三相短路故障计算
电力系统三相短路电流的实用计算
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
或
节点 接入负荷，相
当于在 阵中与节点
对应的对角元素中
增加负荷导纳
。
最后形成包括所
有发电机支路和负荷
支路的节点方程如下
(6-2)
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法 二、利用节点阻抗矩阵计算短路电流
点i产生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下的
节点电压，记为 。第二项是当网络中所有电流源都
断开，电势源都短接时，仅仅由短路电流 在节点i产
生的电压。这两个分量的叠加，就等于发生短路后节点
i的实际电压，即
(6-4)
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
公式（6-4）也适用于故障节点f，于是有
（6-5）
（b）所示。
•
6.1 短路电流计算的基本原理和方法
4、利用网络的等值变换计算转移阻抗
（1）将电源支路等值合并和网络变换，把原网络简化 成一端接等值电势源另一端接短路点的单一支路，该支 路的阻抗即等于短路点的输入阻抗，也就是等值电势源 对短路点的转移阻抗，然后通过网络还原，算出各电势 源对短路点的转移阻抗。 （2）保留电势源节点和短路点的条件下，通过原网络 的等值变换逐步消去一切中间节点，最终形成以电势源 节点和短路点为顶点的全网形电路，这个最终电路中联 结电势节点和短路点的支路阻抗即为该电源对短路点的 转移阻抗。
•
6.3 短路电流计算曲线及其应用
（二）计算步骤 （1）绘制等值网络 选取基准功率 和基准电压 发电机电抗用 ，略去网络各元件的电阻、输电线 路的电容和变压器的励磁支路 无限大功率电源的内电抗等于零 略去负荷
电力系统三相短路的分析与计算
算算3【例1】在图1所示网络中，设8.1;;100===M av B BK U U MVA S，求K 点发生三相短路时的冲击电流、短路电流的最大有效值、短路功率？解：采用标幺值的近似计算法 ①各元件电抗的标幺值1008.03.610008.05.0222.13.03.631001004100435.0301001005.10121.01151004.0402*2**2*1=⨯⨯==⨯⨯⨯=⨯==⨯==⨯⨯=L N B R T L X I I X X X②从短路点看进去的总电抗的标幺值： 7937.1*2***1*=+++=∑L R T L X X X X X③短路点短路电流的标幺值，近似认为短路点的开路电压fU 为该段的平均额定电压avU5575.01****===∑∑XX U I f f4④短路点短路电流的有名值kA I I I Bf f113.53.631005575.0*=⨯⨯=⨯=⑤冲击电流kAI i f M 01.13113.555.255.2=⨯== ⑥最大有效值电流kAI I f M 766.7113.552.152.1=⨯==⑦短路功率MVAI I S S S B f B f f 75.551005575.0**=⨯=⨯=⨯=[例2] 电力系统接线如图2（a ）所示，A 系统的容量不详，只知断路器B 1的切断容量为3500MV A ，C 系统的容量为100MV A ，电抗X C ＝0.3，各条线路单位长度电抗均为0.4Ω/km ，其他参数标于图中，试计算当f 1点发生三相短路时短路点的起始次暂态电流''1f I 及冲击电流i M ，(功率基准值和电压基准值取avBBU U MVA S ==,100)。
50km40kmf 1(3)A40km40km B 135kV(a)f 2(3)5X AX CX 1 X 2X 3X 4 X 5 f 1S AS C(b)S CX 9 X 7 X 8 X 10f 1X CS A(c)X 1X 11 (d)图2 简单系统等值电路(a) 系统图 (b)、(c)、(d)等值电路简化解：采用电源电势|0|''1E ≈和忽略负荷的近似条件，系统的等值电路图如图7-7(b)所示。
110kv变电站三相短路电流计算
110kv变电站三相短路电流计算110kV变电站三相短路电流计算是电力系统设计和运行中非常重要的一个问题，它关系到电气设备的选型、保护装置的设置和电力系统的可靠性。
下面我将从变电站的基本概念、短路电流的定义和计算方法进行详细介绍。
1.变电站基本概念：110kV变电站是高压输电网与用户用电网之间的一个重要环节，它起着电能转换、电能分配和电能控制的作用。
变电站通常包括变电所、开关站、变压器站等。
2.短路电流的定义：短路电流是指在电力系统中出现短路故障时，电流突然增大的情况。
短路故障是电气系统中最常见的故障之一，可能由电气设备的故障或外部因素引起。
短路电流的计算可以帮助我们确定设备的额定容量和选择合适的保护装置。
3.短路电流计算方法：短路电流的计算方法有多种，其中包括对称分量法和复功率法。
下面我将简要介绍这两种方法的基本原理。
对称分量法是一种常用的短路电流计算方法，它将三相不对称故障转化为三个对称故障处理，从而简化了计算过程。
具体计算步骤如下：(1)将系统拆分为三相，分别计算各个分支上的对称正序、对称负序和零序电流。
(2)通过对称分量叠加原理，计算各个分支上的短路电流。
(3)对计算得到的三相短路电流进行比较，确定最大值，并进行保护装置的选择。
复功率法是另一种常用的短路电流计算方法，它利用短路电流与复功率的关系进行计算。
通过计算短路电流的复功率，可以得到电流复平衡后的额定值。
具体计算步骤如下：(1)将故障前的系统视为不平衡的三相电路，通过复功率计算出平衡复功率。
(2)根据故障类型和位置确定故障电压和电流的不平衡系数，计算出故障电流的复功率。
(3)通过复功率公式计算出电流复平衡后的额定值。
在进行短路电流计算时，需要考虑系统中的各种参数，包括电源电压、电流限制器、变压器容量等。
此外，还需考虑不同故障类型对短路电流的影响，如对称短路、不对称短路和接地短路等。
在计算短路电流时，还需要注意安全和合理性。
首先，需要确定故障的类型和位置，以便准确计算短路电流。
电力系统三相短路的编程计算
电力系统分析课程专题报告学生姓名：班级：学号：指导教师：所在单位：提交日期：评分电力系统三相短路的编程计算某某某（学院， ）摘要：在电力系统中，三相短路故障造成的危害是最大的，发生的几率也最高，故短路计算对电力系统的稳定运行具有十分重要的意义。
