不对称短路分析新

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不对称故障的分析与计算

《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。

电力系统不对称短路的分析与计算

第26页/共116页
本章内容
1 不对称短路的特征 2 对称分量法 3 不对称短路的计算原理 4 各元件的正序、负序、零序参数（阻抗、
导纳） 5 各种不对称短路的短路电流和短路电压的
计算方法
第27页/共116页3 不对称路的计算原理在任意某系统某点f 发生不对称短路时
特征：短路点元件参数不对称（三相阻抗不等）运行参量不对称
第43页/共116页
4.2 变压器的序参数及等值电路
注意：变压器的电阻一般较小，因此在短路计算时常予忽略不计！
（1）正序电抗X（1）
定义：变压器通过正序电流时的电抗
Xm：值很大，忽略不计。
正序单相等值电路
第44页/共116页
（2）负序电抗X（2）
定义：变压器通过负序电流时的电抗
由于：三相变压器为静止元件，改变相序并不改变各绕组相互之间的互感和自身的漏感。
转子d轴，一会掠过转子q 轴，使励磁绕组和d轴阻尼绕组中的磁链总要变动；
第40页/共116页
4）根据磁链守恒原则，励磁绕组和阻尼绕组均要产生感应电流，将负序磁链挤出，使之通过漏磁路构成通路；这与对称三相突然短路时暂态过程开始的情况相似；
5）负序磁链通过d轴磁路时，负序电抗相当于；负序磁链通过q轴磁路时，负序电抗相当于；介于二者之间时，通常取二者的平均值：
负序电压波形图
AC B
相序：
A—>C—>B：1200
第11页/共116页
三相负序电压向量
理解：正序和负序时相对而言的！
若为发电机
如：取XX’绕组为A相，则必取YY’绕组为B相，ZZ ’绕组为C相，则转子逆时针旋转时产生的电压、电流的相序为 A—>B—>C：1200 则：此时，若转子反转，产生的电压和电流的相序为： A—>C—>B：1200

不对称短路的分析计算

(a 2 a ) I jx I jx a 2U f (1) (1) f (1) ( 0) f 0
(a 2 a ) I jx I jx U f (1) (1) f (1) (0) fb 0 U fa 0 U fb 0 j ( x ( 0 ) x (1) ) j ( 2 x (1) x ( 0 ) )
0 I fa U U fb fc I I
fb fc
I I I fa fb fc U fa U U fb fc
1 a I f (1) 1 2 I 1 a f ( 2) 3 1 1 I f (0)
5
§5-1 不对称短路时故障处的短路电流和电压
一．单相接地短路f (1)
2. 分析取r = 0, xΣ(1)= xΣ(2);非故障相电压
a 2 (U I jx ) a( I jx ) ( I jx ) U fb f ( 1 ) ( 1 ) f ( 2 ) ( 2 ) f (0) (0) f 0
U ， U U x ( 0 ) fb fb 0 fa 0 非故障相电压因 x ( 0 ) ，可有不同的值，对于中性点不接地系统（ x ( 0 ) ），非故障相电压升高为线电压。
7
§5-1 不对称短路时故障处的短路电流和电压
二．两相短路f (2)
相分量边界条件：
边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网：
3
§5-1 不对称短路时故障处的短路电流和电压
一．单相接地短路f (1)
1. 故障处短路电流和电压的计算由复合序网可得： f(1) zΣ (1) I f 1

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

不对称短路故障分析
02
不对称短路故障类型
单相接地短路
其中一相电流通过接地电阻，其余两相保持正常。
两相短路
两相接地短路
两相电流通过接地电阻，另一相保持正常。
两相之间没有通过任何元件直接短路。
不对称短路故障产生的原因
01
02
03
设备故障
设备老化、绝缘损坏等原因导致短路。
外部因素
如雷击、鸟类或其他异物接触线路导致短路。
操作错误
如误操作或维护不当导致短路。
不对称短路故障的危害
设备损坏
短路可能导致设备过热、烧毁或损坏。
安全隐患
短路可能引发火灾、爆炸等安全事故。
停电
短路可能导致电力系统的局部或全面停电。
经济损失
停电和设备损坏可能导致重大的经济损失。
不对称短路故障计算
03
方法
短路电流的计算
短路电流的计算是电力系统故障分析中的重要步骤，它涉及到电力系统的运行状态和设备参数。
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
故障描述
某高校电力系统在宿舍用电高峰期发生不对称短路故障，导致部分宿舍楼停电。
故障原因
经调查发现，故障原因为学生私拉乱接电线，导致插座短路。
解决方案
加强学生用电安全教育，规范用电行为；加强宿舍用电管理，定期检查和维护电路。

