电力系统不对称短路计算(含仿真)
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要计算短路点入地电流及电压有名值，可以在复合序网中求解。在复合序网 中可以很容易得到某相电流的各序分量，由此可以得出各相电流值，再根据具体 短路情况找出哪相电流为入地电流即可，同时也可以计算出各相电压。
1.3.4 发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算
要计算发电机侧线路流过的各相电流有名值， 应在各序网络中求出发电机侧 线路流过的相电流的序分量，然后就容易求得各相电流有名值了。
（2-2）
正序分量
负序分量
零序分量 合成
图 2-1 三相量的对称分量
3
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. .
（2-1）
.
。 。 2 3 I a ( 2) 、 I a ( 0 ) 分别 式中，运算子 a e j120 ，a 2 e j 240 ，且有 1 a a 0, a 1 ； I a (1) 、
为 a 相电流的正序、负序和零序分量，并且有
. . . . I b (1) a 2 I a (1) , I c (1) a I c (1) . . . . I b ( 2) a I a ( 2) , I c ( 2) a 2 I c ( 2) . . . I b (0) I c (0) I a (0) 由上式可以做三相量的三组对称分量如图 2-1 所示。
SLD=40MVA，X1=1.2,
选取基准功率 SB=60MVA， 基准电压为平均额定电压。
1.2 设计要求
（1） （2） （3） （4） 制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。 计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。 计算短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值。 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名
2
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2 对称分量法在不对称短路计算中的应用
对称分量法是分析不对称故障的常用方法，根据对称分量法，一组不对称的 三相量可以分解为正序、负序和零序三相对来自百度文库的三相量。
由式（2-1） 、 （2-2）有
I a I a (1) I a ( 2 ) I a ( 0 ) I b a 2 I a (1) a I a ( 2 ) I a ( 0 ) I c a I a (1) a 2 I a ( 2 ) I a ( 0 )
1.3.2 复合序网的绘制
要绘制复合序网，首先应在各序网络中计算出各序组合电抗及电源组合电 势，再利用对称分量法对此种不对称短路进行分析，写出各序网络故障点的电压 方程式（各元件都只用电抗表示） ，再根据不对称短路的具体边界条件写出的方 程来求解。
1.3.3 短路点入地电流及 A 相电压有名值的计算
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目录
1 课程设计任务............................................................................................................ 1 1.1 设计题目......................................................................................................... 1 1.2 设计要求......................................................................................................... 1 1.3 题目要求分析................................................................................................. 2 1.3.1 序网络的制定及标幺值的计算.......................................................... 2 1.3.2 复合序网的绘制.................................................................................. 2 1.3.3 短路点入地电流及 A 相电压有名值的计算..................................... 2 1.3.4 发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算................................... 2 2 对称分量法在不对称短路计算中的应用................................................................ 3 2.1 不对称分量的分解......................................................................................... 3 2.2 序阻抗的概念................................................................................................. 4 2.3 对称分量法在不对称短路计算中的应用..................................................... 5 3 简单不对称短路的分析............................................................................................ 7 3.1 单相（a 相）接地短路.................................................................................. 7 3.2 两相（b 相和 c 相）短路.............................................................................. 8 3.3 两相（b 相和 c 相）短路接地...................................................................... 9 4 电力系统不对称短路计算解题过程...................................................................... 10 4.1 计算网络各元件序参数标幺值................................................................... 10 4.2 制定正、负、零序网并计算各序组合电抗及电源组合电势................... 10 4.2.1 系统各序等值网络............................................................................ 10 4.2.2 计算各序组合电抗及电源组合电势................................................ 11 4.3 计算短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值.................................. 12 4.4 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值................................... 13 5 不对称短路的仿真及波形分析.............................................................................. 14 5.1 电路仿真....................................................................................................... 14
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1.3 题目要求分析
1.3.1 序网络的制定及标幺值的计算
要制定序网络图，必须根据电力系统的接线图、中性点接地情况及各序电流 的流通情况， 在故障点增加电势， 从故障点开始， 逐步查明各序电流的流通情况。 凡是某一序电流能流通的原件， 都应当包括在该序网络中，并用相应的序参数和 等值电路表示。 要计算各元件的标幺值， 需根据所选取的基准功率和基准电压，并结合元件 本身的特性。
2.1 不对称分量的分解
在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电流或电压） ，可以分解 为三组三相对称的相量，当选择 a 相作为基准相时，三相相量与其对称分量之间 的关系（如电流）为
. 1 a I a (1) I . 1 1 a 2 a ( 2) 3 1 1 I . a (0) . a I a . a Ib . 1 Ic
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电力系统不对称短路计算
1 课程设计任务
1.1 设计题目
3、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： 负荷 LD： 长 L=90km, X1=0.4Ω/km, X2=0.35。 X0=3.5X1；
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5.2 波形分析....................................................................................................... 16 总结.............................................................................................................................. 18 参考文献...................................................................................................................... 19
