电力系统设计 短路计算20
电力系统三相短路电流的实用计算
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
或
节点 接入负荷，相
当于在 阵中与节点
对应的对角元素中
增加负荷导纳
。
最后形成包括所
有发电机支路和负荷
支路的节点方程如下
(6-2)
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法 二、利用节点阻抗矩阵计算短路电流
点i产生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下的
节点电压，记为 。第二项是当网络中所有电流源都
断开，电势源都短接时，仅仅由短路电流 在节点i产
生的电压。这两个分量的叠加，就等于发生短路后节点
i的实际电压，即
(6-4)
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
公式（6-4）也适用于故障节点f，于是有
（6-5）
（b）所示。
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
4、利用网络的等值变换计算转移阻抗
（1）将电源支路等值合并和网络变换，把原网络简化 成一端接等值电势源另一端接短路点的单一支路，该支 路的阻抗即等于短路点的输入阻抗，也就是等值电势源 对短路点的转移阻抗，然后通过网络还原，算出各电势 源对短路点的转移阻抗。 （2）保留电势源节点和短路点的条件下，通过原网络 的等值变换逐步消去一切中间节点，最终形成以电势源 节点和短路点为顶点的全网形电路，这个最终电路中联 结电势节点和短路点的支路阻抗即为该电源对短路点的 转移阻抗。
•
6.3 短路电流计算曲线及其应用
（二）计算步骤 （1）绘制等值网络 选取基准功率 和基准电压 发电机电抗用 ，略去网络各元件的电阻、输电线 路的电容和变压器的励磁支路 无限大功率电源的内电抗等于零 略去负荷
电力系统短路电流计算
电力系统短路电流计算附录1电力系统的短路计算1.1一般规定1.1.1一般要求1.1.1.1本附录适用于船舶交流电力系统三相短路的短路电流和短路功率因数的计算。
两相短路的短路电流值，可取为相应三相短路的短路电流值的0.866倍。
1.1.1.2本计算方法适用于交流50Hz或60Hz非网格形，且中性点通过阻抗接地或中性点绝缘的低压和高压三相电力系统。
其计算结果具有足够的精确度。
1.1.1.3采用本计算方法计算短路发生后100m以内的短路电流，其计算结果可用作：(1)校核所选用的保护电器的短路接通能力和短路分断能力；(2)校核汇流排等元件的电动力稳定性和热稳定性；(3)为电力系统保护的设计和整定提供依据；(4)为在必要时选择适当的限流设备，以能将短路电流限制在保护电器的能力范围之内提供依据。
1.1.1.4在计算最大短路电流时，应考虑最恶劣情况，即应计及对应于船舶或海上设施电站最大负载工况下：(1)所有可能并联连接于主汇流排的发电机(包括短时转移负载的发电机在内)所馈送的短路电流；(2)所有可能投入运行的电动机所馈送的短路电流。
1.1.1.5一般应计算下列各处的短路电流：(1)发电机输出端；(2)主汇流排；(3)应急配电板、区配电板以及分配电板的汇流排；(4)电力和照明变压器次级侧。
此外，为电力系统保护的设计和整定需要，有时还应进行馈电线末端短路电流的计算。
1.1.1.6计算所需要的发电机、电动机、变压器和电缆等的各项特征参数，应由产品制造厂提供，并保证足够的精确度。
1.1.2定义1.1.2.1短路在正常情况下电路中处于不同电压的两点或更多点，通过一比较低的电阻或阻抗偶然或有意的连接。
1.1.2.2短路电流在电源不变情况下，由于故障或误操作引起短路而产生的过电流。
1.1.2.3预期短路电流(针对开关电器)当开关电器的每一极由一阻抗可以忽略不计的导体代替时，电路中可能流过的短路电流。
1.1.2.4对称短路电流预期(可达到的)短路电流交流对称分量的方均根值。
电力系统运算曲线法短路计算
U ′2min = 117 -
20 * 10 + 10 * 30 = 112.73kV 117
1、按最小负荷的电压要求选分接头 、
U1T.min U 2N 11 = U ′2.min * = 1
分接头。 修改了题目） 选110*(1+3*2.5%)=118.25kV分接头。（修改了题目） 分接头
12.6 * 4.93 + 12.85 * 63.53 U ′2max = 107.5 = 99.33kV 107.5 U 2N 11 = 99.33 * = 106.6kV U1T.max = U ′2.max * U 2max 10.25
U ′2min
U1T.min
4.9 * 4.93 + 5 * 63.53 = 107.5 = 104.32kV 107.5
11 = 112.73 * = 10.49kV 118.25
U 2C.max
U 2C.min
结论：近似符合要求。 结论：近似符合要求。