不对称短路的分析和计算

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。

20不对称短路分析(新)

一、单相短路接地f(1)
以a相为特殊相（a相发生单相接地短路）
1、边界条件： b、c相没有接地，其接地电流
a b
c
Ua
Ub
Uc
Ib 0, Ic 0
Ia Ib Ic
a相短路点的对地电压 Ua 0
f
2、用对称分量表示的边界条件
Ua 0 Ua Ua1 Ua2 Ua0 0
Ia1 Ia2 Ia0 Ia / 3 相当于各序网络相串联
Ua1
n1
jX 2 f2
Ia2 Ua2 n2
jX 0 f0
Ia0
Ua 0
n0
4、短路点各相的电流和电压
Ia 3Ia1 Ib 0 Ic 0 Ua 0 Ub a2Ua1 aUa2 Ua0 Uc aUa1 a2Ua2 Ua0
5.相量图：以 Ia1 为参考相量画电流、电压相量图
Ic 2 Ib1
0
即:Ua1 Ua2 Ua0 0
又 : Ia1 Ia2 Ia0 0
表明：正序网与负序网相并联，零序网络开路，没有零序电流分量。
3、复合序网两相短路的复合序网=正序网与负序网络相并联
jX 1
E
Ia1
f1
Ua1
n1
jX 2
Ia 2
f2
Ua 2
n2
由复合序网可求出短路点处的a相的电流和电压的对
Uc2 Ub1
Ua1 Ua 2
Ua
6、结论：
1）短路电流、电压中无零序分量。
2）两相短路电流中的正、负序分量大小相等，方向相反；
两故障相的电流大小相等（幅值=
）3I，a 方向相反。
3）短路点处两故障相的电压大小相等、相位相同，幅值
为非故障相的电压的一半，相位与非故障相电压相反。

不对称短路计算与分析

题目: 电力系统不对称短路计算与分析初始条件：系统接线如以下图，线路f处发生金属性B、C相接地短路。

已知各元件参数为：发电机G： SN =60MVA, VN=10.5KV，Xd″=0.2, X2=0.25，E″=11KV；变压器T-1： SN =60MVA, Vs〔%〕=10.5， KT1=10.5 / 115kV；变压器T-2： SN =60MVA, Vs〔%〕=10.5， KT2=115 / 10.5kV；线路L：长L=90km, X1=0.4Ω/km, X01；负荷LD：SLD =40MVA，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：指导教师签名：年月日系主任〔或责任教师〕签名：年月目录摘要 (I)1设计内容 (1)初始条件 (1)设计要求 (1)设计分析 (1)2电力系统短路及其计算的基本概念 (3)短路原因及后果 (3)短路的类型 (3)短路计算的目的 (4)3电力系统元件的序阻抗和等值电路 (5)对称分量法的应用 (5)序阻抗 (5)序阻抗的基本概念 (5)同步发电机的序阻抗 (6)输电线路的序阻抗 (6)变压器的序阻抗 (7)综合负荷的序阻抗 (7)各序网路的等值电路 (8)4两相短路接地故障的分析与计算 (9)正序等效定则 (9)两相短路接地 (9)5计算和分析 (11)制定正、负、零序网络，计算网络各元件序参数标幺值 (11)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 (12)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (14)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值............................. 错误!未定义书签。

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

负载负序电抗标幺值为 X 8(2) 0.35 ，零序电抗标幺值 X 8(0) 1.2 。
电力系统分析课程设计
手算过程
原件的序阻抗标幺值
电动机电抗标幺值:
X 4(1)

