是对称的，因而发电机只产生正序电势，没有负序和零序电势，只有故障点的负序分量电势在起作用，网络中只有负序电流，它所遇到的阻抗是负序阻抗。图7-33(f) 的电路称为零序网络，只有故障点的零序分量电势在起作用，网络中通过的是零序电流，它所遇到的阻抗是零序阻抗。由此可见，不对称短路时的负序及零序电流，可以看作是由短路点处出现的负序及零序电势所产生的。
第三章电力系统三相短路电流的实用计算
第三章 电力系统三相短路电流的实
用计算
上一章讨论了一台发电机的三相短路电流，其阐发
过程已经相当复杂，并且还不是完全严格的。那么，对于包含有许多台发电机的实际电力系统，在进行短路电流的工程实际计算时，不成能也没有必要作如此复杂的阐发。实际上工程计算时，只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。 1、I ''
假设取 1.8M K =
2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==
2、求I ''的方法：〔1〕手算 〔2〕计算机计算
〔3〕运算曲线法：不单可以求0t =时刻的
I '，还可以求任意时刻t 的t I 值。
§3－1
I ''的计算〔I ''－周期分量起始有效值〕
一、计算I ''的条件和近似
1、电源参数的取用
〔1〕发电机： 以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=，即都是
隐极机〕 101
101101d E U jI X ''''=+ 〔3－1〕
101
E ''在0t =时刻不突变。 〔2〕调相机： 与发电机一样，以101
E ''和d X ''等值 但应注意：当调相机短路前为欠激运行时，
∵101
101E U ''< ∴不提供
§3－2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值t
I
由上章的阐发可知，即使是一台发电机，要计算其任意时刻
的短路电流，也是较繁的。首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数，然后进行指数计算。这对工程上的实用计算显然不适合的。50年代以来，我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线，下面介绍这种曲线的制定和应用。 一、运算曲线的制定
电力系统短路计算课程设计
目录
1手工计算 (1)
2两相接地短路计算框图 (5)
3两相接地短路源程序 (6)
4结果输出 (11)
设计总结 (19)
2两相接地短路计算框图
两相接地短路计算流程框图如图2.1所示。
图2.1两相接地短路计算流程框图
3两相接地短路源程序
clear all;
format long e
Y1=[-j*40.000000 j*10.000000 j*10 j*20 0
j*10 -j*40 j*10 0 j*20.000000
j*10 j*10 -j*20 0 0
j*20.000000 0 0 -j*25 0
0 j*20.000000 0 0 -j*25.000000]; %输入正序负序导纳矩阵
Y0=[-j*86.666667 j*33.333333 j*33.333333 j*20.000000 j*33.333333 -j*86.666667 j*33.333333 0
j*33.333333 j*33.333333 -j*66.666667 0
j*20.000000 0 0 -j*27.142857
]; %输入零序导纳矩阵、
N1=input('please input 网络节点数：');
N2=input('please input 零序网络节点数：');
N3=input('please input 短路节点号：');
disp('fault表示输入短路类型1表示单相a短路2表示两相bc短路3表示两相bc短路接地')
fault=input('please input fault的值：');
%求正序和负序因子表
电力系统分析短路故障实验报告
电力系统分析上机报告
——短路计算程序设计姓名：学号：班级:
一、目的
根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。
二、上机内容
电力系统故障的计算程序设计及编制和调试。采用所编制的程序进行《电力系统分析》例6-3题的对称短路计算。有关数学模型和原理框图以及已知结果的例题，参见《电力系统分析》第六章。常用的计算方法为节点导纳矩阵法或节点阻抗矩阵法，其形成方法分别参见《电力系统分析》第四章。
三、选择所用计算机语言的理由
我们使用的是第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，它的优点如下：
1.语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。可以说，用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。
2.运算符丰富。由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几
乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。
3.MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。
4.程序限制不严格，程序设计自由度大。例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。
5.程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。
电力系统短路及短路电流计算-5
小相等，相位相同。
则一组不对称的三相相量就表示为：
Fu Fu1 Fu2 Fu0
Fv Fv1 Fv2 Fv0 Fw Fw1 Fw2 Fw0
注：若将任意一 个相量乘上“a”， 相当于将此相量 逆时针旋转120º；
为方便计算，引入一个旋转因子a：乘于上将“此相a2”量，顺相时当
I (2) t 0.6 s
I (2) A
I (2) B
2.467 3.81
6.277kA
短路点的电压为负序分量 U u 2
3.零序网络
注意从短路点开始,先画上
所有元件的电抗都用零序电抗X0表示零流序可；电能压流后通的,再路查径明。零所序有电
发电机的零序电动势为零；
零序电流回路的末端电位
短路点的电压为零序分量 U u0
与地相同，可以将这些点 连接起来作为零电位点。