S min = 7 * cosϕ + j7 * sinϕ = 4.9 + j5MVA
S max = 18 * cosϕ + j18 * sinϕ = 12.6 + j12.85MVA
U 2min = 10 * (1 + 7.5%) = 10.75kV
U 2max = 10 * (1 + 2.5%) = 10.25kV
应用运算曲线求任意时刻短路电流交流分 量有效值
I 短路电流运算曲线： 短路电流运算曲线： t = f ( x
∗ ∗ js
, t)
x js* = xΣ*B
S B ：xΣ*B 的基准功率
S eΣ SB
电力系统短路计算
电力系统短路计算电力系统短路计算是电力系统设计和运行中必不可少的一部分。
它可以帮助电力系统工程师和运行人员了解电力系统在故障情况下如何运行以及如何保证电力系统的安全和可靠性。
短路计算可以评估有关电路、设备和保护设备等方面的短路能力，以确保系统的各个部分在短路故障发生时能够正常运行并保持稳定。
在电力系统中，短路事件是很常见的，短路是指电流在较短的路径上流动，而忽略其他路径。
短路的发生可能会导致系统的电压下降、电力设备的损坏或停机、电网安全风险等问题。
因此，短路计算变得至关重要，因为它可以评估系统中各个部分的短路能力，在未来的短路事件中预测和避免电网可能遇到的问题。
在进行短路计算时，需要考虑电力系统中的如下因素：1.系统拓扑：即电网的结构，包括电源、传输线路、变电站、负载和支路等，对于每一种情况，都需要作出相应的短路计算。
2.电流限制:当短路电流大于设备或电路能承受的额定电流时，必须考虑电流限制措施和保护措施。
3.短路电流：由于电网中的电流是动态变化的，因此在进行短路计算时，需要考虑电流的大小及方向，以及在不同情况下产生的短路电流。
4.接地方式:系统中接地方式的不同会导致不同的短路电流，所以在计算时必须考虑这一因素。
5.保护系统：保护系统可以检测系统中的短路事件，并通过切断电流或跳闸进行响应。
在计算过程中，需要考虑保护系统的类型、保护设备的额定动作电流等，以确保系统在短路时可以正常运作。
总的来说，电力系统短路计算是一项复杂的任务，需要综合考虑许多因素才能得出正确的结果。
然而，通过短路计算，可以为系统的设计、运行和维护提供有用的信息，有助于保证电力系统的安全和可靠性。
电力系统短路计算课程设计
电力系统短路计算课程设计1. 引言电力系统短路计算是电力系统工程中的重要内容之一。
它用于确定电力系统中各个组件（如发电机、变压器、线路、开关等）的短路电流以及电力系统的短路容量。
本课程设计旨在帮助学生深入理解电力系统短路计算的基本原理和方法，培养学生的问题分析和解决能力。
2. 实验目的•掌握电力系统短路计算的基本原理和方法；•学习使用电力系统短路计算软件进行短路计算；•培养学生的实际操作能力和数据处理能力。
3. 实验内容本次课程设计包括以下实验内容：1.了解电力系统短路计算的基本原理和方法；2.学习使用PSS/E软件进行短路计算；3.对示例电力系统进行短路计算，并绘制短路电流分布图；4.分析短路电流对电力系统设备的影响。
4. 实验步骤4.1 实验准备安装PSS/E软件并了解其基本操作。
4.2 系统建模•根据实验要求，选择合适的电力系统进行建模；•绘制电力系统的单线图。
4.3 数据采集•从电力系统实际运行数据中采集所需的电气参数；•对采集到的数据进行整理和校验。
4.4 短路计算•使用PSS/E软件对电力系统进行短路计算；•分析计算结果，得到各个节点的短路电流。
4.5 短路电流分布•根据计算结果，绘制电力系统的短路电流分布图；•分析电力系统中短路电流的分布规律。
4.6 设备影响分析•根据短路电流分布图，分析短路电流对电力系统设备的影响；•提出相应的设备保护措施。
5. 结果与分析根据实际操作和数据处理的结果，对电力系统短路计算进行结果分析。
可以对不同节点的短路电流进行比较，并针对计算结果进行讨论和总结。
6. 实验总结本次课程设计通过实际操作和数据处理，加深了对电力系统短路计算基本原理和方法的理解。
同时，培养了学生的实际操作能力和问题分析能力。
通过分析电力系统的短路电流分布，提出了针对电力系统设备的保护措施。
本次课程设计对于提高学生的专业素养和解决实际工程问题具有一定的指导意义。
7. 参考文献1.电力系统短路计算教程2.PSS/E软件使用手册。
电气工程基础电力系统的短路电流计算
出现最大的短路冲击电流的条件：
图3-3为t=0时刻A相相量图 UmA：电源电压； ImA0 ：短路前的电流； IpmA：短路电流交流分量； 相量在时间轴t上的投影
i A 0 ：短路前电流瞬时值； i pA 0 ：短路后交流分量瞬时值； 差值 iA0 为直流分量的起始值；
2.短路电流的最大有效值
在短路过程中，任一时刻t的短路电流的有效值是以 时刻t为中心的一个周期T内瞬时电流的方均根值，即
ItT 1tt T T 2 2 it2 d tT 1tt T T 2 2ip ti t2 dt
直流分量电流是随时间衰减的。在实际的电力系统中， 短路电流交流分量的幅值也是随时间衰减的。
