两相短路故障的计算

编号0714141

课程设计

系（部）院：机电工程系

专业：电气工程及其自动化

作者姓名：

学号:

指导教师：职称：讲师

完成日期：年月日

二○一○年十二月

目录 0

摘要 (2)

ABSTRACT (3)

1 引言 (4)

1.1短路故障的原因 (4)

1.2短路故障发生的原因 (4)

1.3短路类型 (4)

1.4短路的危害 (4)

2 电力系统自动化的一般概念 (5)

3 本课程设计的主要任务 (6)

4 课程设计的目的 (6)

5 课程设计任务书 (6)

6课程设计内容及过程 (8)

6.1数学模型 (8)

6.1.1架空输电线的等值电路和参数 (8)

6.1.2变压器等值电路和参数 (9)

6.2对称分量法 (11)

6.2.1不对称三相量的分解 (11)

6.2.2变压器的各零序等值电路 (12)

6.3两相短路接地的分析 (13)

6.4算例 (16)

课程设计总结 (19)

参考文献 (20)

摘要

电力系统自动化(automation of power systems)对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。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的运行情况，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，例如短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行，短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电，而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失，严重的短路会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，不对称短路,像单相短路和两相短路。因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。这里着重介绍简单不对称故障两相短路接地的常用计算方法。对称分量法是分析不对称故障常用方法，根据对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先作出电力系统的各序网络，通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网络的等值电势，再根据不对称短路的不同类型，列出边界方程，以求得短路点电压和电流的各序分量。

关键词：两相短路故障;短路计算;两相短路接地;对称分量法.

Abstract

automation of power systems is to the electric power production, transmission and management achieve automatic control, automatic scheduling and automation management. Power system is a vast, regional distribution by generator, transformer substation, power transmission and distribution network composed of users and the unified dispatching and operation of large complicated system. In power system design and operation, we must consider the possibility of failure and normal operation, prevent power supply of damage to users and electrical equipment to work properly. From the actual operation of power syst em, these problems are mostly caused by a short circuit, E.g. short circuit of voltage sag, when serious influence electric equipment of normal operation, short circuit protection device, such as when 13a fuse fuse, will short-circuit circuit excision, this could cause short-circuit point power, but the closer power supply, power range, the greater the cause of life inconvenience and economically loss, serious short-circuited will influence the stability of power system operation, can make the paratactic operation generator sets lost synchronization, cause system solution columns, asymmetric short-circuit, like ngle-phase short circuit and two-phase short-circuit. so in addition to power system short circuit fault has a more profound understanding, but also must be familiar with power system short-circuit calculations. Here focuses on a simple asymmetric two-phase short-circuit ground fault calculation methods. Symmetry is a common method of asymmetric fault, according to asymmetric method, a set of asymmetri cal three-phase quantity can be decomposed into positive sequence, negative sequence and zero sequence symmetrical three-phase three-phase volume. In the application of symmetry analysis and calculation must be made asymmetric failure of the order power system network, simplifying the network obtained the sequence network short-circuit point on the input reactance and equivalent positive sequence network potential, and then under asymmetric short-circuit the different types of boundary equations are listed, in order to achieve short-circuit voltage and current of each point sequence component.

Keyword: Two-phase short circuit fault; Short-circuit calculation; Two-phase ground short circuit;Symmetry.

1 引言

1.1 短路故障的原因

电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动，其中，对电力系统影响较大的是系统中发生的各种故障。常见的故障有短路、断线和各种复杂故障（即在不同地点同时发生短路或断线），而最为常见和对电力系统影响最大的是短路故障。因此，故障分析重点是对短路故障的分析。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。

1.2短路故障发生的原因

电力系统短路故障发生的原因很多，既有客观的，也有主观的，而且由于设备的结构和安装地点的不同，引发短路故障的原因也不同。但是，根本原因是电气设备载流部分相与相之间或相与地之间的绝缘遭到破坏。主要有：元件损坏，气象条件恶化，违规操作和其他

1.3短路类型

在三相系统中可能发生的短路有：三相短路,两相短路,单相短路接地和两相短路接地。三相短路是对称的,其他类型的短路都是不对称的。在各种短路类型中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。

1.4短路的危害

1）短路故障时短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将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）短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。

短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减少，转速随之下降。当电压大幅下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。

3）当短路地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片区停电。这是短路故障最严重的后果。

2 电力系统自动化的一般概念

电力系统自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

电力系统信息自动传输系统简称远动系统。其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。把厂站的模拟量通过变换输送到位于调度中心的接收端并加以显示的过程称为遥测。把厂站的开关量输送到接收端并加以显示的过程称为遥信。把调度端的控制和调节信号输送到位于厂站的接收端实现对调节对象的控制的过程，称为遥控或遥调。远动装置按组成方式可分为布线逻辑式远动装置和存储程序式逻辑装置。前者由硬件逻辑电路以固定接线方式实现其

电力工业管理系统自动化管理系统的自动化通过计算机来实现。主要项目有电力工业计划管理、财务管理、生产管理、人事劳资管理、资料检索以及设计和施工方面等。

电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班.DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便）,配电自动化(DAS已经实现,尚待发展).