1100 0.85 6.5 2

6.538 ；
（1）由于异步电动机定子绕组是星形或三角接法，零序电流不能通过异步电
动机，零序电抗无限大。
XL(1) 6
X*5(1)
X*6(1) 0.296
X*7(1)
0.296
X*T1(1)
0.656
X*1(1)
0.204
X*T2(1)
0.333
X*2(1)
0.416
0.145
X*T3(1)
0.333
X*3(1)
0.416
X*T4(1)
1.05
X*M(1)
6.538
正序标幺值等值网络图
电力系统分析课程设计手算过程
式中
SB ：设定的基准容量，单位 MV A； PN ：电动机额定的有功功率，单位 MW； cosN ：电动机额定有功功率因数。
电力系统分析课程设计
手算过程
发电机电抗标幺值 :
原件的序阻抗标幺值
X 1(1)

0.264 100 110/ 0.85

0.204 ；
X 2(1)

0.13 100 25 / 0.8

10.5 100
100 16

0.656 ；
XT3

10.5 100

100 31.5

0.333 ；
XT2

10.5 100

同步电机稳态不对称短路的分析

ａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔｈｅｔｏｎｅ —ｐｈａｓｅｇｒｏｕｎｄｆａｌｔｕｃｕｒｒｅｎｔｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ，ｈｅｔｉｎｆｌｉｌｅｒｌｃｅｏｆｉｔＯｉｌｈｅｔｍｏｔｏｒｉｓｈｅｔｍｏｓｔｓｅｒｉｏｕｓ，ｏｓｔｈｅ
ＣＨＥＮＱｉａｏ —ｌｉｎｇ，ｚ｝ＧＸｉａｎｇ —ｌｉｎ，ＱＩＡＮＪｕｎ—ｌｉａｎｇ３
（１，３．ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００ｌｌ，Ｈｅｎａｎ；２．ＨｅｎｎａＹｕｔｏｎｇＧａｓＣｏ．，ＬＴＤＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００，Ｈｅｎａｎ）
技术研发
Ｖ０１．２０。Ｎｏ．３．２０１３
同步电机稳态不对称短路的分析
陈巧玲，张相林，州４５００１ｌ；２．河南豫通燃气有限公司，河南郑州４５００００）
『．１／
／
０］
生严重损害，因此，对其研究具有重要意义… Ｉ。短路是电力系统中经常发生的故障之一，分为对称短路（三相短路）和不对称短路。同步电机的不对称短路有三种：相间短路、单相接地短路、两相接地短路。不对称短路时将产生很大的冲击电流，不过冲击电流的持续时间是很短暂的，这一过程属于瞬变过程，瞬变过程完毕后就进入稳态短路¨ ２ｊ。稳态短路则指突然

6-6应用对称分量法分析不对称短路

关键：
• 各序等值网络 • 各序等值阻抗
U a = U a1 + U a2 + U a0 = 0 Ib = Ib1 + Ib2 + Ib0 = a 2 Ia1

+ aIa2
+
Ia0
=
0
Ic = Ic1 + Ic2 + Ic0 = aIa1 + a 2 Ia2 + Ia0 = 0
2. 正序网络
• 正序网络与计算三相短路时的等值网络完全相同 • 除中性点接地阻抗和空载线路外，电力系统各元件均应包括在正
等值网络
U a0 = 0 − Ia0 Z 0Σ
1. 应用对称分量法分析不对称短路
U= a1
Ea1Σ
−
Ia1Z1Σ
Ua2 = −Ia2Z2Σ
U a0 = −Ia0Z0Σ
上述有三个方程式，六个未知数，必须补充三个方程，如何补充？
—— 短路的边界条件
单相（a相）接地短路故障的边界条件为 Ua = 0，Ib=0和Ic=0，即：
4. 零序网络
• 发电机零序电势为零，短路点的零序电势就成为零序电流的唯一来源 • 零序电流三相同相位，只能通过大地或与地连接的其他导体才能构成
通路
作零序网络可从短路点开始： • 凡是零序电流通过
的元件，均应列入零序网络中； • 舍去无零序电流通过的元件
5. 例：若在k点发生单相接地短路，试分别做出其正、负、零序
除中性点接地阻抗和空载线路外电力系统各元件均应包括在正序网络中短路点正序电压不等于零因而不能像三相短路那样与零电位相接而应引入代替短路点故障条件的不对称电势的正序分量发电机等旋转元件的电抗应以其负序电抗代替其他静止元件的负序电抗与正序电抗相同零序电流三相同相位只能通过大地或与地连接的其他导体才能构成通路作零序网络可从短路点开始