1.3.4 发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算
要计算发电机侧线路流过的各相电流有名值， 应在各序网络中求出发电机侧 线路流过的相电流的序分量，然后就容易求得各相电流有名值了。
（2-2）
正序分量
负序分量
零序分量 合成
图 2-1 三相量的对称分量
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。 。 2 3 I a ( 2) 、 I a ( 0 ) 分别 式中，运算子 a e j120 ，a 2 e j 240 ，且有 1 a a 0, a 1 ； I a (1) 、
为 a 相电流的正序、负序和零序分量，并且有
. . . . I b (1) a 2 I a (1) , I c (1) a I c (1) . . . . I b ( 2) a I a ( 2) , I c ( 2) a 2 I c ( 2) . . . I b (0) I c (0) I a (0) 由上式可以做三相量的三组对称分量如图 2-1 所示。
SLD=40MVA，X1=1.2,
选取基准功率 SB=60MVA， 基准电压为平均额定电压。
1.2 设计要求
（1） （2） （3） （4） 制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。 计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。 计算短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值。 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名
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2 对称分量法在不对称短路计算中的应用
对称分量法是分析不对称故障的常用方法，根据对称分量法，一组不对称的 三相量可以分解为正序、负序和零序三相对来自百度文库的三相量。
由式（2-1） 、 （2-2）有
I a I a (1) I a ( 2 ) I a ( 0 ) I b a 2 I a (1) a I a ( 2 ) I a ( 0 ) I c a I a (1) a 2 I a ( 2 ) I a ( 0 )
1.3.2 复合序网的绘制
要绘制复合序网，首先应在各序网络中计算出各序组合电抗及电源组合电 势，再利用对称分量法对此种不对称短路进行分析，写出各序网络故障点的电压 方程式（各元件都只用电抗表示） ，再根据不对称短路的具体边界条件写出的方 程来求解。
1.3.3 短路点入地电流及 A 相电压有名值的计算
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目录
1 课程设计任务............................................................................................................ 1 1.1 设计题目......................................................................................................... 1 1.2 设计要求......................................................................................................... 1 1.3 题目要求分析................................................................................................. 2 1.3.1 序网络的制定及标幺值的计算.......................................................... 2 1.3.2 复合序网的绘制.................................................................................. 2 1.3.3 短路点入地电流及 A 相电压有名值的计算..................................... 2 1.3.4 发电机侧线路流过的各相电流有名值的计算................................... 2 2 对称分量法在不对称短路计算中的应用................................................................ 3 2.1 不对称分量的分解......................................................................................... 3 2.2 序阻抗的概念................................................................................................. 4 2.3 对称分量法在不对称短路计算中的应用..................................................... 5 3 简单不对称短路的分析............................................................................................ 7 3.1 单相（a 相）接地短路.................................................................................. 7 3.2 两相（b 相和 c 相）短路.............................................................................. 8 3.3 两相（b 相和 c 相）短路接地...................................................................... 9 4 电力系统不对称短路计算解题过程...................................................................... 10 4.1 计算网络各元件序参数标幺值................................................................... 10 4.2 制定正、负、零序网并计算各序组合电抗及电源组合电势................... 10 4.2.1 系统各序等值网络............................................................................ 10 4.2.2 计算各序组合电抗及电源组合电势................................................ 11 4.3 计算短路点的入地电流有名值和 A 相电压有名值.................................. 12 4.4 计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值................................... 13 5 不对称短路的仿真及波形分析.............................................................................. 14 5.1 电路仿真....................................................................................................... 14
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1.3 题目要求分析
1.3.1 序网络的制定及标幺值的计算
要制定序网络图，必须根据电力系统的接线图、中性点接地情况及各序电流 的流通情况， 在故障点增加电势， 从故障点开始， 逐步查明各序电流的流通情况。 凡是某一序电流能流通的原件， 都应当包括在该序网络中，并用相应的序参数和 等值电路表示。 要计算各元件的标幺值， 需根据所选取的基准功率和基准电压，并结合元件 本身的特性。
2.1 不对称分量的分解
在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电流或电压） ，可以分解 为三组三相对称的相量，当选择 a 相作为基准相时，三相相量与其对称分量之间 的关系（如电流）为
. 1 a I a (1) I . 1 1 a 2 a ( 2) 3 1 1 I . a (0) . a I a . a Ib . 1 Ic
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电力系统不对称短路计算
1 课程设计任务
1.1 设计题目
3、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： 负荷 LD： 长 L=90km, X1=0.4Ω/km, X2=0.35。 X0=3.5X1；
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5.2 波形分析....................................................................................................... 16 总结.............................................................................................................................. 18 参考文献...................................................................................................................... 19