按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统(见图)。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。

3 本课程设计的主要任务

学习两相短路故障的常用计算方法。对称分量法是分析故障常用方法，

根据对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对

称的三相量。在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先作出电力系

统的各序网络，通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网

络的等值电势，再根据不对称短路的不同类型，列出边界方程，以求得短路

点电压和电流的各序分量。

4 课程设计的目的

通过对系统的两相短路故障的计算，认识短路故障对电力系统的影响。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。

5 课程设计任务书

电力系统自动化课程设计任务书

1.课程设计选题：

1、小规模电力系统短路计算。

2、新型同步发电机励磁自动调节装置设计。

3、某110-220KV电网继电保护系统设计。

4、某变电站继电保护设计。

5、两相短路故障的计算。

6、输电线路距离保护设计。

7、35KV电网继电保护设计。

8、区域电力网的规划设计。

9、某变电站继电保护设计。

10、某330KV电网继电保护系统设计。

11、同步发电机准同步自动装置设计。

2.课程设计考核方法及成绩评定：

课程设计结束时学生必须写出设计报告，课程设计成绩分三部分。

1、现场考核：考察学生分析问题的能力，占成绩20％。

2、书面考核：考察课程设计报告的质量，占成绩60％。

3、纪律考核：考察学生的出勤情况和工作态度，占成绩20％。

3.设计报告的主要内容包括：

报告统一采用A4打印纸打印，其版面要求如下：页边距：上为 2.2，下为

2.2，左为2.5，右为2.2;页眉页脚均为1.1；文档网络选“指定行和字符网格”，字符每行39，行为每页35。字体要求：每部分的标题统一用四号，正文用小四。设计内容布置按下面格式进行。

1、引言

2、电力系统自动化的一般概念

3、本课程设计的主要任务

4、课程设计目的

5、课程设计任务书

6、课程设计内容及过程

7、课程设计总结

8、参考文献

6课程设计内容及过程

6.1 数学模型

在电力系统的电气计算中，常用等值电路来描述系统元件的特性。电力系统的运行状态基本上是三相对称的或者可化为三相对称的，因此，等值电路中的参数是计及了其余两相影响的的一相等值参数。

6.1.1架空输电线的等值电路和参数

设有长度为L 的输电线路，其参数沿线均匀分布单位长度的阻抗

和

导

纳

分

别

为0

0000jx r jwl r z +=+=,

00000jb g jwc g y +=+= 。在距

末端x 处取一段dx ，可作出等值电路如图2.1所示。在正弦电压下处于稳态时，x=L 时，可得到线路首端电压和电流与线路末端电压和电流的关系如下：

l sh I l sh Z V I l sh Z I l ch V V c c γγγγ22

2211,?

+=+= （2-1）

c c c jX R jwc g jwl r Z j jwl r jwc g +=++=+=++=0

00000,))((αβγ，（2-2）

γ称为线路的传播常数，c Z 称为线路的波阻抗。对于高压架空线路，略去电阻和

电导时，便有0

00,c l R Z c l jw j c c =

===αγ （2-3）将上述方程通网络的通用方程：

0)dx 1

V 2

I ?

?+I

d I ?

I 图2.1 长线等值电路

221221,?

?????????+=+=I D V C I I B V A V (2-4)

相比较，若取c

c Z l sh C l sh Z B l ch D A γγγ====?

???,,输电线路就是对称的无

源二端口网络，并可用对称的等值电路来表示，实际计算中大多采用型等值

电路，如图2.2所示：

令l jb g l jx r )(Y )(Z 0000+=+=和

分别代表全线的总阻抗和总导纳，则：

Y K Y Z K Z y z ==',' (2-5)

式中l

sh ZY l ch K ZY

ZY sh K y z γγ)1(2,-=

由此可见，将全线的总阻抗Z 和总导纳分别乘以修正系数y Z K K 和，便可得∏型等值电路的精确参数。

6.1.2变压器等值电路和参数

变压器的参数一般指其等值电路，见图2.3中的电阻T R 、电抗T X 、电导T G 和电纳T B 。变压器的变比也是一个参数。变压器的前四个参数可以从出厂铭牌上代表电气特性的四个数据计算得到。这四个数据时短路损耗s

P ?，

短路电压

s V ，空载损耗

P ?，空载电流

0I 。前两个数据由短路试验得到，后两

个数据由空载试验得到。

Ω?=3

10*N

N T S PsV R

Ω=

10**100%N

S T S V V X 变比N N T V V K 21/= 2

/'Y 2

/'Y '

Z ?

V 1?

I 2

I 图2.2

T R T

jX T

G T

jB -图2.3 双绕组变压器

S V P G N

T 32

10*-?=

S V S I B N

T 32010**100%-=

(2-5)

变压器∏型等值电路如图 2.4所示, 变压器阻抗T Z =T T jX R +是折算到原方的值，K=N N V V 21/是变压器的变比。变压器∏型等值电路中三个阻抗（导纳）都与变比K 有关，∏型的两个并联支路的阻抗（导纳）的符号总是相反的。三个支路阻抗之和等于零。

Z T /1

I 2

I 1

V 2

V K

Z T -1)

1(-K K Z T

图2.4变压器∏型等值电路

6.2 对称分量法

对称分量法是分析不对称故障的常用方法，根据不对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。

6.2.1不对称三相量的分解

在三相电路中，对于任意一组不对称的三相量（电流或电压），可以分解为三相三组对称的相量，当选择a 相作为基准时，三相相量与其对称分量之间的关系(如电流)为：

??????