IM Ipm 22i2tt0.01s
0.70I7pm12KM12
短路电流最大有效值的作用：校验断路器的断流能力。
3.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路 电流的分析
同步发电机不能看成无限大容量，内部存在暂态过 程，因而不能保持其端电压和频率不变。
由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时近 似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电 磁暂态过程。
程为：
E q (0 ) U jI dX d jI q X q
通常已知的是发电机端电压和定子全电流，而空载电势Eq 和Id、Iq均是末知的（电枢反应磁动势与交轴的空间相位 差未知）。要求空载电势，必须首先确定q轴的位置。
Eq(0) U jIdXdjIqXqjIdXqjIdXq
U jIdIq XqjId XdXq EQjId XdXq E Q U j I d I q X q U j I X q
电气工程基础之——电力系统的短路计算
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 电抗器通常给出其额定电压UN、额定电 流IN及电抗百分值XR（%）
X R(N )*
X R (%) 100
X R (d )*
X R (%) 100
U N Sd
3I N
U
2 d
不同基准值的标幺值间的换算
• 输电线路的电抗，通常给出每公里欧姆 值
Ø 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；
Ø 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；
Ø 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
þ 短路的后果
Ø 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；
1 e Ta
且有：
1≤Ksh≤2
工程计算时：
à 在发电机电压母线短路，取Ksh=1.9； à 在发电厂高压侧母线或发电机出线电
抗器后发生短路时，Ksh=1.85； à 在其他地点短路时，Ksh=1.8
Ø ish用途：校验电气设备和载流导体在短路
时的电动力稳定度(动稳定)。
无限大功率电源供电网络的三相短路
Ø 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；
Ø 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；
Ø 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。
短路电流计算及保护整定
2.1.2 说明
需用系数，不仅与设备的效率、线路损耗、负荷的大小有关系，而且 与用电设备组的工作性质、操作方式、生产组织形式等因素有关。应 尽可能通过实测数据分析确定，使之接近于实际。
(2) 计算短路电流 三相短路电流：Id(3) 式中：
Uav
3Z
两相短路电流：I
(2) d
U av 2
Z
Uav ——各级线路始末两端的平均电压（线电压），1.05倍线路额定电 压。这样做是为了简化计算。各标准电压等级的平均电压值如下表：
1.4 计算方法
2、标幺法（相对单位制法） (1) 计算过程：
I (2) d
——高压电动机端子上的最小两相短路电流， A。
与地面异步电动机整定原则相同。
起动电流在反时限曲线上对应的时间值应躲过起动过程，根据实际情况 设定时间常数。
2.2.6 控制线路的高压配电装置
普通型高压配电装置
一般使用反时限过负荷保护和电流速断的短路保护，基本上是靠整定电 流值的大小实现上下级配合，线路发生短路后易越级跳闸。
I Q N ——容量最大的电动机的额定起动电流，对于有数台电动机
同时起动的工作机械，若其总功率大于单台起动的容量最大的电动机功
率时，则为这几台同时起动的电动机的额定起动电流之和。
对于存在两回断路器的移动变压器，应据每回路所接负荷情况分别对两 回路的保护器根进行整定。
2.2.4 移动变压器高压配电装置
类型。
1.2 无限大容量电源网络远端三相短路
电力系统的电源距短路点较远（一般配电系统多属于 这种情况）
7-电力系统的短路计算
U m sin( t )
解微分方程得：
ik
Um Z
sin( t
k )
t
Ce Ta
t
I pm sin( t k ) Ce Ta
ip
inp
I pm
Um
R 2 (L)2
k
arctan
L
R
由于电路中存在电感，而电感中的电流不能突 变，则短路前一瞬间的电流应与短路后一瞬间的电 流相等。即
(
I
pm
2
)2
I pm (K sh
1)
2
2
1
I
2 p
(I
p
