电力系统对称短路计算与仿真1
《基于MATLAB的电力系统短路故障的仿真报告_论文手册》
中国石油大学胜利学院本科生毕业设计( 论文)手册题目电力系统短路故障分析及仿真研究学生姓名梅西学号 201107013120 专业班级自动化一班指导教师马拉多纳2015 年6月10日目录本科生毕业设计（论文）任务书........................ 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）开题报告...................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）指导记录...................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）中期检查表.................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）指导教师评语.................. 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）答辩记录表.................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）专业答辩小组评语.............. 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）成绩汇总表.................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）任务书论文题目电力系统短路故障分析与仿真研究一、研究的主要内容1.电力系统故障分析主要研究电力系统故障（包括短路，断线和非正常操作）时，故障电流，电压及其在电网中的分布。
短路电流计算失效分析的主要内容。
的短路电流计算的目的是确定短路故障的严重程度，选择电气设备的参数。
调谐保护，负序和零序电流分布的分析系统，以确定它的电气设备和系统。
2. 本课题研究的目的及意义随工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。
系统中最常见的故障就是短路。
短路电流比正常电流要大得多，在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。
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，一般来说，最严重的短路是三相短路。
当发生短路时，其短路电流可以达到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坏。
船舶电力系统短路计算与仿真
收稿日期：2017-05-25 作者简介：张 雷（1983-），男，陕西咸阳人，中国船舶重工集团公司第七〇一研究所工程师，研究方向为舰船电力系
统总体研究。
第8期
张 雷等：船舶电力系统短路计算与仿真
117
突加 load4，25s 仿真结束，模拟负载从 0→25%→50%→ 75%→100%的过程。转速波形如图 8 所示。
1.005
MATLAB/SIMULINK 中搭建的相复励励磁系统的仿真模
1
型如图 6 所示。
0.995 0Байду номын сангаас
5
10
15
20
25
time(s)
图 6 励磁系统的仿真模型 3．船舶电力系统仿真模型 通过前述的建模分析，在 MATLAB 中搭建的船舶电力 系统单机组仿真模型如图 7 所示。
图 8 转速 ω 波形曲线 由图中可以看到，机组空载时的转速为 1.028，带额定 负载时的转速为 0.9995，稳态条速率为 2.85%<3%，满足 要求。 为模拟逐级减载，将负载 load1~4 都设置为有功 P=4E5， Q=0。仿真工况整定为发电机组带额定负载运行，第 5s 突卸 load1，第 10s 突卸 load2，第 15s 突卸 load3，第 20s 突 卸 load4，25s 仿真结束，模拟负载从 100%→75%→50%→ 25%→0 的过程。转速波形如图 9 所示。
图 3 原动机及其调速系统结构图 依据原动机与调速系统的基本原理，本文在 MATLAB/ SIMULINK 中搭建的原动机与调速系统的仿真模型如图 4 所 示。
图 4 原动机与调速系统仿真模型
2．励磁系统建模
发电机机端电压的稳定控制以及电机并联运行后无功功
基于MATLABSimulink电力系统短路故障分析与仿真
基于MATLAB/Simulink电力系统短路故障分析与仿真摘要：MATLAB有强大的运算绘图能力，给用户提供了各种领域的工具箱，而且编程语法简单易学。