???????

??????????=??

?????

????

a a a I I I a a

a a I I I 11

11312

2)0()2()

1( （3-1）式中运算子

==?

2402

120,j j e

a e

a 且有1,0132

==++a a

a ；

??)

0()2()1(a a a I I I 、、分别为a 相电流的正序、负序和零序分量并且有：

)1()1()1(2)1(,a c a b I a I I a I ?

)2(2)2()2()2(,a c a b I a I I a I ?

== )0()0()0(c b a I I I ?

（3-2）

当已知三相补对称的相量时，可由上式求得各序对称分量，已知各序对称分量时，也可以求出三相不对称的相量，即

?????

??????????????????=???

??????

)

0()

2()

1(2

11111a a a c b

a I I I

a a

a a I I

I (3-3) 展开（3-3）并计及（3-2）有

)0()2()1(a a a a I I I I ?

???++= )0()2()1(b b b b I I I I ?

???++= )0()2()1(c c c c I I I I ?

++= （3-4）

电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流一样。

6.2.2变压器的各零序等值电路

变压器的一相绕组表征了一相原、副方绕组间的电磁关系。不论变压器通以哪

一序的电流，都不会改变一相原、副方绕组间的电磁关系，因此变压器的正序、负序和零序等值电路具有相同的形状。

1）变压器的正序、负序的等值电路及其参数完全相同。

2）变压器的零序等值电路取决于零序电流的流通路径，因零序电流需经过大地才能流通，因而与变压器三相绕组联接形式及中性点是否接地有关：

a 、当外电路向变压器某侧三相绕组施加

零序电压时，只有中性点接地的星型接法（用YN 表示）绕组才能与外电路接通

b 、当变压器绕组具有零序电势（由另一

侧绕组的零序电流感生的）时，也只有中性点接地的YN 接法才能与外电路接通。至于能否在外电路产生零序电势，则应由外电路元件是否提供零序电流的通路决定。

6.3 两相短路接地的分析

应用对称分量法分析两相短路接地，可以写出各序网络故障点的电压方程式（3-4），当网络的各元件都只用电抗表示时，上述方程可以写成

)

1()

1()1(fa fa ff eq V

X E ?

?=-)

2()

2(fa fa ff V

=-)

0()

0()0(fa fa ff V

X ?

=- (4-1)

式中，)

0(f

V E ?

= ，即是

短路点发生前故障点的电压。这三个方程式包含了6个未知量，因此，还必须有两相短路接地的边界条件写出另外三个方程。两相（b 相和c 相）短路接地时故障处的情况（如图4.1）。

故障处的边界条件为:

0,0,0===?

?fc

fa V

用序分量表示的边界条件为：

)

0()

2()

1(=++?

??fa fa fa I

I I

)

0()

2()

1(fa fa fa V

== (4-2)

由（4-1）和（4-2）可以得到

jx II jx )

0(m

jx 3

213

1外电路外电路

图3.5 变压器零序等值电路与外电路的连接

)

//()0()2()

1()0()1(ff ff ff f

fa X X X j V I +=

)1()0()2()0()2(fa ff ff ff fa I X X X I ??+-= )1()

0()2()

2()0(fa ff ff ff fa I X X X I ?

)

1()

0()2()0()2()0()2()1(fa ff ff ff ff fa fa fa I X X X X j

V V V ?

?+=== (4-3)

短路点故障相得电流为

)1()

0()2()0()2(2

)0()2()1(2)(fa ff ff ff ff fa fa fa fb I X X aX X a I I a I a I ?

++-

=++=

)1()

0()2()0(2)2()0()2(2

)1()(fa ff ff ff ff fa fa fa fc I X X X a X a I I a I a I ?

?++-

=++= （4-4）

根据上式可以得到两相短路接地时故障相电流的绝对值为

a c

b fa

?fb

图4.1 两相短路接地

)

1(2

)0()2()2()0()

1,1()

(13fa ff ff ff ff fc fb f

X X X X I I I ?+-

== （4-5）

短路点非故障相电压为

)1()

0()2()0()2()1(33fa ff ff ff ff fa fa I X X X X j

V V ?