2 )2 (K sh 1)2 2 I p
1 2(K sh 1)2
当Ksh=1.9时，I sh 1.62 I p ; 当Ksh=1.8时，I sh 1.51I p 当Ksh=1.3时，I sh 1.09 I p
四、三相短路稳态电流
X
X
* N
X
N
X
* N
U
2 N
SN
X
* d
X Xd
X Sd
U
2 d
X
* N
U
2 N
SN
Sd
U
2 d
工程中，常选定功率基准值 Sd 和电压基准值 Ud ,另两 个基准值通过计算得到：
Id
Sd 3Ud
Zd
Ud 3Id
➢ 基准功率可选择某一整数或最大容量设备的额定 功率，基准电压可取网络各级额定电压或平均额 定电压。
k
%
U U
k N
100
3I N X T UN
100
X
* NT
电力系统短路计算
电力系统短路计算在电力系统中，短路是指两个或多个电路元件之间发生了低电阻路径，导致电流流经的路径缩短，从而造成电流瞬时增大的现象。
为了确保电力系统的正常运行和设备的安全性，进行短路计算是必要的。
本文就电力系统短路计算的方法和步骤进行探讨。
一、定义与背景电力系统短路计算是指在给定电力系统中，当系统出现短路故障时，通过计算电流的大小和方向，以及系统的电压和功率因素等参数来分析、评估短路对系统的影响，并对系统进行相应的保护措施。
短路计算的目的是为了保护电力系统设备的安全运行，防止设备受到过大的电流冲击而损坏，同时保障系统的正常供电和可靠性。
二、短路计算的重要性1. 设备保护：短路计算可以帮助确定设备的额定电流和相应的保护装置，保证设备在短路故障时能够正常运行并快速切断短路电流，避免设备的过载和损坏。
2. 人身安全：短路计算可以评估电流的大小和方向，从而避免人员在短路故障发生时受到电击的危险，确保人身安全。
3. 系统可靠性：短路计算可以评估短路故障对系统稳定性和供电可靠性的影响，为电力系统的设计、运行和优化提供参考依据。
三、短路计算的方法与步骤短路计算一般分为初步计算和详细计算两个阶段，具体步骤如下：1. 数据收集：收集电力系统的拓扑结构、线路参数、变压器参数、发电机参数等基本数据，包括系统单线图、设备参数表等资料。
2. 初步计算：根据收集到的数据，采用等效电路法或者矩阵法进行初步计算，得到电网节点电压、电流以及电网短路电流等基本参数。
3. 设备额定电流计算：根据初步计算结果，参考设备的额定电压、额定功率因素和短路容量等要求，计算设备的额定电流。
4. 保护设备选择：根据设备额定电流，选择适当的保护设备，如熔断器、断路器等。
5. 系统灵敏度分析：对于存在多条供电路径的系统，进行系统灵敏度分析，评估各条路径的短路电流分布，并确定合理的保护配置。
6. 详细计算：对初步计算中可能存在的假设进行修正，进行精确的短路计算，得到更为准确的短路电流和短路类型。
短路电流计算
第部分短路计算结果一、最大运行方(Sj=100MVA, Uj=Up )式：1、系统为最大运行方式，Xmax=0.0177;2、全厂#1、#2、#3、#4机组全部运行。
3、220kV系统为负荷方式。
4、忽略热电两台机组运行，（因为热电两台机组对500kV系统影响较小）。
#1高公变的短路阻抗（折算到Sj=100MVA、Uj=Up下）Ud=10.5% Kf=4X*= (1/2) x Kf x Ud x (Sj/Se) =( 1/2) x 4X 10.5X (100/63)=0.3333最大运行方式下，短路点正序阻抗图Fj (L F ◎『：0F 各电源对6.3kV母线（以6kV公用OBC01段为例）d1点的转移电抗为：osi/ 6.3kV系统孑1用％匸© @ ® ©最大运行方式下各电源对短路点的转移阻抗图6.3kV公用段OBC01 （OBC02）母线di点最大三相短路电流为：I（3）d1.max=24.342kA二、最小运行方式：1、系统为最小运行方式，Xmax=0.0629;2、全厂#1、#2机组中只有一台机组运行。
3、220kV系统为负荷方式。
4、忽略热电两台机组运行，（因为热电两台机组对500kV系统影响较小）。
最小运行方式下，短路点正序阻抗图."I最小运行方式下各电源对 6.3kV 母线（以6kV 公用OBC01段为 例）di 点的转移电抗为：6.3kV 公用段OBC01 （OBC02）母线di 点最小三相短路电流为: （3）I （）di.min=23.068kA 第二部分 化学变压器A 、B 保护整定计算6.3kV 系统最小运行方式下各电源对短路点的转移阻抗图变压器参数：型号：SC9-1000/6.3容量：1000kVA高压侧CT变比：300/5 低压侧CT变比：2000/5一次额定电流：91.6A/1443A二次额定电流：1.53/3.61A联结形式：Dyn11短路阻抗：Ud=6% 一、短路电流计算结果1、化学变折算到Sj=100MVA、Uj=Up下短路阻抗标幺值为：Ud= （Ud%）Sj/Se=0.06X 