电力系统两相接地短路是计算与仿真

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（1）

院（系）：电气工程学院

专业班级：电气085

学号：080303

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教师职称：

起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

《电力系统计算》课程设计（论文）1

第一章绪论0

1.1电力系统概况0

1.2 本文研究内容0

第二章短路计算的意义0

1.1 短路计算的原因0

1.2 短路发生的原因1

1.3 短路的类型1

1.4 短路的危害1

1.5 进行短路计算的意义1

第三章数学模型2

3.1 架空输电线的等值电路和参数2

3.1 发电机等值电路3

第四章变压器的零序等值电路及其参数4

4.1 普通变压器的零序等值电路及其参数4

4.2 变压器零序等值电路与外电路的连接5

4.3 中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路6第五章两相短路接地的计算7

5.1 短路点的计算7

5.2 其他节点电压电流的计算11

第六章计算机网络仿真12

6.1 Matlab简介12

6.2 系统总体设计12

6.3 结果分析14

第七章课程设计总结14

参考文献14

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，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：正序分量法；两相接地短路； Matlab软件仿真

第一章绪论

1.1电力系统概况

在我们日常生活中运用最多的一种能源就是电能，它具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、损耗小和效率高等特点。

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。

1.2 本文研究内容

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。三相短路也称为对称端粒，系统各相与正常运行时一样仍出入对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。本文研究的是两相接地短路的计算。

第二章短路计算的意义

1.1 短路计算的原因

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 短路的类型

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。

4）发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生重大影响。

1.5 进行短路计算的意义

在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算，这些问题主要是：

(1)选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母