论文对电力系统的短路故障做了简要介绍并对短路故障的过程进行了理论分析和MATLAB软件在电力系统中的应用，介绍了Matlab／Simulink的基本特点及利用MATLAB进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。
在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。
关键词：MATLAB、短路故障、仿真、电力系统Abstract：MATLAB has powerful operation ability to draw, toolkit provides users with a variety of fields, and easy to learn programming grammar. Paper to give a brief introduction of fault of the power system and the process of fault are analyzed in theory and the application of MATLAB software in power system, this paper introduces the basic characteristics of MATLAB/Simulink and MATLAB power system simulation analysis of the basic methods and steps. On the simulation platform, with single - infinity system for modeling object, by selecting module, parameter Settings, as well as the attachment, a variety of fault simulation analysis of power system.Keyword:MATLAB;Fault analysis;Simulation;Power System;引言 (3)第一章：课程设计任务书 (3)1.1设计目的： (3)1.2原始资料： (4)1.3设计内容及要求： (4)第二章：电力系统短路故障仿真分析 (5)2.1元件参数标幺值计算： (5)2.2等值电路: (10)第三章：电力系统仿真模型的构建 (10)3.1MATLAB简介: (11)3.2电力元件设计: (11)3.2.1 三相电源: (11)3.2.2 变压器元件: (13)3.2.3输电线路: (14)3.3电力系统模型的搭建: (15)第四章：模型仿真运行 (21)4.1建立仿真模型： (21)4.2仿真结果与分析： (22)第五章: 总结 (25)参考文献 (25)附录：Simulink仿真模型 (26)引言随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。
基于MATLAB短路电流的计算及仿真
基于MATLAB短路电流的计算及仿真短路电流是指在电力系统中，当发生短路时，电流可以达到的最大值。
短路电流的计算和仿真对于电力系统的设计和运行具有重要的意义。
本文将介绍基于MATLAB的短路电流计算和仿真方法。
短路电流的计算可以通过解析法和数值法两种方法进行。
解析法是通过解闭合方程组得到短路电流的解析解，而数值法则是通过迭代计算来逼近短路电流的数值解。
首先，我们将介绍基于解析法的短路电流计算方法。
在电力系统中，短路电流通常可以用下式表示：Isc = U / Z其中，Isc为短路电流，U为系统电压，Z为系统的等值阻抗。
为了计算短路电流，我们首先需要确定系统的等值阻抗。
等值阻抗通常可以通过系统的参数和网络拓扑来计算。
在MATLAB中，可以使用电力系统仿真工具箱（Power System Toolbox）来计算等值阻抗。
具体的步骤如下：1. 创建一个空的系统模型：使用“new_system”函数创建一个新的系统模型。
2. 导入系统参数：使用“psat”函数将系统参数导入系统模型中。
3. 创建系统配置：使用“psscfg”函数创建一个系统配置，并设置相关参数。
4. 计算等值阻抗：使用“psadeqz”函数计算等值阻抗，并保存结果。
5.计算短路电流：根据上述公式计算短路电流。
以上就是基于解析法的短路电流计算的主要步骤。
通过这种方法，我们可以快速准确地计算出系统的短路电流。
接下来，我们将介绍基于数值法的短路电流计算方法。
数值法通常采用迭代过程来逼近短路电流的数值解。
在MATLAB中，可以使用电力系统仿真工具箱（Power System Toolbox）中的短路计算功能来进行数值计算。
具体的步骤如下：1. 创建一个空的系统模型：使用“new_system”函数创建一个新的系统模型。
2. 导入系统参数：使用“psat”函数将系统参数导入系统模型中。
3. 创建系统配置：使用“psscfg”函数创建一个系统配置，并设置相关参数。
电气工程师专业基础 仿真习题 (1)
仿真习题1、我国电力系统的频率是（）Hz。
