三相短路故障分析与计算的算法设计(1)
短路电流分析与计算(电力系统三相短路电流的计算)
短路电流分析与计算
本章主要内容有：关于短路的 一些基本概念、常用的三相短路电 流的计算方法、简单不对称短路时 短路点的电流和电压。
第一节 概述
一.短路类型
短路是指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。 三相系统短路故障的类型
对称短路：三相短路； 其它短路称为不对称短路。 最常见的短路：单相接地短路，约65％； 三相短路：约5％，但对电力系统影响最严重。
一、三相短路暂态过程数学分析
短路前 电路处于稳定状态。由于三相对称，可只 讨论单相电路如A相，另外两相由对称关 系来决定。短路前A相的电压、电流为
u U m sin( t ) i I m sin( t ) 其中I m Um ( R R) 2 2 ( L L)2 R R
第二节 无限大容量电源 供电系统三相短路过渡过程分析
无限大容量电源：简称无限大电源，指S＝∞、 U＝常数、等值内阻抗Z＝0(或X＝0)的电源。 “无限大”容量电源仅是一种相对概念。当电 源容量足够大时，若等值内阻抗不超过短路回 路总阻抗的(5～10)％ ，在电源外部发生短路 时则电源母线上的电压变化甚微，即可认为它 是一个恒压源(无限大容量电源)。
L
R
非周期分量idf：又称短路电流的自由分量
idf Ae
t Ta
L Ta , A为由初始条件确定的积分常数。 R
由i0－＝i0＋，得
I m sin( ) I dzm sin( d ) A A I m sin( ) I dzm sin( d ) idf 0
计及电阻时 I dz 不计电阻时 I dz
三相短路故障分析与计算及其程序设计
50MV A
60km
1
2M
N
100MV A 100MV A 0.20 U s % 10.5 Xd
G ~
5
6
50km
40km
7
200MV A U s % 10.5
110kV
200MV A 0.20 Xd
G ~
P
8
100MV A 2 U s % 10.5
文
I 2*
所以母线 P、M、N 的线电压分别为
U p I F * X 8 U B 2.1808 0.105 115kV 26.333kV
U M [ I F * ( X 8 X 11 ) I1* X 9 ] U B
[2.10808 (0.105 0.0887) 0.7772 0.1331] 115kV 60.479kV
lzjk
(1-l)zjk 图4-2 线路等值电路图
4.1.4.1 求网络中新增一节点 f 情况下的节点阻抗矩阵的第 f 列元素 Zf1 … Zff … Zfn 4.1.4.2 利用原节点阻抗矩阵元素时
Z fi (1 l )Z ji lZ ki
Z ff (1 l )Z jf lZ kfi l (1 l ) z jk
Y1i Yii Yni Y1i Yii Yni
Y1n Z 11 Z 1i Yin Z i1 Z ii Ynn Z n1 Z ni Y1n Z f 1 0 Yin Z ff 1 0 Ynn Z fn
三相短路分析及短路电流计算
三相短路分析及短路电流计算三相短路分析及短路电流计算是电力系统中一个重要的问题，在电力系统运行和设计中起着至关重要的作用。
理解和计算三相短路电流对于保护设备和系统的可靠性至关重要。
下面我将详细介绍三相短路分析及短路电流计算的内容。
1.三相短路分析三相短路是指三相电源之间或电源与负载之间发生短路故障，造成电流突然增加。
三相短路会导致电流剧增，电网负载增大，电网发电机负荷骤降。
因此，对于电力系统而言，短路是一种严重的故障。
短路的原因主要有以下几种：-外部因素，如雷击、设备故障等；-人为因素，如误操作、设备维护不当等。
短路的位置主要有以下几种：-发电机绕组内部；-输电线路中；-终端设备终端内部。
短路的类型主要有以下几种：-对地短路（单相接地短路、双相接地短路）；-相间短路；-相对地短路；-三相短路。
短路电流是指在短路发生时，电路中的电流值。
短路电流的计算是电力系统设计、保护设备选择、线路容量选择的重要依据。
正确计算短路电流能够保证系统的安全运行。
短路电流的计算包括以下步骤：-确定故障位置和类型；-确定电路参数，包括发电机额定电流、负载电流、接地电阻等；-选择合适的计算方法，如对称分量法、复杂网络法、解耦法等；-根据选定的计算方法进行计算，并考虑系统运行时的各种条件，如电源电压波动、电源短路容量等；-对计算结果进行验证和分析，确保结果的准确性。
在进行短路电流计算时，还需要考虑以下几个因素：-各种设备的短路容量，包括母线、断路器、继电器等；-系统的整体阻抗和电流限制；-瞬时电流和持续电流的功率损耗；-预测设备短路容量的变化趋势。
总之，三相短路分析及短路电流计算对于电力系统的正常运行和设备的保护至关重要。
准确计算短路电流能够帮助电力系统工程师定位和解决故障，从而确保系统的安全运行。
三相短路故障计算
三相短路故障计算1.原始数据：如图表示有五个节点的系统结构接线图，网络参数在图中标出。
在简化的短路电流计算中，假定发电机电势的标么值等于1，试求：（1）节点1、2、3三相短路时的各支路电流及各节点的电压；（2）在支路1——2的中点发生三相短路时的各支炉电流及各节点的电压；（3）断开支路1——2时，节点发生三相短路时的各支路电流及各节点电压。