100/仁62、变压器低压侧最大三相短路电流计算（阻抗图如下所示）：变压器低压侧出口处最大三相短路电流为：Id2.max（3）=1.4366kA3、变压器低压侧最小三相短路电流计算（阻抗图如下所示）：变压器低压侧出口处最小三相短路电流为：Id2.min（3）=1.432kA500kV系统二、保护整定计算1综合保护BHJ的保护整定(保护装置为WDZ-440)1.1高压侧电流速断保护整定1.1.1高压侧电流速断保护电流整定：(1)按躲过变压器低压侧母线上三相短路时流过保护的最大短路电流整定lsd=Kk xlk.max/Na=1.3 x 1436.6/60=31.13 (A)式中：Isd ――动作电流二次值；Kk――可靠系数，取1.3 ;Ik.max ――最大运行方式下变压器低压母线三相短路时流过变压器高压侧电流互感器的最大短路电流，为1436.6A;Na——变压器高压侧CT变比，为300/5=60。
电网短路电流计算
电网短路电流计算电网短路电流计算是电力系统设计中非常重要的一部分，可以帮助工程师确定电网设备额定电流和短路能力，以确保电力系统的安全运行。
在电力系统中，电网短路电流是指在系统发生短路时通过故障点的电流。
短路电流的大小直接关系到设备的选择和保护装置的设计。
下面将介绍电网短路电流的计算方法。
首先，需要了解一些基本概念。
电网短路电流通常分为三种类型：对称短路电流、不对称短路电流和阻性短路电流。
对称短路电流是指三相电流大小和相位完全相同的短路电流，通常用来进行设备和装置的额定电流选择。
不对称短路电流是指三相电流大小和相位不同的短路电流，通常用来进行继电保护装置的设置。
阻性短路电流是指由于故障点附近存在一定的电阻而导致的短路电流，通常用来进行开关设备的额定电流选择。
接下来，介绍电网短路电流计算的一般步骤：1.收集电网信息：需要收集准确的电网数据，包括母线、变压器、电缆和导线等设备的额定电流和电阻值。
此外，还需要记录支路和回路的拓扑结构。
2.确定故障类型：根据系统故障类型和故障点的位置来选择合适的电路模型进行计算。
常见的故障类型有对地短路、对线短路和相间短路等。
3.建立等值电路模型：根据电网结构和故障条件，建立相应的等值电路模型。
对于大规模电网，可以使用横截面法或节点法进行等值电路的简化。
4.计算短路电流：使用带有相角和幅值信息的电源电流计算公式，根据等值电路模型计算短路电流。
一般情况下，可以使用潮流计算方法或者节点电压法进行计算。
5.分析短路电流的影响：根据计算结果分析设备的额定电流和短路能力是否满足系统要求。
如果电流过大，需要采取相应的措施来保护电网设备。
总结起来，电网短路电流计算是电力系统设计中的重要环节，可以帮助确定电网设备的额定电流和短路能力，以确保电力系统的安全运行。
正确计算短路电流可以提供合理的指导依据，促进电网的可靠性和稳定性。
电力系统三相短路实用算法
3 电力系统三相短路的实用计算①起始次暂态电流I"(短路电流基频交流分量的初始值)、冲击电流（短路电流最大瞬时值）、短路电流最大有效值、短路容量；（用于效验断路器开断电流、继电保护整定、电气设备动稳定效验）；②采用运算曲线法近似计算电网三相短路暂态过程中，任一时刻短路电流（交流分量的有效值）3.1交流电流初始值的计算一、计算近似假设（各个元件次暂态参数的获取）1）发电机①电抗：用x d"；②电动势：用E"(近似认为短路前后瞬间保持不变)相量表示：E0"=U0+jI0x d"标量表示：E0"≈U0+jI0x d"sinφ|0|其中：I|0|=P|0|−jQ|0|U0③近似计算中可取E"=1.05~1.08④不计负荷影响时（短路前空载），E"=1，且同相位。
⑤当电源远离短路点，可将发电机看作恒定电压源，取其额定电压U N。
2）线路、变压器① 并联支路：忽略线路对地电容、变压器励磁回路； ② 高压输电线路：仅考虑线路电抗，忽略电阻； ③低压输电线路或电缆：近似用阻抗模值z = 2+x 2 ④变压器变比：不考虑实际变比，用平均电压比。
3) 一般负荷①不考虑负荷（即短路前空载）：基于负荷电流远小于短路电流。
②考虑负荷：恒定阻抗负荷：z i =U i|0|2P i|0|−jQ i|0|综合负荷：E "=0.8，x "=0.35远离短路点的负荷：略去不计或x "=0.354) 短路点附近的大型异步（同步）电动机负荷：①正常运行时，异步电动机的转差率很小（2%~5%），可作同步机看待。
则根据短路瞬间磁链守恒原理，可用与转子绕组总磁链成正比的E "、x "(为启动电抗)表示。
如短路瞬间的机端电压小于E "，则考虑到送短路电流，当作发电机看待。
E "、x "的确定：x "=1I st =14～7=0.14～0.25，近似x "≅0.2E 0 "≈U 0 −jI 0 x "sin φ|0|，近似E 0 "≅0.9（I "≅0.45）②如短路瞬间的机端电压大于E "，当作综合负荷看待。
电力系统短路分析计算及仿真
电力系统短路分析计算及仿真首先，短路电流计算是通过对电力系统进行建模和分析，计算出系统中不同节点处的短路电流大小。
这需要根据电力系统的拓扑结构、负荷特性和设备参数，利用短路电流计算程序进行计算。
计算方法包括经典短路电流计算法、迭代法和时间解析法等。