（A）60 （B）50 （C）48 （D）55【答案】B2、衡量电能质量的主要指标是（）。
（A）电压（B）电压、频率（C）频率（D）电压、频率和谐波【答案】D3、电力网络的额定电压等于（）的额定电压。
（A）发电机（B）升压变压器（C）电力线路（D）降压变压器【答案】C4、发电机的额定电压比网络的额定电压髙（）。
（A）5% （B）10% （C）0% （D）15%【答案】A5、不直接和发电机相连的变压器一次绕组的额定电压（）。
（A）等于相连线路的额定电压（B）比相连线路的额定电压髙5% （C）比相连线路的额定电压高10% （D）比母线的额定电压髙5%【答案】A6、我国电力网络目前的额定电压主要有（）。
（A） 3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,330kV,500kV（B） 3kV,6kV,10kV,35kV,154kV,300kV,500kV（C） 3kV,6kV/10kV,35kV,66kV,154kV,230kV,500kV（D） 3kV,6kV,10kV,35kV,115kV,230kV,300kV,500kV【答案】A7、我国电力网络目前的平均额定电压主要有（）。
（A） 3.15kV,6.3kV,10.5kV,36.75kV,115.5kV,231kV,346.5kV,525kV（B） 3.15kV,6.3kV,10.5kV,37kV,115kV,231kV,347kV,525kV（C） 3.15kV,6.3kV,10.5kV,37kV,115kV,230kV,345kV,525kV（D） 3.15kV,6.3kV,10.5kV,36.75kV,115.5kV,230kV,345kV,525kV【答案】C8、有一台双绕组变压器变比为110±2x2.5%/11kV,分接头实际接于2.5%挡，其实际变比为（）。
（A）110/10 （B）110/11 （C）110/10.5 （D）110（1+2.5/100）/11【答案】D9、我国目前（）kV及其以上的电力网络的中性点采用直接接地的方式。
电力系统分析短路计算与稳定性分析
电力系统分析短路计算与稳定性分析电力系统是指由发电厂、变电所、输电线路、配电变压器以及用户负荷组成的一套供电系统。
为了确保电力系统的稳定运行，分析短路计算和稳定性分析是至关重要的。
本文将介绍电力系统的短路计算和稳定性分析的方法和重要性。
一、短路计算短路是电力系统中最常见的故障之一，指导电流经过故障点形成了短路电流。
短路电流可能对电力系统的设备造成损坏，甚至引发火灾和电击等安全事故。
因此，进行短路计算对于电力系统的安全运行至关重要。
1.短路计算方法（1）对称分量法：通过对称分量法将三相电压和电流分解为正序、负序和零序分量，计算每个分量的幅值和相角，并进行合成，得到短路电流结果。
（2）复合导纳法：将电力系统中的电源和传输线路抽象为复合导纳，通过利用电源和线路的参数计算短路电流。
2.短路电流计算的依据短路电流计算的依据是电力系统的原始数据，主要包括电源电压等级、线路参数、设备参数以及导线长度等。
这些数据可以通过现场测试或者设备参数手册获取。
3.短路计算结果的分析短路计算的结果主要有短路电流的大小、相角以及缺陷点的场强等信息。
通过分析短路计算的结果，可以评估电力系统设备的承受能力，确定保护装置的额定电流，以及进行事故分析和故障排除。
二、电力系统稳定性分析电力系统的稳定性是指在各种外界干扰下，系统能够保持正常的运行状态。
电力系统的稳定性分析是为了预测和评估系统在故障和负载变化等异常情况下的运行行为，以保证系统的稳定性和安全性。
1.稳定性分类电力系统的稳定性分为动态稳定性和静态稳定性两类。
（1）动态稳定性：指电力系统在受到扰动后，系统能够从暂态过渡到稳态的能力。
（2）静态稳定性：指电力系统在电力负荷变化（包括短路故障）时，系统能够保持电压和频率稳定的能力。
2.稳定性分析方法（1）大系统稳定分析：大系统稳定分析是指对整个电力系统进行全面的稳定性评估，通常采用仿真和数学建模的方法。
（2）小系统稳定分析：小系统稳定分析主要针对变电站和母线，通过考虑电力系统的传输损耗、节点电压和频率的波动等因素，评估系统的稳定性。
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学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：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目录《电力系统计算》课程设计（论文）................................... 错误!未指定书签。
第一章绪论............................................................................... 错误!未指定书签。