作为电力系统三大计算之一，计算三相短路故障发生时的短路电流、各节点电压、各支路电流是短路计算的基本内容。
在电力系统短路电流的工程计算中，由于快速继电保护的应用，最重要的是计算短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流I ''。
在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。
本文基于教材例3-2应用MATLAB 编程计算三相短路故障的电流电压情况，并于例3-3进行进一步的验证和完善。
关键词：三相短路；MATLAB中图分类号：TM 713 文献标识码：A0 引言在电力系统的四种短路类型中，三相短路是其中最严重的，其短路电流可达数万安以至十几万安，随之产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破坏。
因此，计算短路电流的主要应用目的是电力系统设计中的电气设备选择，短路计算已成为电力系统运行分析、设计计算的重要环节。
实际电力系统短路电流交流分量初始值的计算，小型系统可以手算，而对于结构复杂的大型系统，短路电流计算量较大，用计算机进行辅助计算成为大势所趋。
1 解析法求三相短路电流1.1 参数说明(1) 为了元件参数标幺值计算方便，取基准容量B S 为A MV ⋅60，可设任意值，但必须唯一值参与计算。
(2) 取基准电压B U 为平均额定电压AV U ,基于例3-2中系统的额定电压等级有kv 10、kv 110，平均额定电压分别为kv 115、kv 5.10，平均额定电压与线路额定电压相差5%，为简化计算，故取平均额定电压。
(3) I ''为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的初值等于时间0=t 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。
短路电流计算方法
短路电流计算方法
短路电流的计算方法有多种，以下介绍两种常用的方法：
方法一：基于对称分量法
1.利用对称分量法实现A、B、C三相网络与正、负、零三序网络的
参数转换。
2.列出正、负、零序网络方程，大多采用节点导纳矩阵方程描述序
网络中电压、电流的关系。
3.根据故障形式，推导出故障点的边界条件方程。
4.将网络方程与边界条件方程联立求解，求出短路电流及其他分量。
方法二：基于公式计算
5.三相短路电流计算： IK(3)=UN2/{√3·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}。
式中IK(3)——三相短路电流、安。
UN2变压器二次侧额定电压，对于127、380、660伏电网，分别取133、400、690伏。
∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和，欧。
6.二相短路电流计算：IK(2)=UN2/{2·[(∑R)2+(∑X)2]1/2}式中。
IK(2) ——二相短路电流、安。
7.三相短路电流与二相短路电流值的换算：IK(3)=2 IK(2)/√
3=1.15 。
IK(2)或IK(2)=0.866 IK(3)。
此外，对于不同电压等级，短路电流的计算也有所不同。
例如，若电压等级为6kV，则短路电流等于9.2除以总电抗X∑；若电压等级为10kV，则等于5.5除以总电抗X∑。
两相短路和三相短路电流计算
两相短路和三相短路电流计算《两相短路和三相短路电流计算》一、引言在电力系统中，短路是一种常见的故障形式，其产生的瞬时电流可以对设备和系统造成严重的损坏。
对于电力系统的设计、运行和保护来说，正确计算两相短路和三相短路电流至关重要。
本文将从两相短路和三相短路的基本概念入手，探讨短路电流的计算方法，并结合实际案例进行深入探讨，以便读者全面理解这一重要主题。
二、两相短路和三相短路的基本概念1. 两相短路两相短路是指在电力系统中，两相之间或相对中性线出现短路故障。
这种故障可能在任何两个相之间或相对中性线产生，导致严重的故障电流。
对于两相短路电流的计算，我们需要考虑短路点的电阻、电抗、系统电压等参数，利用对称分量法或赫德—格林公式来进行计算。
2. 三相短路三相短路是指系统中所有三相同时出现短路故障。
这种故障通常会导致巨大的短路电流，对设备和系统的损坏可能会更为严重。
三相短路电流的计算通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算，需要考虑系统参数、接地方式等因素。
三、两相短路和三相短路电流的计算方法1. 两相短路电流的计算在进行两相短路电流计算时，我们首先需要确定短路点的位置和相关参数，包括短路电阻、电抗等。
接下来，可以采用对称分量法来进行计算。
对称分量法是一种将非对称系统转化为对称系统进行计算的方法，通过对系统进行对称和正序分解，计算出正序、负序和零序短路电流，再将其合成得到最终的短路电流。
2. 三相短路电流的计算对于三相短路电流的计算，通常采用瞬时对称分量法或复数法来进行计算。
瞬时对称分量法是一种将三相电路转化为正序、负序和零序分量进行计算的方法，而复数法则是利用复数理论进行计算，通过计算系统的阻抗和电压来得到短路电流。
四、实际案例分析为了更好地理解两相短路和三相短路电流的计算方法，我们将结合一个实际案例进行分析。
某变电站发生了两相短路故障，需要计算短路电流来评估设备的承受能力。
我们首先确定短路点的位置和相关参数，然后利用对称分量法进行计算，最终得到了短路电流的值。
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 (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。
三相短路故障分析与计算的算法设计
兰州理工大学技术工程学院“三相短路故障分析与计算的算法设计”电力系统专业本科课程设计论文学生姓名：可风学号：********专业：电力系统及其自动化日期：2011年6月摘要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。