经典短路电流计算法是常用的计算方法之一，它基于各种电力设备的等效电路模型，利用短路阻抗或复阻抗与其他元件的连接方式进行计算。
计算过程包括建立系统的节点矩阵，形成导纳矩阵，然后利用导纳矩阵计算短路电流。
另一种常用的计算方法是迭代法，它是基于负荷流和短路流相互影响的一种计算方法。
首先进行负荷流计算，得到系统中各节点的电压值，然后将负荷值改为短路电流作为负荷的等效值，再次进行负荷流计算，直到系统中各节点的电压值基本稳定。
该方法适用于复杂的电力系统，但计算过程相对较为复杂。
此外，还有基于时间解析法的短路电流计算方法，它可以考虑电力系统中的非线性特性和过渡过程。
该方法可以更真实地反映系统的动态特性，但计算量较大，适用于小型系统或关键系统的分析。
在短路电流计算完成后，还需要对计算结果进行仿真分析，以验证系统的安全性和可靠性。
短路电流仿真可以通过软件仿真工具进行，如PSS/E、PSAT和DIgSILENT等。
仿真过程中，需要建立电力系统的准确模型，包括各种电力设备的参数、控制逻辑和保护系统等。
然后根据计算结果进行仿真运行，观察系统中各节点的电流和电压波形，以及设备的动作情况。
通过仿真分析，可以发现系统中潜在的问题，并采取相应的措施进行改进和优化。
总之，电力系统短路分析是电力系统设计和运行中至关重要的一部分。
通过短路电流计算和仿真分析，可以评估系统的短路能力，确保系统的安全运行和可靠供电。
谈电力系统短路计算
如果 所有 电源 的 电势 都相 等 ， 直： 即直＝ 。 …一 直 只 ：，
（ 对称三相系统。 ４ ） 除不对称故障处出现局部的不对 有短 路点 ， 可得 称 以外 ， 实际 的电力系统通 常都 可当作 是对称 的 。 （ 忽略高压输 电线的电阻和 电容， ５ ） 忽略变压器的电
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广东建材 ２０ 年第 ２ ０８ 期
工艺与设备
谈 电力 系统短路计算
廖 红 （ 广州 电力工程设计有限公司）
摘 要 ：论述电 力系统短路计算， 着重论述电力系统对称短路（ 三相短路） 及不对称短路（ 单相短路）
分析、 算方法。 计
点， 电流以流入网络为正。 根据叠加原理， 网络中每一处 的电流 应等 于 ｎ个 电势 源 分 别单 独 作 用 时所 产 生 的 ｎ
个分量 的代数和 。 ．
在 此情 况下 ， ｉ个 电源 送 到短 路 点的 电流也就 等 第 于 该 电源 点的 电流 ｉ， ；电流 ｉ同短路 电流 ｉ之 比 ： ；
源 点输 入 阻抗和 短路 点同 电源 点之 间转移 阻抗 的计 算 ，
通 过 网络 的等值 变 换和化 简 ，求 取输 入 阻抗和 转 移 阻 抗， 利用 电流 分布 系统 来确 定 电流 分布 ， 通过 对称 量 法 求解系 统各元件 的序 阻抗 ， 再根 据不 对称 短路 的不 同类
① 选取基 准功 率 ｓ和基 准 电压 Ｖ＝ 。 ＢＶ ； ② 发 电机 电抗用 ， 略去 网络 各元 件 的 电阻 、 电 输
ｉ 电源节 点 的电流 ｉ 以表示 为 ： 个 ｉ 可
ＩＩ Ｉ ＝
』＿ 一
线 的电容和变 压器 的励磁 支路 ；
Ｉ
。
iec短路计算
iec短路计算IEC短路计算是电力系统设计和运行中的重要环节，它用于确定电力系统中短路电流的大小和分布情况，以确保电力设备的可靠运行和安全性。
本文将从IEC短路计算的基本原理、计算方法、应用和注意事项等方面进行介绍。
一、IEC短路计算的基本原理IEC短路计算是根据电力系统的拓扑结构和参数，通过对电路进行建模和分析，计算出电路中短路电流的值和分布情况。
短路电流是指在系统发生短路故障时，电流通过短路点的大小。
短路故障是指电力系统中两个或多个相或导线之间发生直接接触，导致电流异常增大的故障。
二、IEC短路计算的方法IEC短路计算主要有两种方法，即解析法和数值法。
解析法是根据电路的参数和拓扑结构，通过解析电路方程组，推导出短路电流的解析表达式。
数值法是通过将电力系统的参数和拓扑结构离散化，转化为数值计算问题，使用数值计算方法求解短路电流。
三、IEC短路计算的应用IEC短路计算在电力系统的设计、运行和维护中有着广泛的应用。
在电力系统的设计中，短路计算可以帮助确定电力设备的额定容量和选型，以保证设备在短路故障发生时不会损坏。
在电力系统的运行中，短路计算可以用于评估系统的稳定性和安全性，指导系统的运行和调度工作。
在电力系统的维护中，短路计算可以用于确定故障点和故障电流的大小，指导故障处理和设备维修工作。
四、IEC短路计算的注意事项在进行IEC短路计算时，需要注意以下几点。
首先，要准确获取电力系统的参数和拓扑结构，包括电流变压器的参数、开关设备的额定电流和断电能力等。
其次，要选择合适的计算方法和工具，确保计算结果的准确性和可靠性。
同时，还要考虑设备的寿命和可靠性要求，合理选择电力设备的额定容量和保护装置的设置参数。
最后，要根据计算结果进行合理的工程设计和操作决策，以确保电力系统的安全稳定运行。