+== （4-6）

6.4 算例

例：已知某系统的接线图如图6.1所示，当k 点发生BC 两相接地短路时，求短路点各序电流、电压及各相电流、电压。

系统各元件参数如下：

发电机G1、G2：MW S N 501=,MW S N 502=kV V N 5.10=,

85.0cos =?,125.0''=d X ，16.02=X ,1''''21j E E ==

变压器：T1 MW S N 601=,KV K T 121/5.101=,5.10%=K U

T2 MW S N 5.312

= ,KV K T 121/5.102=,5.10%=K U

线路L:

Km L x x Km x x 50,2,/4.01021==Ω==

解：1）计算各元件标幺值（取aV B B V V A MV S =?=,100）

发电机G1: 25.050

100

*125.0100'%'11==*=

N B d S S X X

32.050

100

*16.0100%122==*=

N B S S X X 发电机G2:5.025

100

*125.0100'%'21==*=

N B d S S X X

图6.1

64.025

100

*16.0100%222==*=

N B S S X X 变压器T1: 175.060

100

*605.10*100%021===

==N B K S S U X X X 变压器T2: 333.05

.31100

*605.10*100%021===

==N B K S S U X X X 线路L: 30

.015.0*2215.0115100

*50*4.0102

2121=======X X U S l x X X B B

2）以a 相为基准相作出各序网络图如图6.2 （a ）、（b ）、（c ）所示求出各序的等值电抗

)

50.0333.015.0175.025.0()

15.0175.025.0(*1)50.0333.0(*1j j j j j j E eq =++++++++=

289

.0)50.0333.0(//)15.0175.025.0()1(j j j X ff =+++=388

.0)64.0333.0(//)15.0175.032.0()2(j j j X ff =+++=196.0333.0//)3.0175.0()0(j j j X ff =+=

3）由（4-3）式可得各序的电流和电压为

385

.2196

.0388.0196

.0*388.0289.01

)//()0()2()

1()

0()1(=++=+=

j j j j j j X X X j V I ff ff ff f fa

.0196

.0388.0196

.0385

.2)1()

0()2()0()2(-=+-=+-

fa ff ff ff fa I X X X I 196

.0388.0388.0385

.2)1()

0()2()

2()0(+-=+-

fa ff ff ff fa I X X X I 311.0196

.0388.0196

.0*388.0385

.2)1()

0()2()0()2()0()2()1(j j j j j I X X X X j

V V V fa ff ff ff ff fa fa fa =+=+===?

4）求各相电流和电压为

0585.180.0385.2)0()2()1(=--=++=?

fa fa fa fa I I I I

?-???

???

=--=++=77.130120240)0()2()1(2

642.3585.18.0385.2j j j fa fa fa fb e e e I I a I a I

????

=--=++=77.130240120)0()2(2)1(642.3585.18.0385.2j j j fa fa fa fb e e e I I a I a I

933.0311.0*33)1()0()2()1(j j V V V V V fa fa fa fa fa ===++=?

????

0311.0311.0311.0901209024090)0()2()1(2

=++=++=+?+??

???

j j j fa fa fa fb e e e V V a V a V 0311.0311.0311.0902409012090)0()2(2)1(=++=++=+?+??

j j j fa fa fa fb e e e V V a V a V

课程设计总结

此课程的设计的目的在于加强对电力系统短路基础理论和基本知识理解，掌握运用电力系统短路的基础理论知识解决一些简单系统的短路方法。这次课程设计使我感受到了理论与实际相结合的，还提高了我动手查阅资料的能力还锻炼了自己独立目的及其重要意义，不但使我对所掌握电力系统短路基础知识有了更深刻的理解思考问题的能力。在做课程设计的过程中，我查阅了很多参考书及运用自己所掌握的知识完成此次设计，在这里我也感谢所有给予我帮助的老师和同学，希望以后有更多的机会来锻炼自己，为以后的学习、生活打下良好的基础。同时在这次设计中叶暴露出自己的不足，基础知识不够扎实，我会在以后的日子里加以改正来提高自己的综合能力。

两相短路故障的计算

编号0714141 课程设计系（部）院：机电工程系专业：电气工程及其自动化作者姓名：学号: 指导教师：职称：讲师完成日期：年月日二○一○年十二月

目录目录 0 摘要 (2) ABSTRACT (3) 1 引言 (4) 1.1短路故障的原因 (4) 1.2短路故障发生的原因 (4) 1.3短路类型 (4) 1.4短路的危害 (4) 2 电力系统自动化的一般概念 (5) 3 本课程设计的主要任务 (6) 4 课程设计的目的 (6) 5 课程设计任务书 (6) 6课程设计内容及过程 (8) 6.1数学模型 (8) 6.1.1架空输电线的等值电路和参数 (8) 6.1.2变压器等值电路和参数 (9) 6.2对称分量法 (11) 6.2.1不对称三相量的分解 (11) 6.2.2变压器的各零序等值电路 (12) 6.3两相短路接地的分析 (13) 6.4算例 (16) 课程设计总结 (19) 参考文献 (20)

摘要电力系统自动化(automation of power systems)对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。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的运行情况，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，例如短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行，短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电，而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失，严重的短路会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，不对称短路,像单相短路和两相短路。因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。这里着重介绍简单不对称故障两相短路接地的常用计算方法。对称分量法是分析不对称故障常用方法，根据对称分量法，一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量。在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先作出电力系统的各序网络，通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网络的等值电势，再根据不对称短路的不同类型，列出边界方程，以求得短路点电压和电流的各序分量。关键词：两相短路故障;短路计算;两相短路接地;对称分量法.