1.1电力系统概况 .................................................................... 错误!未指定书签。
1.2本文研究内容.................................................................... 错误!未指定书签。
第二章短路计算的意义........................................................... 错误!未指定书签。
1.1短路计算的原因 ................................................................ 错误!未指定书签。
1.2短路发生的原因................................................................ 错误!未指定书签。
1.3短路的类型........................................................................ 错误!未指定书签。
1.4短路的危害........................................................................ 错误!未指定书签。
山东建筑大学实验1三相短路故障仿真
查找仿真模块 Simulink常用模块库
Simpowersystems 电力仿真模块库
实验系统
交流电源及属性
峰值50伏 相角0度 频率50赫兹
测量属性： 电压
理想正弦交 流电压源
线路、短路点参数
串联RLC元件2个 分别模拟线路阻抗和短路
点的阻抗
ห้องสมุดไป่ตู้
测量该线路上 的电流
断路器breaker及参数
定时器Timer及参数
调整参数与分析
调整定时器timer的参数，使断路器在不同的时刻 闭合，分析短路发生时刻与短路电流峰值的关系。
调整电压源的幅值、相角、线路和短路点的电阻、 电抗等参数，分析其对短路电流的影响。
画出实验中的仿真模型的电路图及元件参数，并 对短路电流进行理论分析和计算。对照分析理论计 算和仿真的波形的结果。
第0秒时，输出为0，断路器保持开断； 第1/50秒时，输出为1，断路器闭合，发生短路
多路测量模块Multimeter及测量量
信号合并模块MUX
示波器 SCOPE
积分算法调整
修改仿真时间 0.5秒左右即可
点击、开始仿真
仿真结束后，双击 scope观察波形
Scope范围不合适， 造成无法观察全部波 形 鼠标右键，用 autoscale调整
ikT Ik.m sin(t k ) (Ik.m sin k Im sin )et /
短路全电流是短路电流周期分量和非周期分量叠加的 结果。从物理概念上讲，短路电流周期分量是由于短路后 电路阻抗突然减小很多倍，因而按欧姆定律应突然增大很 多倍的电流。短路电流非周期分量是因短路电路存在电感， 而按楞次定律电路中感生的用以维持短路初瞬间（t =0.02s）电路电流不致突变的一个反向衰减性的电流。短 路电流非周期分量衰减完毕后，短路电流达到稳定状态。
电力系统的短路计算仿真实验报告
广州大学学生实验报告开课学院及实验室： 2014年 12 月11 日学院机械与电气工程年级、专业、班姓名学号实验课程名称电力系统分析实验成绩实验项目名称实验三电力系统的短路计算仿真指导老师一、实验目的了解PSCAD/EMTDC软件的基本使用方法，学会用其进行电力系统短路分析。
二、实验原理运用短路时电压电流的计算方法，结合PSCAD软件，进行电力系统短路分析。
三、使用仪器、材料计算机、PSCAD软件四、实验步骤1. 新建项目文件启动软件，选择File/New/Case，在项目窗口就出现一个默认为noname的例子，点保存，出现保存文件对话框，填好保存路径和文件名。
双击项目栏中的文件名，右侧显示空白工作区。
2. 构造电气主接线图1）在Master Library库中找到所需的元件或模型，复制到工作区，或从元件库栏直接选中元件到工作区。
所需元件有三相电压源、断路器和输电线（选用集中参数PI模型）。
双击元件出现参数设置对话框，在Graphics Display下拉框中有3 phase view和single line view选项，分别表示三相视图和单线视图，本例将系统画为三相视图，如图3所示：图3元件2）将元件正确地连接起来。
连线方法：鼠标在按钮上点一下，拿到工作区后变为铅笔状，点左键，移动鼠标画线，若再点左键可转向画，再点右键画线完成。
连好后将鼠标再在按钮上点一下则恢复原状了。
连接后如图4所示：（注：右端开路也可以无穷大电阻接地表示）图4元件连接图3. 设置元件参数（参照第二章方法）电源参数：容量400MV A，220KV，50Hz，相角0度，内阻1欧，其余用默认参数；输电线长度100Km，50Hz，其余参数采用默认值。
4. 设置故障假设在线路末端出口处发生三相接地故障，按照第二章中的故障设置方法，如图5所示。