其中： 120.25x j =，130.35x j =，230.3x j =，240.015x j =，350.03x j =，''40.02d x j =，''50.02d x j =2.程序框图：3.结果显示：(1)在各节点处发生短路时的值1.2.3节点分别短路时的各值：阻抗矩阵：0 + 0.1664i 0 + 0.0205i 0 + 0.0208i 0 + 0.0117i 0 + 0.0083i 0 + 0.0205i 0 + 0.0307i 0 + 0.0061i 0 + 0.0175i 0 + 0.0025i 0 + 0.0208i 0 + 0.0061i 0 + 0.0412i 0 + 0.0035i 0 + 0.0165i 0 + 0.0117i 0 + 0.0175i 0 + 0.0035i 0 + 0.0186i 0 + 0.0014i 0 + 0.0083i 0 + 0.0025i 0 + 0.0165i 0 + 0.0014i 0 + 0.0186i短路点电流：各节点电压：各支路电流：(2) 1-2支路中线短路阻抗矩阵：0.1664i 0.0205i 0.0208i 0.0117i 0.0083i 0.0934i 0.0205i 0.0307i 0.0061i 0.0175i 0.0025i 0.0256i 0.0208i 0.0061i 0.0412i 0.0035i 0.0165i 0.0135i 0.0117i 0.0175i 0.0035i 0.0186i 0.0014i 0.0146i 0.0083i 0.0025i 0.0165i 0.0014i 0.0186i 0.0054i 0.0934i 0.0256i 0.0135i 0.0146i 0.0054i 0.1220i用上述方法可以得其他各值短路电流I f=08.1957i各节点电压V:0.2341 0.7903 0.8898 0.8802 0.9559 0各支路电流Izl:0 - 2.5057i 0 +31.5804i 0 +16.1963i 0 + 5.1223i 0 + 4.0107i 0 -30.8900i(3) 1-2断线阻抗矩阵：0 + 0.3935i 0 + 0.0045i 0 + 0.0435i 0 + 0.0026i 0 + 0.0174i 0 + 0.0045i 0 + 0.0318i 0 + 0.0045i 0 + 0.0182i 0 + 0.0018i 0 + 0.0435i 0 + 0.0045i 0 + 0.0435i 0 + 0.0026i 0 + 0.0174i 0 + 0.0026i 0 + 0.0182i 0 + 0.0026i 0 + 0.0190i 0 + 0.0010i 0 + 0.0174i 0 + 0.0018i 0 + 0.0174i 0 + 0.0010i 0 + 0.0190i 同理求取其余各值短路节点电流If: 0 + 2.5413i各节点电压V:0 0.9884 0.8894 0.9934 0.9558各支路电流Izl:0 +20.4438i 0 -21.7822i 0 + 0.2723i 0 + 3.8119i 04.程序清单%B=[1 2 0.25i 0 0;1 3 0.35i 0 0;2 3 0.3i 0 0;2 4 0.015i 0 1./0.02i;3 5 0.03i 0 1./0.02i]%B=[1 6 1./2*0.25i 0 0;1 3 0.35i 0 0;2 3 0.3i 0 0;2 4 0.015i 0 1./0.02i;3 5 0.03i 0 1./0.02i;2 6 1./2*0.25i 0 0]%B=[1 3 0.35i 0 0;2 3 0.3i 0 0;2 4 0.015i 0 1./0.02i;3 5 0.03i 0 1./0.02i] % ½Úµãµ¼ÄÉÕóµÄÇóÈ¡clearn=input('½Úµã¸öÊý:n=');nl=input('֧·Êý:nl=');B=input('֧·²ÎÊý:B=');Yn=zeros(n);%YÕóÇåÁãfor i=1:nlp=B(i,1);q=B(i,2);y=B(i,3);s=B(i,4);t=B(i,5);if s==0Yn(p,p)=Yn(p,p)+1./y;Yn(q,q)=Yn(q,q)+1./y+t;Yn(p,q)=Yn(p,q)-1./y;Yn(q,p)=Yn(q,p)-1./y;endend%ÇóÈ¡µ¼ÄÉÕóZn=inv(Yn); %ÇóÈ¡×迹Õóf=input('ÊäÈë¶Ì·½ÚµãºÅ;f=');%Çó¶Ì·µãµçÁ÷disp('×迹¾ØÕóZn:');disp(Zn);Zn(f,f)=Zn(f,f);If(f)=-1./Zn(f,f);disp('¶Ì·½ÚµãµçÁ÷If:');disp(If(f));for i=1:n %Çó¸÷½ÚµãµçѹV(i)=1-(-Zn(i,f))*If(f);enddisp('¸÷½ÚµãµçѹV:');disp(V);for i=1:nl %Çó֧·µçÁ÷p=B(i,1); q=B(i,2);k=-(Zn(p,f)-Zn(q,f))./Zn(p,q);Izl(i)=k*1./Zn(f,f);enddisp('¸÷֧·µçÁ÷Izl:');disp(Izl);。
电力系统三相短路的分析与计算及三相短路的分类
第一节电力系统故障概述在电力系统的运行过程中,时常会发生故障,如短路故障、断线故障等。
其中大多数是短路故障（简称短路)。
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。
在正常运行时，除中性点外,相与相或相与地之间是绝缘的。
表7—1示出三相系统中短路的基本类型。
电力系统的运行经验表明，单相短路接地占大多数。
三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路;其它几种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路。
上述各种短路均是指在同一地点短路,实际上也可能是在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点短路.产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
例如架空输电线的绝缘子可能由于受到过电压(例如由雷击引起）而发生闪络或由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电。
再如其它电气设备，发电机、变压器、电缆等的载流部分的绝缘材料在运行中损坏.鸟兽跨接在裸露的导线载流部分以及大风或导线覆冰引起架空线路杆塔倒塌所造成的短路也是屡见不鲜的.此外，运行人员在线路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。
电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分。