电力系统短路计算课程设计

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

两相短路电流计算

根据两相短路电流计算公式：I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2其中刀R=R〃K b2+R b+R2；刀X=X+X1/ K b2+X b+X2 式中I d-- 两相短路电流，A；刀R、刀X—短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Q; X X—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Q ; R「X—高压电缆的电阻、电抗值，Q ; K b—矿用变压器的变压比，若一次电压为1 OKV,二次电压为1 2 0 0 V、6 9 0 V时，变比依次为8. 3、14. 5 R b、X b—矿用变压器的电阻、电抗值 R2、X2—低压电缆的电阻、电抗值 U e—变压器二次侧的额定电压，对于660V网络，U e以690V 计算；对于1140V网络，U e以1200V计算经查表： 702高压电缆R1=0.3 Q /Km, X i=0.08 Q /Km； 502高压电缆R1=0.42 Q /Km, X=0.08 Q /Km； 352高压电缆R1=0.6Q /Km，X1=0.08 Q /Km； 1140V变压器R b=0.0167, X b=0.1246 ； 660V 变压器R b=0.0056, X b=0.0415； 1140V 系统下X X=0.0144 ； 660V 系统下X X=0.0048； 702低压电缆R2=0.315Q /Km, X2=0.078 Q /Km；

502低压电缆R2=0.448Q /Km, X2=0.081 Q /Km； 352低压电缆R2=0.616 Q /Km, X2=0.084 Q /Km；252低压电缆R2=0.864 Q /Km, X2=0.088 Q /Km；162低压电缆R2=1.37Q /Km，X2=0.09 Q /Km； 1、副井井下660V 系统最远端两相短路电流刀 R=R1/K b2+R b+R2=0.539948 刀X=X+X i/ K b2+X b+X2=0.118166 l d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=627.27A 2、副井井下1140V 系统最远端两相短路电流刀R=R1/K b2+R b+R2=0.27092 刀X=X+%/ K b2+X b+X2=0.20162 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=1776.73A 3、副井井下风机专用线最远端两相短路电流刀 R=R/K b2+R b+R2=0.2 刀X=X+%/ K b2+X b+X2=0.086 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X） 2=1568A 4、主井井下660V 系统最远端两相短路电流刀R=R〃K b2+R b+R2=0.09 刀X=X+X1/ K b2+X b+X2=0.06 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=3136A 5、主井井下1140V 系统最远端两相短路电流刀R=R1/K b2+R b+R2=0.277 刀X=X+Xd K^+X b+X2=0.2 I d=U e/2 V（刀R）2+（刀X）2=1756A

电力系统三相短路电流的计算

能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：电力系统三相短路电流的计算学院：电力学院专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：将________________________ 学号：1310240006__________________

目录摘要 (1) 课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算 (6) 第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程，通过学习电力系统分析，学生可以了解电力系统的构成，电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断，为从事电力系统打下必要的基础。电力系统短路电流的计算是重中之重，电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。

短路电流计算

短路电流计算第一节概述一、电力系统或电气设备的短路故障原因（1）自然方面的原因。如雷击、雾闪、暴风雪、动物活动、大气污染、其他外力破坏等等，造成单相接地短路和相间短路。（2）人为原因。如误操作、运行方式不当、运行维护不良或安装调试错误，导致电气地设备过负荷、过电压、设备损坏等等造成单相接地短路和相间短路。（3）设备本身原因。如设备制造质量、设备本身缺陷、绝缘老化等等造成单相接地短路和相间短路。二、短路种类 1.单相接地短路电力系统及电气设备最常见的短路是单相接地,约占全部短路的75%以上。对大电流接地系统，继电保护应尽快切断单相接地短路。对中性点经小电阻或中阻接地系统，继电保护应瞬时或延时切断单相接地短路。对中性点不接地系统，当单相接地电流超过允许值时，继电保护亦应有选择性地切断单相接地短路。对中性点经消弧线圈接地或不接地系统，单相接地电流不超过允许值时，允许短时间单相接地运行，但要求尽快消除单相接地短路点。 2.两相接地短路两相接地短路一般不超过全部短路的10%。大电流接地系统中，两相接地短路大部分发生于同一地点，少数在不同地点发生两相接地短路。中性点非直接接地的系统中，常见是发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处将绝缘击穿造成第二点接地，此两点多数不在同一点，但也有时在同一点，继电保护应尽快切断两相接地短路。 3.两相及三相短路两相及三相短路不超过全部短路的10%。这种短路更为严重，继电保护应迅速切断两相及三相短路。

4.断相或断相接地线路断相一般伴随相接地。而发电厂的断相，大都是断路器合闸或分闸时有一相拒动造成两相运行，或电机绕组一相开焊的断相，或三相熔断器熔断一相的两相运行，两相运行一般不允许长期存在，应由继电保护自动或运行人员手动断开健全相。 5.绕组匝间短路这种短路多发生在发电机、变压器、电动机、调相机等电机电器的绕组中，虽然占全部短路的概率很少，但对某一电机来说却不一定。例如，变压器绕组匝间短路占变压器全部短路的比例相当大，这种短路能严重损坏设备，要求继电保护迅速切除这种短路。 6.转换性故障和重叠性故障发生以上五种故障之一，有时由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种及两种以上的故障（称之复故障），这种故障不超过全部故障的5%。第二节对称短路电流计算一、阻抗归算为方便和简化科计算，通常将发电机、变压器、电抗器、线路等元件的阻抗归算至同一基准容量bs S （一般取100MVA 或1000MVA 基准容量）和基准电压bs U （一般取电网的平均额定电压bv U ）时的基准标么阻抗（以下不作单独说明，简称标么阻抗）；归算至额定容量的标么阻抗称相对阻抗。（一）标么阻抗的归算 1.发电机等旋转电机阻抗的归算发电机等旋转电机一般给出的是额定条件下阻抗对值，其标么可按下式计算 bs G G GN S X X S * = （1-1）式中 G X * ——发电机在基准条件下电抗的标么值； G X ——发电机额定条件电抗的标对值； G X ——基准容量（MVA ）；