五、总结IEC短路计算是电力系统设计和运行中的重要环节，它可以帮助确定电力设备的可靠运行和安全性。
本文从IEC短路计算的基本原理、计算方法、应用和注意事项等方面进行了介绍。
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设计目的：本次电力系统课程设计是根据给定的原始材料完成、巩固和加深对电力系统短路计 算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和 解决问题的能力。
设计任务或主要技术指标： 如图 1.1 所示如图所示，设 A 、 B 发电机暂态电动势为 1，在 k 点发生两相短路接地故障，试计算。试 求：
目 录
1 课程设计的题目及目的......................................................................................................... 1 1.1 课程设计选题............................................................................................................. 1 1.2 课程设计的目的......................................................................................................... 1 2 短路电流计算的基本概念和方法......................................................................................... 2 2.1 基本概念的介绍......................................................................................................... 2 2.2 电力系统各序网络的制定......................................................................................... 2 2.3 不对称三相量的分解................................................................................................. 3 2.3 短路电流计算的基本方法......................................................................................... 4 3 计算过程及步骤..................................................................................................................... 6 3.1 系统 C 的正序电抗的计算......................................................................................... 6 3.2 K 点发生接地短路的电流计算.................................................................................. 8 3.3 短路时发电机和系统 C 故障电流计算................................................................... 10 4 基于软件 PSASP 仿真结果................................................................................................... 12 4.1 基于公用资源的交直流电力系统分析程序包有以下应用功能............................ 12 4.2 仿真结果部分截图................................................................................................... 