注：零序电流从短路点出发，遇到线路、电抗器以及YN， yn接法的变压器时，都可以顺畅地流过去，而遇到Y，y接 法、Y，yn接法、D，y接法或D，yn接法的变压器时则不 能流通。最后只有流经YN，d接法的变压器才能流入“地” （一般情况下均可认为变压器励磁电抗 X m0为无穷大）， 完成零序电流的闭合回路。若变压器中性点是经阻抗接地 的，则须将此阻抗值乘3后串接在零序电流回路中。凡没 有流通零序电流的各个元件，均不出现在零序网络中。
电力系统短路计算及保护技术
电力系统短路计算及保护技术
电力系统的短路问题在电力系统的运行过程中十分常见，因此电力系统的短路计算及保护技术也是电力工程领域中的一个重要部分。在本文中，我们将详细介绍电力系统短路计算及保护技术相关的内容。
一、电力系统短路计算
电力系统短路计算是指在电力系统中出现故障时，对电路进行短路计算，确定故障产生的电流大小及方向，以便进行有效的保护措施和修复工作。电力系统短路计算一般分为对单相和三相电路的计算。
1. 单相电路短路计算
在单相电路中发生短路故障时，计算方法比较简单。通常只需要针对故障部位进行电阻和电感等参数的测量和计算，确定短路电流，进而选择合适的保护措施进行保护。
2. 三相电路短路计算
三相电路的短路计算涉及到复杂的电气参数计算和复杂的计算方式。一般会采用计算机模拟等方式进行计算。针对三相电路中的短路故障，需要首先确定故障的类型，短路电阻和短路时刻等
参数，进而进行详细的电气特性计算。在计算出故障电流及方向后，可以选择相应的保护措施，保护电力系统的运行。
二、电力系统短路保护技术
电力系统短路保护技术是指在电力系统中出现故障时，如何对
电路进行保护的相关技术。常见的短路保护技术包括过流保护、
差动保护等。
1. 过流保护
过流保护是电力系统中最常见的一种保护方式。在电力系统中，瞬态电流会在过载或短路故障时产生。过流保护是针对这种情况
进行设计的保护装置。过流保护一般包括整定电流、漏电流等参
数进行设定，确保保护装置在电路出现故障时及时起作用，保护
电力系统的运行。
2. 差动保护
差动保护是一种基于电流差别原理的保护方式。当电路出现故
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
目录
第一章电力系统故障分析的基本知识 (1)
1.1短路概述 (1)
1.2标幺值 (3)
第二章电力系统三相短路电流的计算 (5)
2.1计算的条件和近似 (5)
2.2简单系统''I计算 (5)
2.3计算短路电流时的简化条件 (6)
第三章简单不对称短路的分析与计算 (7)
3.1对称分量法 (7)
3.2电力系统各序网络的制定 (8)
3.3对称分量法在不对称短路计算中的运用 (8)
3.4简单不对称短路的分析与计算 (9)
3.5正序等效定则 (12)
第四章算例 (14)
4.1 各元件电抗标幺值计算 (15)
4.2 K1点短路电流计算 (16)
4.3 K2点短路电流计算 (19)
4.4 K3点短路电流计算 (22)
4.5短路计算结果统计表 (25)
4.6计算结果总结 (25)
参考文献 (27)
第一章 电力系统故障分析的基本知识
1.1 短路概述
1.1.1短路的定义及类别
在电力系统的运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障。
短路故障是电力系统除正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。在三相供电系统中，破坏供电系统正常运行的故障最为常见而且危害性最大的就是各种短路。对中性点不接地系统有相与相之间的短路，对中性点接地系统有相与相之间的短路和相与地之间的短路。其短路的基本种类有：三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路、单相接地短路等，如图1-1所示。发生短路故障时，电力系统从正常的稳定状态过渡到短路的稳定状态，一般需3～5秒。在这一暂态过程中，短路电流的变化很复杂。在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为短路冲击电流。它会产生很大的电动力，其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。
(a) (b)
(c) (d)
1.1.2 产生短路的原因
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地绝缘被破坏，产生短路的原因既有客观的，也有主观的，主要如下：
（1）元件损坏，例如设备绝缘材料老化，设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发展成为短路。
（2）气象条件影响，例如雷击过后造成的闪烁放电，由于风灾引起架空线断线和导线覆冰引起电线杆倒塌等。
图1-1 短路的种类 （a ）三相短路；（b ）两相短路；（c ）两相短路接地；（e ）单相接地短路
（3）人为过失，例如工作人员带负荷拉闸，检修线路或设备时未拆除接地线合闸供电，运行人员的误操作等。
（4）其他原因，例如挖沟损伤电缆，鸟兽风筝跨接在载流裸导体上等。
1.1.3 短路的危害
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。短路的主要危害如下：
（1）电流的热效应：由于短路电流比正常工作电流大几十倍至几百倍，这将使电气设备过热，绝缘损坏，甚至把电气设备烧毁。
（2）电流的电动力效应：巨大的短路电流通过电气设备将产生很大的电动力，可能引起电气设备的机械变形、扭曲甚至损坏。
（3）电流的电磁效应：交流电通过导线时，在线路的周围空间产生交变电磁场，交变电磁场将在邻近的导体中产生感应电动势。当系统正常运行或对称短路时，三相电流是对称的，在线路的周围空间各点产生的交变电磁场彼此抵消，在邻近的导体中不会产生感应电动势；当系统发生不对称短路时，短路电流产生不平衡的交变磁场，对线路附近的通讯线路信号产生干扰。
（4）电流产生电压降：巨大的短路电流通过线路时，在线路上产生很大的电压降，使用户的电压降低，影响负荷的正常工作（电机转速降低或停转，白炽灯变暗或熄灭）。
供电系统发生短路时将产生上述后果，故在供电系统的设计和运行中，应设法消除可能引起短路的一切因素。为了尽可能减轻短路所引起的后果和防止故障的扩大，一方面，要计算短路电流以便正确选择和校验各电气设备，保证在发生短路时各电气设备不致损坏。另一方面，一旦供电系统发生短路故障，应能迅速、准确地把故障线路从电网中切除，以减小短路所造成的危害和损失。
1.1.4短路计算的目的和意义
计算短路电流是为了使供电系统安全、可靠运行，减小短路所带来的损失和影响。所计算短路电流用于解决下列技术问题：