电力系统两相接地短路计算与仿真

辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相接地短路计算与仿真（2）院（系）：电气工程学院专业班级：电气112 学号：110303057 学生姓名：李晓冬指导教师：孙丽颖教师职称：教授起止时间：14-06-30至14-07-11

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如下（各序参数相同）： G1、G2：S N =35MVA，V N =10.5kV，X=0.33； T1: S N =31.5MVA，Vs%=10.5，k=10.5/121kV,△Ps=180kW, △ Po=30kW,Io%=0.8；YN/d-11 T2: S N =31.5MVA，Vs%=10， k=10.5/121kV,△Ps=200kW, △Po=33kW,Io%=0.9； YN/d-11 L12:线路长70km，电阻0.2Ω/km，电抗 0.41Ω/km，对地容纳2.78×10-6S/km； L23:线路长75km，电阻0.18Ω/km，电抗 0.38Ω/km，对地容纳2.98×10-6S/km；； L13: 线路长85km，电阻0.18Ω/km，电抗 0.4Ω/km，对地容纳2.78×10-6S/km；；负荷：S3=45MVA，功率因数均为0.9. 任务要求（节点2发生AC两相金属性接地短路时）： 1 计算各元件的参数； 2 画出完整的系统等值电路图； 3 忽略对地支路，计算短路点的A、 B和C三相电压和电流； 4 忽略对地支路，计算其它各个节点的A、B和C三相电压和支路电流； 5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻AC两相接地短路进行Matlab仿真； 6 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。 G G G1 T1 1 L12 2 T2 G2 1:k

电力系统两相短路计算与仿真(2)

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)

电力系统分析短路电流的计算

1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求：（1）系统C 的正序电抗；（2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流；（3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 25 .02=T X 25.02==''X X d 图1-1 1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入

代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1.单相(a 相)接地短路单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (2)(0)(1)(2)(0)00fa fa fa fa fa fa V V V I I I ? =++=? ??==? 2.两相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的边界条件 . 0fa I = ； ..0fb fc I I += ； . . fb fc V V = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (0) (1)(2)(1)(2)00fa fa fa fa fa I I I V V ? =??? +=??? =?? 3. 两相（b 相和c 相）短路接地 b 相和 c 相短路接地的边界条件 0fa I = ； 0fb V = ； 0fc V =

单相短路电流计算

1、替代定理在任意具有唯一解的电路中，某支路的电流为i k ，电压为u k ，那么该支路可以用独立电压源u k ，或者独立电流源i k 来等效替代，如下图所示。替代后的电路和原电路具有相同的解。图 2、叠加定理由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。注意点：（1）只适用于线性电路；（2）一个电源作用，其余电源为零，如电压源为零即电压为零——>短路，电流源为零即电流为零——>开路；（3）各回路电压和电流可以叠加，但功率不能叠加。 3、三相系统及相量图的应用、交流变量正常的电力系统为三相系统，每相的电压和电流分量均随着时间作正弦变化，三相间相互角偏差为120°，比如以A 相为基准，A 相超前B ，B 相超前C 各120°，就构成正序网络，如下式所示： )120sin()360240sin()240sin(); 120sin(); sin( ++=+-+=-+=-+=+=?ω?ω?ω?ω?ωt U t U t U u t U u t U u m m m c m b m a 以A 相为例，因为三角函数sin 是以360°（或2π）为周期变化，所以随着时间t 的流逝，当?ω+t 值每增长360°（或2π）时，电压ua 就经过了一个

周期的循环，如下图所示：图如上图，t代表时间，?代表t=0时刻的角度（例如上图中ua当t=0时位于?），ω表示角速度即每秒变化多少度。例如电网的频率为50Hz，原点，即代表0 = 每秒变化50个周期，即变化50*360°或者50*2π。此处360°和2π仅是单位制的不同，分别为角度制和弧度制，都是代表一个圆周；值得注意的是用360°来分析问题更加形象，而2π为国际单位制中的标准单位，计算时更通用。向量的应用用三角函数分析问题涉及较为繁琐的三角函数计算，图的正弦波形图可表示出不同周期分量的峰值和相差角度，但使用范围有限。为此，利用交流分量随时间做周期变化，且变化和圆周关系密切的特点，引入向量如下，方便交流分量的加减乘除计算： :

电力系统两相短路计算与仿

辽宁工业大学
《电力系统计算》课程设计（论文）
题目：
电力系统两相短路计算与仿真（1）
院（系）：电气工程学院专业班级：学号：
学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：13-07-01 至 13-07-12