12 5 结果分析............................................................................................................................... 15 总 结......................................................................................................................................... 17 致 谢......................................................................................................................................... 18 参考文献................................................................................................................................... 19
2.设计进度与要求 设计进度：[1] 第一天：选题，收集资料，完成开题报 [2] 第二天：完成电路等值电路的绘制 [3] 第三、四、五天：完成电路电流的手工计算 [4] 第六、七、八天：基于 PSASP 的仿真短路计算 [5] 第九天：设计初审 [6] 第十、十一天：修改初稿，打印终稿。 [7] 第十二天：课程设计答辩。 要求： [1] a.求系统 C 的正序电抗； b.求 K 点发生 bc 两相接地短路和 abc 三相短路时故障 点电流； c.求 K 点发生 bc 两相接地短路和 abc 三相短路时发电机 A 和系统 B 分别提供的故障电流(假 设故障前线路中没有电流)。 [2] 用 PSASP 建模仿真计算； [3] 2 人一组，1 人手算，1 人计算机仿真计算。 [4] 计算题目要求的电网的 1 个点的短路电流，画出正序，负序，零序和等效图，手算 之后再在计算机上用 PSASPB 建模仿真。 主要参考书及参考资料： [1] 李庚银.电力系统分析基础 [M].北京：机械工业出版社.2011.8; [2] 中国电力科学研究院.短路计算用户手册[M].2010.6； [3] 中国电力科学研究院.潮流计算用户手册[M].2010.6； 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日
1120 。试求： U c
（1） 求系统 C 的正序电抗； （2） 求 K 点发生 bc 两相接地短路和 abc 三相短路时故障点电流； （3） 求 K 点发生 bc 两相接地短路和 abc 三相短路时发电机 A 和系统 B 分别提供 的故障电流(假设故障前线路中没有电流)。
图 1.1
1.2 课程设计的目的
课程设计说明书
题目名称：
某系统短路计算
系
部：
专业班级： 学生姓名： 学 号： 刘 华
指导教师： 完成日期：
2017 年 6 月 05 日
新疆工程学院电力工程系
课程设计评定意见
设计题目： 学生姓名： 评定意见： 专业
某系统短路计算 班级
评定成绩： 指导教师（签名） ： 年 月 日
评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作 能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
摘 要
电能是现代社会中最重要，也是最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地 转化为别种形式的能，它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。 电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的。发生短路时，系统从一种状态 剧变到另一种状态，并伴随产生复杂的暂态现象。所谓短路，是指一切不正常的相与相 之间或相与地发生通路的情况。 在三相系统中，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接 地短路。对于各种不对称短路，都可以对短路点列写各序网络的电势方程，根据不对称 短路的不同类型列写边界条件方程。联立求解这些方程可以求得短路点电压和电流的各 序分量。 关键词：短路 各序网络 不对称短路
新疆工程学院
电力工程系课程设计任务书
16/17 学年 2 学期 2017 年 5 月 26 日
电气工程及其 专 业 自动化 设计题目 起止时间 电力系统短路电流的计算 2017 年 5 月 26 日—2017 年 6 月 16 日 周数 2周 指导教师 设计地点 刘 华 神华楼 A303 仿真实验室 班级 课程名称 电力系统分析基础
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；
1
新疆工程学院电力工程系
《电力系统分析》课程设计
某系统短路计算
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。