电力系统不对称故障的分析计算

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。

影响电力系统安全稳定运行的“元凶”——不对称短路故障分析

1.问题：如何理解电网中的短路概念及出现的各类故障？回答：所谓短路是指电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接时而流过非常大的电流。

其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。

短路就是不同电位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。

通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。

值得注意的是，除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。

图2 电力系统短路的分类电力系统短路可以分为三相短路、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。

根据电力系统运行经验表明，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。

图3 故障的分类电网中的故障可以分成两大类：简单故障和复杂故障。

复杂故障一般是指由两种或者两种以上的简单故障组合而成，简单故障又分为对称故障和不对称故障；而不对称故障又可以分为短路故障（横向故障）和断路故障（纵向故障）。

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。

2.问题：产生短路的原因有哪些？回答：产生短路的原因有很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏。

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者避雷针动作，架空线路由于大风或者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）其他原因。

例如挖沟损伤电缆。

3.问题：短路可能造成的危害有哪些？回答：短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏力，如果导体和它的支架不够坚固，可能遭到难以修复的破坏，短路时由于很大的短路电流流经网络阻抗，必将使网络产生很大的电压损失。

另外，短路类型如果是金属性短路，短路点电压为零，短路点以上各处的电压也要相应降低很多，一旦电压低于额定电压太多的时候就会使供电受到严重影响或者被迫中断，若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行解列，引起严重后果。

不对称短路的分析和计算

不对称短路的分析和计算不对称短路是指电路中的短路现象不对称地分布在电路中的其中一侧。

简单来说，不对称短路是指电路中其中一侧的短路现象比另一侧更为严重，或者在电路中其中一侧出现了短路而另一侧没有出现短路的情况。

这种情况会导致电压和电流在电路中的分布不平衡，可能会破坏电路元器件，甚至引起火灾事故。

因此，对不对称短路进行分析和计算是非常重要的。

1.电路拓扑分析：首先，对电路的拓扑结构进行研究，分析电路中各个元器件的连接方式和途径，确定电路的供电路径和负载分布，找出可能导致不对称短路的因素。

2.元器件参数分析：对电路中的元器件进行参数分析，包括电阻、电容、电感等参数。

如果在电路中存在不对称短路现象，可能是一些元器件的参数偏离正常范围，导致该侧电流增加，从而引发不对称短路。

3.测试测量：通过使用合适的测试工具和仪器对不对称短路的存在与程度进行测试和测量。

常用的测试仪器包括数字万用表、示波器、短路测试仪等。

通过测试测量可以准确地了解不对称短路的情况，有助于后续的计算和处理。

1.电流计算：根据电路的拓扑结构和元器件参数，计算各个分支电路中的电流大小。

通过电路中的欧姆定律和基尔霍夫定律等电路定律，可以求解各个分支电路的电流。

2.电压计算：根据电路中的电源电压和各个分支电路的电流，计算各个节点处的电压大小。

通过电路中的基尔霍夫定律和电压分压定律等电路定律，可以求解各个节点处的电压。

3.规范检查：对计算得到的电流和电压进行规范检查。

根据电路的设计和规范要求，检查计算结果是否符合规范，包括各个元器件的额定电流、电压、功率等。

4.不对称短路分析：对计算得到的电流和电压进行分析，确定是否存在不对称短路现象。

如果其中一侧的电流明显偏高，而另一侧的电流较小或接近零，可能存在不对称短路。

5.故障诊断：根据不对称短路的分析结果，进行故障诊断，并采取合适的措施进行处理。

可能的处理方法包括更换元器件、调整电路连接方式、增加保护元器件等。

7.4 简单不对称短路故障分析

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）从式(7-50)和式(7-51)看出：当，非故障相电压较正常运行时低，极限情况时，当，则、，故障后非故障相电压不变。

