短路电流计算课程设计

课程设计(论文)

题目名称短路电流计算课程设计

课程名称电力系统暂态分析

学生姓名

学号

系、专业

指导教师

2011年7月8 日

课程设计（论文）任务书

年级专业08电气工程及其自动化学生姓名学号0841229001

题目名称短路电流计算课程设计设计时间2011.6.27- 2011.7.8

课程名称电力系统暂态分析课程编号设计地点综合仿真实验室

一、课程设计（论文）目的

通过课程设计, 使学生巩固电力系统三相短路计算的基本原理与方法，掌握短路电流的数值

求解方法(矩阵直接求逆，节点优化编号，LR 分解)，开发系统短路故障电流的计算程序。让学生

掌握用计算机仿真分析电力系统的方法。同时，通过软件开发，也有助于计算机操作能力和软件

开发能力的提高。

已知技术参数和条件

题目一：某 10 节点电力系统如图 1 所示。基准功率为100MVA，线路和变压器正序和零序电抗如表 1 所示，输电线路的电压为220kV 、110kV。发电机正序、零序电抗包括中性点接地电抗如表 1所示（基准功率为100MVA）。忽略电阻、并联电抗和负载，并假定负序电抗等于正序电抗。

计算下列不对称故障情况下的故障电流、节点电压和线路电压。节点f 发生金属性两相短路故障。

三、任务和要求

1.按学校规定的格式编写设计论文。

2.论文主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③手工计算，进行两次迭代计算（用A4纸手写）。④编程：一是校验；二是最终网络潮流计算。⑤收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

四、参考资料

何仰赞主编.电力系统分析. 高教出版社出版.第一版.2002年

刘明波主编.大电网最优短路计算.科学出版社出版.第一版.2010年

陈珩主编.电力系统稳态分析.中国电力出版社.第三版.2007年

韩祯祥主编.电力系统分析.浙江大学出版社.第三版.2005年

五、进度安排

2011年6月27日：下达课程设计的计划书，任务书，设计题目及分组情况

2011年6月28日-30日：学生完成短路计算的手工计算

2011年7月1日：讲述课程设计编程的思路、要求

2011年7月2日-4日：学生编写程序

2011年7月5日-：上机调试程序

2011年7月6日：上机调试程序，得出正确结果

2011年7月7日：完成课程设计的手工计算和计算机语言编程等设计内容，整理课程设计报告。

2011年7月8日：组织学生答辩

六、教研室审批意见

教研室主任（签字）：年月日

七|、主管教学主任意见

主管主任（签字）：年月日

八、备注

指导教师（签字）：学生（签字）：

1 绪论

1.1 短路计算概述

单相接地短路、两相接地短路、两相相间短路等属于不对称短路。三相短路属于对称短路。就实际发生的概率来看，电力系统的短路90%为不对称短路，这90%里面90%又是单相接地短路。短路有分很多种情况，有单相接地短路，两相短路，两相短路接地，三相短路等。此外，研究短路现象还要和电力系统的接线方式有关，如变压器中性点直接接地，中性点非直接接地等等。针对不同短路，不同的接线方式，短路发生时有不同的现象。

如果是中性点非直接接地的电力系统，那么单相短路接地故障时仍然可以运行一段时间，因为此时线电压是不变的，但是故障相的对低电压变为零，非故障相的对低电压变为原来的根号3倍，这时候如果绝缘做的不好，容易使故障扩大。

如果是中性点直接接地，那么就不能继续运行了，系统会产生比较大的零序流线电压也发生了变化。

1.2 题目要求

某10 节点电力系统如图 1 所示。基准功率为100MVA，线路和变压器正序和零序电抗如表 1 所示，输电线路的电压为220kV、110kV。发电机正序、零序电抗包括中性点接地电抗如表 1 所示（基准功率为100MVA）。忽略电阻、并联电抗和负载，并假定负序电抗等于正序电抗。计算下列不对称故障情况下的故障电流、节点电压和线路电压。

节点 f 发生金属性两相接地故障；（分配任务：第二组）

G1 1234f

5

10G

2

~~

96

x n x n

87

图1. 10 节点简单电力系统单线图

表1 发电机、变压器和线路的数据（p.u.）

元件电压等级/kV 正序电抗x1负序电抗x2零序电抗x0接地电抗x n 备注

G

1 25 0.

2 0.2 0.05 0.04

G

2 13.8 0.2 0.2 0.05 0.02

T

1 25/110/110

T

2 13.8/220/220 0.05 0.05 0.05 0.00 节点1、2 0.04 0.04 0.08 0.00 节点1、9 0.08 0.08 0.10 0.00 节点2、9 0.02 0.02 0.04 0.00 节点5、10 0.05 0.05 0.06 0.00 节点5、6 0.02 0.02 0.05 0.00 节点6、10

T

34

110/220 0.21 0.21 0.4 0.00

T

78110/220 0.24 0.24 0.48 0.00

L

23110 0.1 0.1 0.03 0.00

L

89110 0.1 0.1 0.03 0.00

L 45

L 67 220 0.3 0.3 0.04 0.00 220 0.3 0.3 0.04 0.00