总之,产生短路的原因有客观的，也有主观的,只要运行人员加强责任心，严格按规章制度办事，就可以把短路故障的发生控制在一个很低的限度内。
表7-1 短路类型短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的Array危害。
在发生短路时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程,使短路回路中的短路电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。
短路点距发电机的电气距离愈近（即阻抗愈小），短路电流愈大。
例如在发电机机端发生短路时,流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10~15倍。
在大容量的系统中短路电流可达几万甚至几十万安培。
短路点的电弧有可能烧坏电气设备。
短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏.另一方面，导体也会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形,甚至损坏。
电力系统三相短路分析和计算
四、减少短路危害的措施
(1)限制短路电流（加电抗器） 。
(2)继电保护快切。 (3)结线方式。 (4)设备选择.
五、计算短路电流的目的
短路电流计算结果
•是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、
电缆等）的依据； •是电力系统继电保护设计和整定的基础； •是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的 依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。
一、三相短路的暂态过程
图1-2
简单三相电路短路
•短路前电路处于稳态：
i I m 0 sin(t )
( R R)2 2 ( L L)2 1 ( L L ) tg R R Im 0 Em
e Em sin(t )
13
X1 X2 X12 X1 X2 X XX X X X X XX X X X X
3 2 23 2 3 1 1 13 1 3 2 3
x
23
2
13
3
13
利用网络的对称性
网络的结构相同 对称性 电源一样 电抗参数相等 短路电流流向一致
k ( 3)
k
( 3)
例：d1，d2发生短路时，计算短路回路的总电抗标幺 值
k
( 3) 1
3 0.872
1 0.83
2 0.83
3 0.872 7 0.415
k
( 3) 1
8 1.287
k
( 3) 1
G
1
G
2
G
G
k
6 0.44 4 1 1 0.83
( 3) 2
k
( 3) 2
6 0.44
三相短路故障分析与计算及其程序设计
三相短路故障分析与计算及其程序设计首先，我们来介绍三相短路故障的定义和特点。
三相短路故障是指三相电源之间或三相电源与大地之间发生的短路现象。
它的特点是发生瞬间，短路电流非常大，会导致电压降低、设备损坏、线路过载和停电等问题。
针对三相短路故障，我们需要进行以下分析与计算：1.短路电流计算：短路电流是指在短路点的瞬时电流值。
它的大小直接影响到电力设备的安全性能。
短路电流的计算方法一般有阻抗法、复合法和解析法等。
其中，阻抗法是最常用的方法。
通过测量电源电压、设备电压和短路电流等参数，可以计算出短路电流的大小。
2.短路电流传播计算：短路电流传播是指短路电流在电力系统中的传输过程。
短路电流传播计算主要包括节点电位法和分布参数法等。
节点电位法是计算电力设备节点电位的方法。
通过遍历电力系统的所有节点，计算每个节点的电位差，从而得出短路电流传播的路径。
3.短路电流定位计算：短路电流定位是指确定短路故障点的位置。
短路故障点的位置对于维修和恢复电力系统的供电很关键。
常用的短路电流定位方法有追溯法、相对法和电压法等。
追溯法是通过追溯电力设备的运行状态和瞬时测量数据，推测短路故障点的位置。
在三相短路故障分析与计算的过程中，可以设计相应的程序来辅助实施。
程序设计的关键是根据电力系统的拓扑结构、元件参数和测量数据，实现短路电流的计算、传播和定位。
程序的具体设计需要根据实际情况进行，但一般包括以下几个步骤：1.数据输入：程序需要用户输入电力系统的拓扑结构、元件参数和测量数据等。
这些数据可以通过数据库或者手动输入的方式获取。
2.短路电流计算：根据输入的电力系统数据，程序通过相关的计算方法，计算出短路电流的大小。
3.短路电流传播计算：程序根据短路电流的大小和拓扑结构，实现短路电流传播的计算。
这可以通过节点电位法或分布参数法来实现。
4.短路电流定位计算：程序根据短路电流的传播路径，结合测量数据，实现短路电流的定位计算。
这可以通过追溯法或电压法来实现。
电力系统三相短路的分析计算
电力系统三相短路的分析计算
三相短路是指电力系统中三相导体之间发生短路故障，通常是由于设
备故障或外部原因引起的。
三相短路可能引起电流突然增大，电流过大很
容易导致设备的损坏或损坏。
因此，对三相短路进行及时的分析和计算非
常重要。
三相短路的分析计算主要包括以下几个方面：
1.短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和设备参数，通过计算和
仿真得到短路电流。
这是确定系统中短路故障的重要步骤，可以帮助工程
师了解系统中电流的大小和方向。
2.短路电流传播计算：根据系统中设备的参数，计算短路电流在系统
中的传播路径和传播过程。
这可以帮助工程师确定短路故障的类型和位置，以及各个设备受到的短路电流大小。
3.设备保护装置设定计算：根据短路电流的计算结果，确定设备保护
装置的动作时间和动作电流。
这可以帮助工程师对电力系统的保护装置进
行设置和校验，确保系统中的设备在短路故障发生时能够及时动作，保护
设备的安全运行。
4.短路电流对设备的影响计算：根据短路电流的计算结果，分析短路
故障对系统中设备的影响。
这可以帮助工程师评估设备的稳定性和可靠性，确保设备能够在短路故障发生时正常运行。