当，非故障相电压较正常运行时高，极限情况时，，相当于中性点不接地系统发生单相接地短路时，中性点电位升高至相电压，而非故障相电压升高为线电压的情况。

第十三章不对称短路故障分析

2004/5
2、零序电抗与变压器铁芯结构关系
本章目录本章目录
1 第一节 1 第一节
2 第二节 2 第二节 3 第三节 3 第三节
a1
4 第四节 4 第四节
5 第五节
X
6 第六节 7 第七节 8 第八节 9 第九节
a
(1)

a1
E
u
fa(1)
等值电势E a1等于端口f的对地开路电压，亦即故障前f点的相电压。 u 从f点看进去的等值阻抗。
fa 0

X
a
(1)
上海交通大学电气工程系国家级精品课程
第一节：对称分量法

f1

I

f2

I
f0

f2
I
0
f0
所以:三序网串联。由此可以计算出故障处f点各序电压，序电流－>相电压、相电流。
上海交通大学电气工程系国家级精品课程
第二节：序阻抗与各序网构成
2004/5
一、序阻抗
本章目录本章目录
1 第一节 1 第一节
2 第二节 2 第二节 3 第三节 3 第三节
发电机：
x1 x 2 输电线路： x 2 x1 x 0 (3.0 ~ 3.5) x L
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第二节：序阻抗与各序网构成
2004/5
本章目录本章目录
变压器：正序＝负序＝零序：
1 第一节 1 第一节
2 第二节 2 第二节 3 第三节 3 第三节
一、对称分量法
本章目录本章目录
1 第一节 1 第一节
2 第二节 2 第二节 3 第三节 3 第三节

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

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：YYYYYYY班学号：YYYYYYYYY学生姓名：YYY指导教师：YYY老师20XX年X月X日电力系统分析课程设计题目：不对称短路故障分析与计算（手算或计算机算）一、原始资料T1 T2 T3 T41、发电机参数已经给定。

2、变压器型号：T1: SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9T2、T3 : SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8T4: SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.03、输电线路型号已给定。

4、需要数据查阅《新编工厂电气设备手册》二、要求：摘要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），短路计算是电力系统最常用的计算之一。

不论选择、校验电气设备的性能,还是继电保护装置的整定计算,都需要进行短路计算。

因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。

无论是采用面向对象的VB语言实现短路计算,还是用MATLAB中的Simulink或Simpowersystems都要熟悉基本的计算原理，本课题将通过标幺值进行电力系统的计算分析。

关键字：电力系统短路计算标幺值Abstract:I n the operation of power system, there are often failures, most of which are short circuit faults (short).the short-circuit calculation is one of the most commonly used calculation for power system.. Regardless of the choice, the calibration electrical equipment performance, or the relay protection device's setting calculation, all needs to carry on the short circuit computation. So it is very important to analyze and calculate the asymmetric short-circuit .Both the oriented object of VB language to achieve short circuit calculation, or using MATLABSimulink and SimPowerSystems to familiar with the basic principle of calculation and the subject by p.u. value calculation of power system analysis.Key words: power system short circuit evaluation Per-unit value目录摘要 (3)目录 (5)1 设计背景 (1)2 参数分析 (2)2.1 发电机参数 (3)2.2 变压器T参数 (3)2.3 线路参数 (4)2.4 负载参数 (4)3 计算流程 (4)3.1 标幺值计算 (4)3.2带入数值计算 (5)4 等值简化 (7)5 结果分析 (9)5.1短路可能产生的原因 (9)5.2短路可能造成的危害 (9)5.3 短路预防 (10)6 总结 (11)参考文献 (12)1 设计背景所谓短路，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）之间的连接电力系统发生短路时，由于系统的总电阻抗大为减小，因此伴随短路所产生的基本现象是：电流剧烈增加，短路电流为正常工作电流的几十倍甚至几百倍，在大容量电力系统中发生短路时，短路电流可高达几万安甚至几十万安。

