1、辽 宁 工 业 大 学电力系统计算课程设计（论文）题目： 电力系统单相短路计算与仿真（4）院（系）： 电 气 工 程 学 院 专业班级： 电气 094 学 号： 090303103 学生姓名： 张志强 指导教师： 教师职称： 起止时间：12-07-02 至 12-07-13 本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化课程设计（论文）任务G G原始资料：系统如图各元件参数如下（各序参数相同）：G1、G2：S N=30MVA，V N=10.5kV，X=0.25；T1: SN=31.5MVA，Vs%=9.5， k=10.5/121kV,Ps=1
2、80kW, Po=50kW,Io%=0.88；YN/d-11T2: SN=31.5MVA，Vs%=10.5， k=10.5/121kV,Ps=210kW, Po=40kW,Io%=0.78；YN/d-11L1:线路长 65km，电阻 0.25/km，电抗 0.4/km，对地容纳 2.810-6S/km；L2:线路长 60km，电阻 0.22/km，电抗 0.38/km，对地容纳 2.810-6S/km； L3: 线路长 75km，电阻 0.2/km，电抗 0.40/km，对地容纳 2.610-6S/km；负荷：S3=55MVA，功率因数均为 0.9.任务要求（节点 3 发生 A 相金属性短路时
3、）：1 计算各元件的参数；2 画出完整的系统等值电路图；3 忽略对地支路，计算短路点的 A、B 和 C 三相电压和电流；4 忽略对地支路，计算其它各个节点的 A、B 和 C 三相电压和支路电流；5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻 A 相接地短路进行 Matlab 仿真；6 将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。6G1 T1 1 L1 2 T2 G21:k k:1L3 L23 S3 本科生课程设计（论文）注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算本科生课程设计（论文）摘 要电气设备和载流导体的选择、继电保护、自动装置的整定、限制短路电流措施的确
4、定都需要进行短电流的计算。电力系统短路有单相短路、两相短路、 ；两相接地短路、和三相短路之分，对同一点发生单相短路故障的短路电流进行仿真和分析研究，在传统的基础上进行计算，并利用 MATLAB 进行仿真验证。并将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。关键词：单相短路电流；单相短路电压；仿真；本科生课程设计（论文）目 录第 1 章 绪论 .11.1 电力系统短路计算概述 .11.2 本文设计内容 .1第 2 章 电力系统不对称短路计算原理 .32.1 对称分量法基本原理 .32.2 三相序阻抗及等值网络 .42.3 单相不对称短路的计算步骤 .6第 3 章 电力系统单相短
5、路计算 .83.1 系统等值电路及元件参数计算 .83.2 系统等值电路及其化简 .93.3 单相短路计算 .11第 4 章 短路计算的仿真 .144.1 仿真模型的建立 .144.2 仿真结果及分析 .15第 5 章 总结 .16参考文献 .17本科生课程设计（论文）0第 1 章 绪论1.1 电力系统短路计算概述电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动,其中对电力系统运行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.因此,故障分析重点是对短路故障的分析。电力系统在正常运行时,除中性点以外,相与相,相与地之间是绝缘的,所谓短路是指相与相或相与地之间发生短接。短路的原因
6、类型及后果,所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。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、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。2）在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。3)进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。4）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各
7、种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。此外，确定输电线路对通讯的干扰，对已发生故障进行分析，都必须进行短路计算。1.2 本文设计内容本科设主要计算单相短路及其仿真分析，具体设计安排如下：本科生课程设计（论文）11 计算各元件的参数；2 画出完整的系统等值电路图；3 忽略对地支路，计算短路点的 A、B 和 C 三相电压和电流；4 忽略对地支路，计算其它各个节点的 A、B 和 C 三相电压和支路电流；5 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻 A 相接地短路进行 Matlab 仿真；6 将短路运行计算结果
8、与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。：本科生课程设计（论文）2第 2 章 电力系统不对称短路计算原理2.1 对称分量法基本原理对称分量法是分析不对称故障的常用方法，根据不对称分量法，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。在三相电路中，对于任意一组不对称的三相量（电流或电压） ，可以分解为三相三组对称的相量，当选择 a 相作为基准时，三相相量与其对称分量之间的关系(如电流)为：(2-1)(1) 2(2)(3) 1aa bcII 式中运算子 且有 , ； 分别为 a 相电120jae 20a31()aI(2)(3)a流的正序、负序和零序分量并且有：(2-2)2(1
9、)(1)()(1)2(2)(2)()()(0)()(0),bacabcaII当已知三相补对称的相量时，可由上式求得各序对称分量，已知各序对称分量时，也可以求出三相不对称的相量，即(2-3)120abcSI式中(2-4)121Sa展开(2-3)并计及式(2-2)有本科生课程设计（论文）3(2-5)(1)(2)(0)2()()()(1)(2)(0)2(1)()(0)()()()aababbcaccIII电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流一样。2.2 三相序阻抗及等值网络短路故障的计算与分析,主要是短路电流的大小及其变化规律不仅与短路故障的类型有关,而且与电源特性,网络元件的电磁参数有关。不对称短路时故障处的短路电流和电压网络的故障处，对称分量分解后可用序电压方程表示为几种主要的序网如下图所示：图 2.1 正序网络本科生课程设计（论文）4图 2.2 负序网络图 2.3 零序网络