总之，电力系统三相短路的分析计算是电力系统工程中的重要任务之一、通过对短路电流的计算和分析，可以帮助工程师了解系统中的故障状态，确定短路故障的类型和位置，并对设备的保护装置进行设置和校验，
以确保系统的安全运行。
电力系统三相短路的分析与计算
电力系统三相短路的分析与计算电力系统三相短路是指电力系统中发生的由于过大的电流流过电气设备、电缆、电缆接头、电线路等导体元件而引起的电气故障。
三相短路是一种严重的故障，可能导致设备损坏、事故发生甚至火灾爆炸。
因此，对电力系统三相短路进行准确分析和计算是非常重要的。
首先，我们来看一下三相短路的类型。
三相短路可以分为对称短路和不对称短路两种情况。
对称短路是指三相短路电流大小相等，相位相同的短路；不对称短路是指三相短路电流大小不等，相位差大于120度的短路。
接下来，我们介绍一下三相短路的分析方法。
三相短路的分析可以采用阻抗法、复数法和对称分量法等方法进行。
其中，阻抗法是最常用的一种方法。
阻抗法的基本原理是利用设备和导线的等效阻抗来分析三相短路。
首先，需要测量或查表得到电源电压、设备电流和电源电阻的值。
然后，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，利用等效电路模型计算电路中电流和电压的数值。
最后，通过计算得到的电压和电流值，可以得出电力系统中设备的功率损耗、电流大小等信息。
接下来，我们来看一下三相短路计算的具体步骤。
首先，需要收集电力系统的相关信息，包括电源电压、设备电流、电源电阻等。
然后，根据短路的类型选择相应的计算方法。
对于对称短路，可以使用复数法进行计算；对于不对称短路，可以使用对称分量法进行计算。
在计算中，可以采用手动计算或使用专业软件进行模拟计算。
最后，根据计算结果对电力系统的安全性进行评估，并采取相应的措施进行处理。
三相短路的分析和计算是一项复杂的工作，需要对电力系统和相关理论有较深入的了解。
在实际工作中，应该高度重视电力系统的安全问题，采取相应的预防措施和应急措施，保障电力系统的正常运行和人员的安全。
同时，还需要不断学习和更新电力系统的相关知识，提高自身的技术水平。
总结起来，电力系统三相短路的分析与计算是一项重要的工作，需要掌握相应的理论和方法。
只有进行准确的分析和计算，才能及时发现电力系统中的故障，保障电力系统的安全和可靠运行。
电力系统分析课程设计 三相短路故障分析计算机算法
课程设计报告题 目 三相短路故障分析计算机算法课 程 名 称 电力系统分析 院 部 名 称 龙蟠学院专 业 08电气工程及其自动化 班 级 M08电气工程及其自动化 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 C314 课程设计学时 一周 指 导 教 师金陵科技学院教务处制成绩电力系统课程设计《三相短路故障分析计算机算法设计》一． 基础资料1. 电力系统简单结构图如图25MWcos 0.8N ϕ=cos 0.85N ϕ=''0.13d X =火电厂110MW负载图1 电力系统简单结构图''0.264d X =86j MV A+•2．电力系统参数如图1所示的系统中K（3）点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。
（1）发电机参数如下：发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =10.5kV ；次暂态电抗标幺值''d X =0.264，功率因数N ϕcos =0.85 。
发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =10.5kV ；次暂态电抗标幺值''d X =0.130；额定功率因数N ϕcos =0.80。
（2）变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器T1：型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，变压器额定容量10MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗59kW ，空载损耗16.5kW ，阻抗电压百分值U K %=10.5，空载电流百分值I 0%=1.0。
变压器T2：型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，变压器额定容量31.5MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗148kW ，空载损耗38.5kW ，阻抗电压百分值U K %=10.5，空载电流百分值I 0%=0.8。
三相短路电流的计算机算法电力配电知识
三相短路电流的计算机算法 - 电力配电学问一、节点阻抗矩阵n节点系统（n不包括参考节点）的节点电压方程为可以简写为：IB=YBUB两边同左乘YB-1=ZB，则节点电压方程变为：ZBIB=UBZB称为节点阻抗矩阵。
或可见，对角元Zii称为自阻抗，其物理意义为：除节点i以外，其余节点都开路，在节点i注入单位电流时，节点i上的电压。
因此， Zii 等于从节点i向整个网络看进去的等值阻抗。
可见，非对角元Zij称为互阻抗，或称为转移阻抗，其物理意义为：除节点j以外，其余节点都开路，在节点j注入单位电流时，节点i上的电压。
明显， Zij=ZjiZB为没有零元素的对称矩阵。
[例1]在图示电力系统中，发电机均为汽轮发电机；三条线路完全相同，长66km，电抗为x1=0.4Ω/km。
试求以标么值表示的节点阻抗矩阵。
解：取功率基准值SB=50MVA，各级电压基准值UB=Uav=115、10.5kV，计算各元件的电抗标幺值，并做出等值电路。
1、短路电流的网络计算模型2、用节点阻抗矩阵计算三相短路电流假如形成了节点阻抗矩阵ZB，则ZB中的对角元素Zkk就是从节点k向整个网络看进去的等值阻抗。
所以k点的三相短路电流（从k 点流出）为：(8-44)k点发生三相短路时，，所以，从k点流出的电流为：(8-40)任意支路(i-j)的电流为：(8-45)其中zij为i与j节点之间的支路阻抗。