图5故障接线图5. 设置输出量和断路器状态短路器闭合，分别输出显示故障相电压和电流。
完整的仿真图如图6所示。
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真设计
·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（图形用户界面） (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析（以A相短路为例） (18)4.3 两相短路（以A、B相短路为例） (22)4.4 两相接地短路（以A、B相短路为例） (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（Graphical User Interfaces） (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文（农业大学机械与电子工程学院 271018）摘要：短路是电力系统中最容易发生的故障，每年因短路而引发的电气事故不计其数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
070303140郝强课程设计（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摘要本次课程设计根据电力系统分析课程中所讲的基于节点方程的三相短路计算的原理和方法。
三相短路在电力系统中虽然发生的概率很小，但是一旦发生产生的影响非常严重，电力系统中设备的动稳定和热稳定校验都要以三相短路电流为依据，因此本次课程设计非常有意义。
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.利用金属短路时短路点电压为0，对地电阻为0，计算短路点电流；最后利用故障前节点电压、节点阻抗和短路点电流求得短路后各节点电压和各支路电流。
防止谐波电流危害的方法，一是被动的防御，即在已经产生谐波电流的情况下，采用传统的无源滤波的方法，由一组无源元件: 电容、电抗器和电阻组成的调谐滤波装置，减轻谐波对电气设备的危害; 另一种方法是主动的预防谐波电流的产生，即有源滤波法，其基本原理是利用关断电力电子器件产生与负荷电流中谐波电流分量大小相等、相位相反的电流来消除谐波。
关键词：对称短路；稳态；金属短路；滤波目录第1章绪论 (1)1.1电力系统短路概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第二章短路计算 (1)2.1短路的一般概念 (1)2.1.1电力系统短路计算的分类 (1)2.1.2电力系统短路故障发生的原因 (2)2.1.3短路故障的危害 (2)2.1.4短路计算分析的内容和目的 (3)2.2短路计算的方法 (3)2.3短路的计算 (4)2.3.1计算短路点的电压和电流 (4)2.3.2计算各节点电压 (7)2.3.3计算各支路电流 (7)2.3.4忽略对地支路，节点3发生三相金属短路 (7)第3章系统的调试与仿真 (9)第4章总结 (12)参考文献 (13)绪论电力系统短路概况短路是电力系统的严重故障。
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。
产生单路的原因有很多，如元件损坏，气象条件恶化，违规操作等等。
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、单相接地短路。
三相短路也成为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。
三相短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作。
目前，三相短路电流超标问题已成为困扰国内许多电网运行的关键问题。
然而，在进行三相短路电流计算时，各设计、运行和研究部门采用的计算方法各不相同，这就有可能造成短路电流计算结论的差异和短路电流超标判断的差异，以及短路电流限制措施的不同。
本文设计内容本次课程设计研究的是三相对称短路，根据给定的系统图及各个元件参数，计算短路点的电压和电流。
然后依次计算其他各节点的电压和电流。
画出系统的等效电路图，根据此等效电路图分别计算各个支路的短路点呀和电流。
忽略对地支路，重新计算各短路点的短路电压和电流，其他各个节点及支路的电压和电流。
在系统正常运行方式下，对各种不同时刻三相短路进行Matlab仿真，最后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。
第二章短路计算2.1 短路的一般概念所谓短路是指一切不正常的相与相之间或相与地面之间的通路。
短路是电力系统中最严重的故障。
短路发生的原因是多种多样的。
其中主要的原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。