本科生课程设计（论文）
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 G1
G
教研室：电气工程及其自动化 1 L2 2 T2 k:1 L1 3 L3 G2
G
T1 1:k
原始资料：系统如图
S3
课程设计（论文）任务
各元件参数如下（各序参数相同）： G1、G2：SN=30MVA，VN=10.5kV，X=0.26； T1: SN=31.5MVA ， Vs%=9.5 ， k=10.5/121kV, △ Ps=220kW, △ Po=33kW,Io%=0.9 ； YN/d-11 T2: SN=31.5MVA，Vs%=10.5， k=10.5/121kV,△Ps=180kW, △Po=30kW,Io%=0.8； YN/d-11 -6 L1:线路长 80km，电阻 0.17Ω /km，电抗 0.4Ω /km，对地容纳 2.78×10 S/km； -6 L2:线路长 75km，电阻 0.2Ω /km，电抗 0.42Ω /km，对地容纳 2.88×10 S/km；； -6 L3: 线路长 80km，电阻 0.17Ω /km，电抗 0.4Ω /km，对地容纳 3.08×10 S/km；；负荷：S3=45MVA，功率因数均为 0.9. 任务要求（节点 3 发生 AC 相金属性短路时）： 1 计算各元件的参数； 2 画出完整的系统等值电路图； 3 忽略对地支路，计算短路点的 A、B 和 C 三相电压和电流； 4 忽略对地支路，计算其它各个节点的 A、B 和 C 三相电压和支路电流； 5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻 AC 两相短路进行 Matlab 仿真； 6 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：总成绩：
设计质量：
答辩：
指导教师签字：年月论文质量60%
1
日
注：成绩：平时20%
答辩20%
以百分制计算

电力系统三相短路的实用计算

第七章电力系统三相短路的实用计算容要点电力系统故障计算。可分为实用计算的“手算”和计算机算法。大型电力系统的故障计算，一般均是采用计算机算法进行计算。在现场实用中，以及大学本、专科学生的教学中，常采用实用的计算方法—‘手算’(通过“手算“的教学，可以加深学生对物理概念的理解)。例题1：如图7一1所示的输电系统，当k点发生三相短路，作标么值表示的等值电路并计算三相短路电流。各元件参数已标于图中。图7一1系统接线图解：取基准容量Sn=100MVA,基准电压Un=Uav(即各电压级的基准电压用平均额定电压表示)。则各元件的参数计算如下，等值电路如图7一2所示

图7-2 等值电路例题7-2：已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流 3.45 N KA I=,N COS?=

0.8、d X ''=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始超瞬态电流''I 和冲击电流有名值。(取 1.8=i m p K ) 解：因为，发电机短路前是额定运行状态，取101. 10U =∠? 习题： 1、电力系统短路故障计算时，等值电路的参数是采用近似计算，做了哪些简化? 2、电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么? 3、无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路时，短路电流包含几种分量?有什么特点? 4、何谓起始超瞬态电流(I")?计算步骤如何?在近似计算中，又做了哪些简

化假设? 5、冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数imp k 的大小与什么有关？ 6、在计算1"和imp i 时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作为电源看待?如何计算? 7、什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值?如何计算? 8、网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是什么?他们之间有何关系? 9.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作? 10.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何? 11、供电系统如图所示，各元件参数如下:线路L, 50km, X1=0.4km Ω ;变压器T, N S =10MVA, %k u =10.5. T K = 110/11。假定供电点(s)电压为106.5kV 保持恒定不变，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路时，试计算:短路电流周期分量起始值、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。 12、某电力系统的等值电路如图所示。已知元

某系统单相、两相接地短路电流的计算

1 课程设计的题目及目的课程设计选题如图1所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为Ua=1∠-120，Uc=1∠120. （1）求系统C 的正序电抗；（2）求K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流；（3）求K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流(假设故障前线路中没有电流)。系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 2T 25.02==''X X d 图1 电路原理图课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件；

2设计原理基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。电力系统各序网络的制定应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中型点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示，如图2所示；负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因次，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，便得到负序网络如图3所示；在短路点电流施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。如图4所示。利用各序的网络图可以计算出相应的序阻抗。图2 系统的正序网络 X c X T X L X T X d ” C V fa(1) G + + +

电力系统两相接地短路计算与仿真

辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计（论文）题目：电力系统两相接地短路计算与仿真（3）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：讲师起止时间：12-07-02至12-07-13

课程设计（论文）任务及评语

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

目录第1章绪论 (1) 1.1电力系统短路计算概述 (1) 1.1.1 电力系统短路计算的目的 (1) 1.1.2 短路计算的处理方法 (1) 1.2本文设计内容 (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 (4) 2.3两相接地不对称短路的计算步骤 (5) 第3章电力系统两相短路计算 (8) 3.1系统等值电路及元件参数计算 (8) 3.2系统等值电路及其化简 (9) 3.3两相接地短路计算 (10) 3.4计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流 (14) 3.5计算各条支路的电压和电流 (14) 第4章短路计算的仿真 (16) 4.1仿真模型的建立 (16) 4.2仿真结果比较分析 (18) 第5章总结 (20) 参考文献 (21)

电力系统三相短路电流的计算

银川能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：电力系统三相短路电流的计算学院：电力学院专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：张将________________________ 学号：1310240006__________________

目录摘要 ............................................................................... 错误！未定义书签。课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算...................................... 错误！未定义书签。第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

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，设备可能过热以致损坏。（3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃

两相接地短路电流的计算

目录 1?前言........................................................................... ?仁1.1短路电流的危害 ............................................................... 1.. 1.2短路电流的限制措施 .......................................................... 1. 1.3短路计算的作用 .............................................................. 2.. 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 ....................................................... 9. 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例............................................................ 1.4 4. 结果分析....................................................................... 1.8. 5. 心得体会 (19) 6. 参考文献....................................................................... 20.