3、用节点导纳矩阵计算三相短路电流在形成了节点阻抗矩阵YB后，则ZB=YB-1，或依据定义，在k点三相短路时，在节点k注入单位电流，其余节点的注入电流为零（即：开路），节点k上的电压即为节点k的自阻抗，其它节点上的电压即为各节点与节点k之间的互阻抗。
解出各节点电压后即可得到所需的自阻抗、互阻抗（转移阻抗）：然后，计算过程同“7.2.2”节。
[例2]在例7-1中，③节点发生三相短路，试计算：1）③节点的电流；2）三个节点的电压；3）三条线路中电流。
第五章 电力系统三相短路故障的分析计算
第五章电力系统三相短路故障的分析计算第一节电力系统故障概述一、短路的种类电力系统的故障主要是短路故障和断线故障，其中大多数是短路故障，尤以单相短路最为普遍。
所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相或相与地（或中性线）之间的连接，短路主要有一下几种类型：短路分为对称短路和不对称短路两相短路对称短路：三相短路；不对称短路：两相短路、单相短路接地和两相短路接地；电力系统的故障除了短路之外还有断线故障，主要有单相或者两相断线等，他们也属于不对称故障，分析计算方法与不对称短路的分析计算方法类似。
二、电力系统短路的后果发生短路时，短路电流可能达到很大的数值，如几十kA甚至几百kA。
这样大的电流所产生的热和力的作用会使电气设备遭受破坏；严重时可能造成大面积停电和安全稳定事故。
发生短路的原因：电气设备载流部分绝缘损坏；过电压(雷击等)和任何机械损伤(如掘沟时损伤电缆等)引起；运行人员的误操作(如未拆地线就合闸，或者带负荷拉隔离刀闸等)；鸟兽跨越裸露的载流部分。
电力系统短路的发生概率110kv线路上78.0％容量为6000kw以上的发电机7.5％110kv变压器8.5％110kv母线8.0％再将110kv线路上各种类型短路故障的相对几率列表如下：三相短路5％两相短路4％单相短路83％两相短路接地8％三、电力系统短路计算的目的1.作为选择电气设备(电器、母线、瓷瓶、电缆等)的依据。
2.继电保护的设计和调整。
3.接线图的比较和选择4.在确定输电线对铁道讯号系统和通信的干扰影响5.进行事故分析和稳定性计算时，都需要计算短路电流。
第二节 无限大容量电源供电系统的三相短路一、无限大容量电源的定义无限大功率电源指的是电源外部有扰动发生时，仍能保持端电压和频率恒定的电源。
实际上，真正的无限大功率电源是没有的，它只能是一个相对的概念。
一般，当供电电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时，便可作为无限大功率电源处理。
无穷大功率电源的特点： （1）电源的电压幅值恒定； （2）电源的频率恒定； （3）电源的内阻抗为零。
电力系统三相短路的分析与计算
❖ 若果在电动机端点发生短路，起反馈的短路 电流初始值就等于启动电流标幺值。
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电弧电阻
❖一般设短路处为直接短路，zf Rf 0 。 实际上短路处有电弧，电弧主要消 耗有功功率，其等值电阻 R f 与电弧 的长度成比例。
❖ 短路的类型：
三相短路、两相短路、单相短路、两相短路接 地。单相短路接地最多
分对称故障和非对称故障
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❖ 单相短路接地 占大多数。
❖ 三相短路时三 相回路依旧是 对称的，故称 为对称短路；
❖ 其他几种短路 均为三相回路 不对称，故称 为不对称短路。
产生短路的原因
❖ 自然界的破坏：
雷击、空气污染、鸟兽跨接、大风、覆冰
❖ 人为的破坏：
带负荷拉刀闸、带地线送电， 施工挖沟伤电缆， 放风筝
❖ 设备自身问题：
绝缘材料的自然老化， 设计、安装及维护不良
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三、短路对电力系统的危害
❖ 对设备的危害
短路点的电弧烧坏电气设备，甚至引起爆炸 短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应
电压，变压器变比取电网平均电压比
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一、计算的条件和近似-综合负荷
❖ 综合负荷对短路电流的影响很难准确计及； ❖ 粗略处理：无论是短路前还是短路后，都忽
略不计，但对于计算远离短路点的支路负荷 有较大影响。 ❖ 精确计算：用恒定阻抗来表示，这个阻抗用 故障前的潮流计算结果求得。
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一、计算的条件和近似-短路点附近电动机
❖ 对于暂时性故障，系统就因此恢复正常运行，如果是永 久性故障，断路器合上后短路仍存在，则必须再次断开 断路器。
三相短路故障分析与计算的算法设计
三相短路故障分析与计算的算法设计算法设计包括以下几个步骤：1.故障检测：首先需要检测到是否发生了三相短路故障。
常用的方法是通过电流传感器来实时监测电路中的电流变化，一旦电流超过了设定的阈值，就可以判断发生了故障。
2.故障点定位：一旦检测到故障发生，就需要定位故障点的位置。
通常使用的方法是测量电压和电流的相位差，并根据相位差的变化来判断故障点的位置。
3.故障电流计算：在确认了故障点的位置后，需要计算故障电流的大小。
通常使用的方法是利用欧姆定律和基尔霍夫定律，结合电阻、电流和电压的关系来计算故障电流。
4.故障影响分析：在故障电流计算完成后，需要对故障的影响进行分析。
主要包括故障对系统的电压和频率的影响、故障对设备的保护和继电器的操作的影响等。
5.故障处理方案设计：根据故障分析的结果，设计合理的故障处理方案。
包括保护装置的动作策略设计、故障隔离与恢复、故障修复等。
以上是对三相短路故障分析与计算算法的一个简单设计，下面将详细说明每个步骤。
1.故障检测：使用电流传感器对电路中的电流进行实时监测，一旦电流超过了设定的阈值，就认为发生了故障。