短路发生的地点、短路持续的时间、短路发生的种类直接决定了短路危害的程度，这种危害可能是局部的，也可能是全局性的。
2.1.1电力系统短路计算的分类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。
简单短路故障共有四种类型: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,其他三种短路都是不对称的.在四种短路类型中,单相短路接地故障发生的概率最高,可达65%,两相短路约占10%,两相短路接地约占20%,三相短路约占5%.虽然三相短路发生的概率最小,但他对电力系统的影响最严重。
2.1.2电力系统短路故障发生的原因电力系统短路发生的原因有很多,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相同。
但是,根本原因是电器设备载流部分相与相之间或相与地之间的绝缘遭到破坏。
例如,架空线路的绝缘子可能由于受到雷电过电压而发生闪络,或者由于绝缘子表面的污秽而在正常工作电压下放电。
再如发电机,变压器,电缆等设备中载流部分的绝缘材料载运性中损坏.有时因鸟兽跨接在裸露的载流部分,或者因为大风或在导线上覆冰,引起架空线路干塔倒塌而造成短路。
此外,线路检修后,在未拆除地线的情况下运行人员就对线路送电而发生的误操作,也会引起短路故障。
三相短路是对称的,其他三种短路都是不对称的.在四种短路类型中,单相短路接地故障发生的概率最高,可达65%,两相短路约占10%,两相短路接地约占20%,三相短路约占5%.虽然三相短路发生的概率最小,但他对电力系统的影响最严重。
2.1.3短路故障的危害短路对电器设备和电力系统的正常运行都有很大的危害.发生短路后,由于电源供电回路阻抗的减小以及产生的暂态过程,是短路回路中的电流急剧增加,其数值可能超过该回路额定电流的许多倍。
短路点据发电机的电气距离越近,短路电流越达。
例如发电机端发生短路时,流过定子绕组的短路电流最大顺时值可能达到发电机额定电流的10~15倍.再大容量的电力系统中,短路电流可达几万安,甚至几十万安。
在短路点出产生的电弧可能会烧坏设备,而且短路电流流过导体时,所产生的热量可能会引起导体或绝缘损坏。
另外,导体可能会受到很大的电动力冲击,致使其变形甚至损坏。
短路将引起电网中的电压降低,特别是靠近短路点处的电压下降最多,是部分用户的供电受到影响。
例如,负荷中的异步电动机,由于其电磁转矩与电压的平方成正比,当电压降低时,电磁转矩将显著减小,使电动机转速变慢或甚至完全停转,从而造成废品及设备损坏等严重后果。
短路故障可能引起系统失去稳定。
不对称接地短路所引起的不平衡电流将在线路周围产生不平衡磁通,结果在临近的通信线路中可能感应出相当大的感应电动势,造成对通信系统的干扰,甚至危机通信设备和人身安全。
在电力系统和电气设备和运行中，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。
这里包括计算冲击电流以校验设备的点动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
此外，在确定输电线路对通讯的干扰，对已经发生故障进行分析，都必须进行短路计算。
2.1.4短路计算分析的内容和目的短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算,短路容量(短路电流与故障前电压的乘积)的计算,故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算,如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。
短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行机电保护设计和整定值计算,开关电器,串联电抗器,母线,绝缘子等电器设备的设计,制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。
2.2 短路计算的方法经典的短路电流计算方法为：取变比为1.0，不考虑线路充电电容和并联补偿，不考虑负荷电流和负荷的影响，节点电压取1.0，发电机空载。
短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准，中国采用的是IEC标准。
国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。
国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法，其计算条件为：①不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式；②忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳；③ 具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置 ； ④ 不计弧电阻；⑤ 35 kV 及以上系统的最大短路电流计算时，等值电压源取标称电压的1 .1（计算中额定电压的1.05 pu ），但不超过设备的最高运行电压。