本设计是通过两种不同的方法进行分析与计算三相短路故障的各参数，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。
基于Matlab最重要的组件之一Simulink中的电力元件库（SimPowerSystems）构建电力系统仿真模型，在Matlab的平台下仿真电力系统为工程设计和维修提供依据，同时也为电力研究带来大大的便利，利用Simulink中的画图工具搭建电力系统模型也是进行电力系统故障分析的常用方法，它让电力研究者从大量繁琐的理论分析及复杂的矩阵计算中解脱出来，让庞大的电力系统很直观的呈现在研究者的面前，从而将庞大的电力网搬进了计算机，为研究带来了巨大的便利。
关键词：三相短路计算，Matlab，SimPowerSystems，仿真目录1. 绪论1.1电力系统三大计算....................................1.2电力系统短路故障概述 ................................2. 短路电流计算（解析法）2.1参数数据............................................2.2电抗标幺值定义......................................2.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算 ....................2.4各元件电抗标幺值....................................2.5三相短路电流及短路功率 ..............................3. 导纳矩阵形成与计算（Y矩阵法）3.1导纳矩阵等值电路....................................3.2导纳计算公式........................................3.3变压器变比的定义....................................3.4 导纳矩阵的形成......................................3.5三相短路电流及短路功率 ..............................4. 计算机算法设计4.1计算机编程语言......................................4.2程序流程............................................4.3程序清单及说明......................................4.4程序结果及分析......................................5. 基于Matlab电力系统模型搭建与仿真5.1 Matlab简介.........................................5.2 总体设计............................................5.2.1设计内容概述......................................5.2.2 设计方案简介......................................5.3 详细设计............................................5.3.1电力元件设计......................................5.3.2电力系统模型的搭建 ................................5.3.3电力系统模型三相短路仿真 .......................... 6．结论 ......................................................... 7．致谢 ......................................................... 8．参考文献 .................................................... 9．附录 .........................................................9.1 系统等值电路图 .............................................9.2 计算机算法设计流程图 ......................................9.3 计算机算法设计程序清单....................................9.4 Matlab电力系统模型仿真图.................................1.绪论1.1电力系统三大计算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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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 0
4.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¡
clear
n=input('½Úµã¸öÊý:n=');
nl=input('֧·Êý:nl=');
B=input('֧·²ÎÊý:B=');
Yn=zeros(n);%YÕóÇåÁã
for i=1:nl
p=B(i,1);q=B(i,2);
y=B(i,3);s=B(i,4);
t=B(i,5);
if s==0
Yn(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;
end
end%ÇóÈ¡µ¼ÄÉÕó
Zn=inv(Yn); %ÇóÈ¡×迹Õó
f=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¸÷½Úµãµçѹ
V(i)=1-(-Zn(i,f))*If(f);
end
disp('¸÷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);
end
disp('¸÷֧·µçÁ÷Izl:');
disp(Izl);。