2.故障点定位：测量电压和电流的相位差，根据相位差的变化来判断故障点的位置。
相位差的变化可以通过故障点附近的设备的电压和电流进行测量得到。
3.故障电流计算：利用欧姆定律和基尔霍夫定律，结合电阻、电流和电压的关系来计算故障电流。
根据故障点的位置和电路的拓扑结构，可以利用基尔霍夫定律建立电流方程，然后利用欧姆定律求解电流。
4.故障影响分析：分析故障对系统的电压和频率的影响，以及对设备的保护和继电器的操作的影响。
需要考虑故障电流的大小、系统的容量和电源的能力，以及设备的额定容量和保护装置的动作特性等。
5.故障处理方案设计：根据故障分析的结果，设计合理的故障处理方案。
包括保护装置的动作策略设计、故障隔离与恢复、故障修复等。
同时，还需要进行相关的安全措施，确保故障处理的安全性。
总结：三相短路故障分析与计算的算法设计是电力系统中重要的任务之一、本文介绍了一种简单的算法设计，包括了故障检测、故障点定位、故障电流计算、故障影响分析和故障处理方案设计等步骤。
某电力系统三相短路故障计算与分析
本科课程设计报告课程名称:电力系统课程设计设计题目:某电力系统三相短路故障计算与分析专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:教师职称:起止日期:学生邮箱:某电力系统三相短路故障计算与分析摘要：本设计以电力系统三相短路实用计算方法为依据，以一个典型多电源的电力系统为例，计算电力系统各母线上发生三相短路时的短路电流和短路容量。
首先对原始材料进行分析；然后根据电力系统各元件的等效电路，计算电力系统各元件的次暂态参数，根据各元件的连接关系画出等值电路图；之后，选择三相短路故障点，对每一个故障点进行短路电流的计算，即等效变换成电源和转移阻抗的形式，进而求出短路容量；最后综合各短路点的计算结果，分析各个计算结果的意义。
关键词：三相对称短路；标幺制；转移电抗Abstract: This design is based on the practical calculation method of three-phase short circuit in the power system, taking a typical multi-source power system as an example, to calculate the short-circuit current and short-circuit capacity of the three-phase short circuit on the bus of the power system. Firstly, the original material is analyzed. Then according to the equivalent circuit of each element of the power system, the sub-transient parameters of each element of the power system are calculated, and the equivalent circuit diagram is drawn according to the connection relation of each element. Then, select the three-phase short-circuit fault points, calculate the short-circuit current at each fault point, that is, convert it into the form of power supply and transfer impedance, and then calculate the short-circuit capacity; Finally, the significance of each calculation result is analyzed by synthesizing the calculation results of each short circuit point. Key words: three-phase symmetrical short circuit; The MAO system; Transfer reactance目录第1章设计任务分析 (4)1.1 设计任务分析 (4)1.1.1 电力系统原始资料 (4)1.1.2 设计要求 (5)1.2 三相短路的实用计算 (6)1.2.1 三相短路实用计算的基本假设 (6)1.2.2 三相短路实用计算的方法 (6)第2章系统等值电路绘制 (10)2.1 电力系统的稳态标幺值等值电路 (10)2.1.1 标幺值的定义 (10)2.1.2 不同基准值标幺值间的换算 (10)2.1.3 多电压等级网络的标幺值等值电路 (11)2.2 次暂态参数计算 (11)2.2.1 次暂态参数确定方法 (11)2.2.2 次暂态参数详细计算 (12)2.3 系统等值电路绘制 (13)第3章三相对称短路计算 (15)3.1 短路点的选择和短路故障的确定 (15)3.2 各故障点的短路计算 (15)3.2.1 短路故障点在K（1） (15)3.2.2 短路故障点在K（2） (18)3.2.3 短路故障点在K（3） (20)3.2.4 短路故障点在K（4） (22)3.2.5 短路故障点在K（5） (25)3.2.6 短路故障点在K（6） (28)第4章三相对称短路分析 (31)4.1 短路计算的意义 (31)4.1.1 短路的危害 (31)4.1.2 计算短路电流的目的 (31)4.2 各点短路计算结果汇总与分析 (32)总结 (33)参考文献 (34)第1章设计任务分析1.1 设计任务分析本设计题目是某电力系统三相短路故障计算与分析，电力系统发生三相短路故障造成的危害十分巨大。
三相短路故障分析与计算的算法设计(1)
湖北民族学院“三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文题目: 三相短路故障分析与计算（手算或计算机算)组序：第三组指导老师：耿东山专业：电气工程及其自动化日期： 2015年6月摘要本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。