电力系统两相断线计算与仿真

辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相断线计算与仿真（1）院（系）：工程技术学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：2015-06-15至2015-06-26

课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院教研室：电气工程及其自动化

摘要电力系统故障计算主要研究电力系统中发生故障（包括短路、断线和非正常操作）时故障电流、电压及其在电力网中的分布。本次课程设计中，根据给出的电力系统，先计算各元件参数，然后采用对称分量法将该网络分解为正序、负序、零序三个对称序网，并且求出戴维南等效电路，再计算当L3支路发生A和C两相断线时系统中每个节点的各相电压和电流，计算每条支路各相的电压和电流，最后在系统正常运行方式下，对各种不同时刻A、C两相断线进行Matlab仿真，将断线运行计算结果与仿真结果进行分析比较。关键词：电力系统；对称分量法；Matlab仿真

目录第1章绪论 0 1.1 电力系统概述 0 1.2 本文研究内容 (1) 第2章潮流计算 (2) 2.1等效电路图 (2) 2.2电路的星角变换 (3) 2.3等值电路图的网络参数设定 (5) 2.4功率和节点电压计算 (5) 第3章不对称故障分析与计算 (7) 3.1对称分量法 (8) 3.1.1正序网络 (8) 3.1.2负序网络 (10) 3.1.3零序网络 (11) 3.2两相断线的计算 (12) 3.2.1B相各点电压电流 (15) 3.2.2 A相各点电压电流 (16) 3.2.3 C相各点电压电流 (16) 第4章仿真分析 (18) 4.1仿真模型建立 (18) 4.2仿真结果分析 (20) 第5章课程设计总结 (22) 参考文献 (23)

1电力系统短路故障的分类

简答： 1.电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么? 2.无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统，三相短路时，短路电流包含几种分量?有什么特点? 3.什么叫起始次暂态电流(I")?计算步骤如何? k的4.冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数imp 大小与什么有关？ i时，什么样的情况应该将异步电动机(综合负菏)作5.在计算1"和imp 为电源看待?如何计算? 6.什么是短路功率(短路容量)?如何计算?什么叫短路电流最大有效值? 如何计算? 7.网络变换和化简主要有哪些方法?转移电抗和电流分布系数指的是什么? 8.运算由线是在什么条件下制作的?如何制作? 9.应用运算曲线法计算短路电流周期分量的主要步骤如何? 什么是对称分量法?ABC分量与正序、负序、零序分量具有怎样的关系? 10.如何应用对称分量法，分析计算电力系统不对称短路故障? 11.电力系统各元件序参数的基本概念如何?有什么特点? 12.电力系统不对称故障(短路和断线故降)时，正序、负序、零序等值电路如何制定?各有何特点? 13.试述电力系统不对称故障(短路和断线故障)的分析计算步骤. 14.何谓正序等效定则? 15.电力系统发生不对称故障时，何处的正序电压、负序电压、零序电压最高?何处最低? 1.什么叫电力系统的运行稳定性?如何分类?主要研究内容是什么? 2.试简述发电机组的额定惯性时间常数及其物理含义。

3.试简述Eq为常数时简单电力系统功角特性方程的基本形式(隐极机和凸极机)。 4.何为电力系统静态稳定性？ 5.简单电力系统静态稳定的实用判据是什么？ 6.何为电力系统静态稳定储备系数和整步功率因数？ 7.提高电力系统静态稳定性的措施主要有哪些？ 8.何为电力系统的暂态稳定性? 9.提高电力系统瞬态稳定的措施有哪些?并简述其原理。 1.已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流 3.45 N KA I=,N COS?=0.8、d X''=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始次暂态电流 '' I和冲击电流有名值。(取 1.8 = i m p K) 2.如图所示电力系统，试分别作出在k1, k2, K3点发生不对称故障时的正序、负序、零序等值电路，并写出 ,, 120 X X X ∑∑∑的表达式。 (取0m X≈∞) 3. 图示电力系统，在k点发生单相接地故障，试作正序、负序、零序等值电路.

两相接地短路电流的计算

目录 1.前言 (1) 1.1短路电流的危害 (1) 1.2短路电流的限制措施 (1) 1.3短路计算的作用 (2) 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 (9) 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例 (14) 4.结果分析 (18) 5.心得体会 (19) 6.参考文献 (20)

1.前言电能作为我们日常生活中运用最多的一种能源，不仅有无气体无噪音污染，便于大范围的传送和方便变换，易于控制，损耗小，效率高等特点。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(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。 1.1短路电流的危害短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突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。 1.2短路电流的限制措施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。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下：一是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。二是正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。