电力系统发生不对称短路故障分析

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。

不对称短路计算与分析

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。

已知各元件参数为：发电机G： SN =60MVA, VN=10.5KV，Xd″=0.2, X2=0.25，E″=11KV；变压器T-1： SN =60MVA, Vs（%）=10.5， KT1=10.5 / 115kV；变压器T-2： SN =60MVA, Vs（%）=10.5， KT2=115 / 10.5kV；线路L：长L=90km, X1=0.4Ω/km, X=3.5X1；负荷LD：SLD =40MVA，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：年月目录摘要 (I)1设计内容 (1)1.1初始条件 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计分析 (1)2电力系统短路及其计算的基本概念 (3)2.1短路原因及后果 (3)2.2短路的类型 (3)2.3短路计算的目的 (4)3电力系统元件的序阻抗和等值电路 (5)3.1对称分量法的应用 (5)3.2序阻抗 (5)3.2.1序阻抗的基本概念 (5)3.2.2同步发电机的序阻抗 (6)3.2.3输电线路的序阻抗 (6)3.2.4变压器的序阻抗 (7)3.2.5综合负荷的序阻抗 (7)3.3各序网路的等值电路 (8)4两相短路接地故障的分析与计算 (9)4.1正序等效定则 (9)4.2两相短路接地 (9)5计算和分析 (11)5.1制定正、负、零序网络，计算网络各元件序参数标幺值 (11)5.2计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网 (12)5.3计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值 (14)5.4计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值....................... 错误!未定义书签。

不对称短路特点总结

不对称短路特点总结不对称短路是电力系统中的一种常见故障，其特点与对称短路有所不同。

本文将总结不对称短路的特点，包括故障类型、故障电流、电压变化以及保护装置动作等方面。

一、故障类型不对称短路通常包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路。

其中，单相接地短路是最常见的类型，其特点是只有一相线路对地绝缘被破坏，导致电流通过接地体形成回路。

两相短路和两相接地短路则分别指两相线路之间或两相线路对地绝缘被破坏，导致电流通过线路形成回路。

二、故障电流不对称短路时，由于三相电压不平衡，故障电流的大小和方向也不对称。

对于单相接地短路，故障电流为接地相电流；对于两相短路和两相接地短路，故障电流为两相电流之和。

此外，由于不对称短路时电流大小和方向的不对称性，故障点附近的电压分布也会受到影响。

三、电压变化不对称短路时，三相电压会出现不平衡现象。

对于单相接地短路，接地相电压为零，其他两相电压升高；对于两相短路和两相接地短路，故障相电压降低，其他两相电压升高。

此外，由于不对称短路时电流大小和方向的不对称性，故障点附近的电压分布也会受到影响。

四、保护装置动作在不对称短路时，保护装置会根据不同的故障类型和电压变化情况做出相应的动作。

例如，在单相接地短路时，零序保护装置会动作切除故障线路；在两相短路和两相接地短路时，负序保护装置会动作切除故障线路。

此外，为了确保系统的稳定运行，保护装置还会根据实际情况进行相应的调整和优化。

不对称短路是电力系统中的一种常见故障，其特点与对称短路有所不同。

为了确保系统的稳定运行和设备的安全运行，需要加强对不对称短路的监测和分析工作，及时发现和处理故障。

同时，还需要加强对保护装置的维护和调试工作，确保其正常工作和动作的准确性。

不对称短路分析新

不对称故障的分析与计算

电力系统不对称短路的分析与计算

不对称短路的分析计算

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

不对称短路的分析和计算

20不对称短路分析(新)

不对称短路计算与分析

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

同步电机稳态不对称短路的分析

6-6应用对称分量法分析不对称短路

电力系统不对称故障的分析计算

影响电力系统安全稳定运行的“元凶”——不对称短路故障分析

不对称短路的分析和计算

7.4 简单不对称短路故障分析

第十三章 不对称短路故障分析

不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)

电力系统发生不对称短路故障分析

不对称短路计算与分析

不对称短路特点总结

第十三章不对称短路故障分析