作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。
通过分析与计算三相短路故障的各参数，可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
关键词：三相短路计算电力系统故障分析AbstractThe purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation.In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important.By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc.Keywords: three phase short-circuit calculation power system Failure Analysis目录1、设计背景 (4)1.1电力系统三大计算 (4)1.1.1 潮流计算 (5)1.1.2 短路故障计算 (5)1.1.3稳定性计算 (5)1.2 电力系统短路故障概述 (5)1.2.1 短路原因及危害 (6)2、分析方法 (7)2.1 手算 (7)2.1.1 解析法 (7)2.1.2 Y矩阵法 (7)2.2 用Matlab搭建并仿真 (8)2.3 利用程序语言计算 (8)3、短路电流计算 (8)3.1 参数数据 (8)3.2电抗标幺值定义 (10)3.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算 (13)3.4 各元件电抗标幺值 (13)3.4.1 电力系统等值电路 (13)3.4.2各元件电抗标幺值的计算 (14)3.4.3 等值简化电路图 (16)3.5三相短路电流及短路功率 (16)4、程序设计 (17)4.1 计算机算法设计流程图 (17)4.2 计算机算法设计程序清单 (18)4.3 程序结果分析 (22)5、心得 (19)参考文献 (20)1 设计背景1.1电力系统三大计算1.1.1 潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
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湖北民族学院“三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文题目: 三相短路故障分析与计算（手算或计算机算)组序：第三组指导老师：耿东山专业：电气工程及其自动化日期： 2015年6月摘要本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。
作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。
通过分析与计算三相短路故障的各参数，可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
关键词：三相短路计算电力系统故障分析AbstractThe purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation.In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important.By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc.Keywords: three phase short-circuit calculation power system Failure Analysis目录1、设计背景 (4)1.1电力系统三大计算 (4)1.1.1 潮流计算 (5)1.1.2 短路故障计算 (5)1.1.3稳定性计算 (5)1.2 电力系统短路故障概述 (5)1.2.1 短路原因及危害 (6)2、分析方法 (7)2.1 手算 (7)2.1.1 解析法 (7)2.1.2 Y矩阵法 (7)2.2 用Matlab搭建并仿真 (8)2.3 利用程序语言计算 (8)3、短路电流计算 (8)3.1 参数数据 (8)3.2电抗标幺值定义 (10)3.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算 (12)3.4 各元件电抗标幺值 (13)3.4.1 电力系统等值电路 (13)3.4.2各元件电抗标幺值的计算 (14)3.4.3 等值简化电路图 (16)3.5三相短路电流及短路功率 (16)4、程序设计 (17)4.1 计算机算法设计流程图 (17)4.2 计算机算法设计程序清单 (18)4.3 程序结果分析 (22)5、心得 (19)参考文献 (20)1 设计背景1.1电力系统三大计算1.1.1 潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
1.1.2 短路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。
短路电流计算是故障分析的的主要内容。
短路电流计算的目的，是确定短路故障的严重程度，选择电气设备参数。
整定继电保护，分析系统中负序及零序电流的分布，从而确定其对电气设备和系统的影响。
1.1.3稳定性计算给定运行条件下的电力系统，在受到扰动后，重新回复到运行平衡状态的能力。
系统中的多数变量可维持在一定的范围，使整个系统能稳定运行。
根据性质的不同，电力系统稳定性可分为功角稳定、电压稳定和频率稳定三类。
1.2 电力系统短路故障概述电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障。
一般说来，最严重的短路是三相短路。
当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。