对于电网规划、运行部门，三相最大短路电流计算是主要的计算内容。
计算中，各电网、电网内的不同部门可能采用不同的计算条件。
差别主要集中在变压器变比、节点电压的选取上 。
变压器变比有取1.0，有取实际运行变比的；节点电压可能取1.0，也可能取1.05。
这两者的不同组合均有所采用。
若了解短路电流计算的要求，计算人员可以对所得的计算结果进行适当的加工。
有的商业软件也提供了灵活的短路电流计算条件设置功能。
2.3 短路的计算2.3.1计算短路点的电压和电流原始给出的系统图如图2.1所示：图2.1系统图原系统的等效电路图如图2.2所示：G G4 4 L24 2 S2L14 L12G31 L13 1:k 3S1 TRE U I -=d d图2.2系统等效电路图考虑对地支路，当节点2发生三相金属短路时，系统等效网络化简过程图如图2.3所示：图2.3（a ）系统等效图VG3....VG3....图2.3(b)忽略对地支路图 2.3(c)最简图由图2.3(a)所示可求：将对地容纳合并成1Z 和2Z将等值电路中14Z 、24Z 、12Z 星角变换成3Z 、4Z 、5Z....67.16j 3.00j 3.00j 1y y 121111=+=+=Z 29.14j 04.003.01j y y 1j 31122=+=+=Z 1539.0j 032.04.0j .104.0j .0805.0j 2.104.0j .080)5.0j 2.10(12241424143+=++++++⨯+=++⨯=）（Z Z Z Z Z Z 538.10j 39.004.0j .104.0j .0805.0j 2.104.0j .105.0j 2.1012241412144+=++++++⨯+=++⨯=）（）（Z Z Z Z Z Z 23.10j 27.004.01.04.008.05.012.0)4.01.0()4.008.0(12241412245+=++++++⨯+=++⨯=j j j j j Z Z Z Z Z Z 47.1j -5.42)8.10j .30(11=+=S Z 091.0j 59.0047.1j -5.42.150j 47.1j -5.42.150j //)(1136+=+⨯=+=）（S T Z Z Z Z 09.0058.029.14)091.059.00(//267j j j Z Z Z +=⨯+==E=1 短路电压V=0 短路电流2.3.2计算各节点电压由图2.3(a) 结点4和结点2的电压为05.14=V 02=V 13=V 根据戴维南定理2.3.3计算各支路电流由图2.3(a)可求得：2.3.4忽略对地支路，节点3发生三相金属短路忽略对地支路，当节点2 发生三相金属短路时 由图2.3(b)，忽略对地支路则：095.0j 026.02438.0j 97.001539.0j 032.02438.0j 97.001539.0j 032.0//(7438+=++++⨯+=+=）（）（）Z Z Z Z 33.4j -053.1218.0j 053.01ff f =+==Z E I 218.0j 053.023.10j 27.0095.00j 026.058ff +=+++=+=Z Z Z 0027.055.023.10j 27.001539.0j 032.01539.0j 032.05.015.015331j Z Z Z V -=++++⨯=+⨯=52.2j -5.04.0j 08.0005.1242424=+-=-=Z V V I 815.1852.45.0j 12.00027.0j 55.0-5.01141414j Z V V I -=++=-=295.1317.04.01.000027.055.0122112j j j Z V V I -=+--=-=85.21j -007.05.10j 2.0j 0027.0j 55.01131313=++-=+-=T Z Z V V I 095.00264.0244.0098.01539.0032.0)244.0098.0()1539.0032.0()//(6438j j j j j Z Z Z Z +=++++⨯+=+=E=1 短路电压V=0短路电流68.205.1107.0053.01j j Z E I ff f +=+==107.0j 0534.023.10j 27.0095.00j 264.0058ff +=+++=+=Z Z Z第3章系统的调试与仿真通过对系统的分析以及计算结合MATLAB所学知识，对系统进行了调试与仿真仿真模型如图3.1所示：图3.1 仿真模型图在稳态时，故障点各相电流由于三相故障发生器处于断开状态，因而值都为0.在0.001s时，三相短路故障发生器闭合，因此电路发生三相短路，故障点各相电流发生变化，由于闭合时有初始输入量和初始状态量。