为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起“可能最大短路的侵扰”而不致损坏。
因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。
由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在必行。
短路故障（横向故障）：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。
短路类型有4种：单相接地短路（发生概率最大的短路类型）；两相短路；两相短路接地；三相短路（对称短路、最严重的短路类型）。
1.2.1 短路原因及危害原因：客观（绝缘破坏：架空线绝缘子表面放电，大风、冰雹、台风）、主观（误操作）。
危害：短路电流大（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
解决措施：继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器等。
2 分析方法 2.1 手算法2.1.1 解析法短路点的电抗标幺值为1.006 *X j=短路点的次暂态短路电流为''9.22() I KA =2.1.2 Y矩阵法短路点的电抗标幺值为1/0.909111*X Y j==短路点的导纳标幺值为1.1 11Y j=-短路点的次暂态短路电流为'' 1.1111I Y UK=⨯=''''10.08()I I KAK==解析法误差大，每一短路处需要逐一分析与计算。
Y矩阵计算时考虑对地电容，变压器实际变比，则误差小；Y矩阵对角元素将各节点的等值短路电抗（阻抗）均求出；使分析其他点的短路故障提供了更容易更直观的参数值；Y矩阵程序通用性强等特点。
本设计使用的是解析法。
2.2 用Matlab搭建并仿真用Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，然后在电动机母线上设置三相短路，运行该系统，通过测量元件获得该母线三相短路的短路电流。
在Matlab的SimPowerSystems工具箱中利用相关的电力元件搭建仿真模型并运行系统，设置短路点得出访真结果。
2.3 利用程序语言计算根据三相短路网络计算模型,利用节点阻抗矩阵的计算原理,形成网络的节点阻抗矩阵,从而给出一种基于三相短路电流的节点阻抗矩阵计算短路电流的计算机流程图，并借此编辑程序语言。
3 短路电流计算3.1 参数数据设基准容量SB=100MV ·A ；基准电压UB=UavkV 。
（1）SB 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取SB=100MV ·A ，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。
（2）UB 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ，而平均额定电压分别为115、6.3、10.5kV 。
平均电压Uav 与线路额定电压相差5%的原则，故取UB=Uav 。
（3）''I 为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t 等于初值（零）时的有效值。
满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。
（4）M i 为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值（满足产生最大短路电流的三个条件及时间K t =0.01s ）。
一般取冲击电流M i =2×M K ×''I =2.55''I 。
（5）M K 为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。
其范围为1≤M K ≤2，高压网络一般冲击系数M K =1.8。
3.2电抗标幺值定义（1）发电机电抗标幺值N BG G P S 100%X X •=N ϕcos 公式①式中%X G ——发电机电抗百分数，由发电机铭牌参数的%X 100X G "=⨯d ；B S ——已设定的基准容量（基值功率），A MV •；NP ——发电机的额定有功功率，MW Nϕcos ——发电机额定有功功率因数。
（2）负载电抗标幺值L2L2L Q S U X = 公式② 式中 U ——元件所在网络的电压标幺值； L S ——负载容量标幺值； L Q ——负载无功功率标幺值。
（3）变压器电抗标幺值NT BK T S S 100%U X •=公式③变压器中主要指电抗，因其电抗T T R X >>，即T R 可忽略，由变压器电抗有名值推出变压器电抗标幺值为100%U S U U S X KNT2NT 2B B T ••= 公式④ 式中 K U %——变压器阻抗电压百分数； B S ——基准容量，MV •ANTS 、NTU ——变压器铭牌参数给定额定容量，MV •A 、额定电压，kV ；B U ——基准电压B U 取平均电压avU ，kV 。
（4）线路电抗标幺值l x 02BBW U S X =公式⑤式中 0x ——线路单位长度电抗；l ——线路长度，km ； B S ——基准容量，MV •A ；B U ——输电线路额定平均电压，基准电压avU U B =，kV 。
输电线路的等值电路中有四个参数，一般电抗WW R X >>，故≈W R 0。
由于不做特殊说明，故电导、电纳一般不计，故而只求电抗标幺值。
（5）电动机电抗标幺值（近似值）N BML P S 6.51X ⨯=cos N ϕ 公式⑥式中 B S ——设定的基准容量，MV •A ；NP ——电动机额定的有功功率，MW ；cos N ϕ——电动机额定有功功率因数。
3.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算（1）短路次暂态电流标幺值（''*I ）*''''*E I K X =（取''E 1=）''''*I I = （kA ） 公式⑦基准容量100MV AB S =•；基准电压B avU U =(kV)。