(完整word版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真

1、(完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 編輯整理： 尊敬的讀者朋友們： 這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我 們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整 word 版)電力 系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收 到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。 本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步， 以下為(完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真的

2、全部內(nèi)容。 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 ( (完整完整 wordword 版版) )電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 親愛的讀者： 本文內(nèi)容由我和我的同事精心收集整理后編輯 發(fā)布到文庫，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行詳 細(xì)的校對，但難免會(huì)有錯(cuò)誤的地方，如果有錯(cuò) 誤的地方請您評論區(qū)留言，我們予以糾正，如 果本文檔對您有幫助,請您下載收藏以便隨時(shí)調(diào) 用。下面是本文詳細(xì)內(nèi)容。 最后最您生活愉快 o(_）o (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 電力系統(tǒng)計(jì)算電力系統(tǒng)計(jì)算課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)( (論文）論文

3、） 題目：題目： 電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真（電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真（3 3） 院（系）：院（系）： 電電 氣氣 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 教師職稱教師職稱: : 講師講師 起止時(shí)間：起止時(shí)間：121207070202 至至 121207-1307-13 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語 院（系)：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣工程及其自動(dòng) 化 課程設(shè)計(jì)(論文）任務(wù) 原始資料:系統(tǒng)如圖 各元件參數(shù)如下（各序參數(shù)相同）： g1、g2:s

4、n=35mva，vn=10.5kv，x=0。35; t1： sn=31。5mva，vs%=10， k=10。5/121kv,ps=180kw, po=30kw,io=0。8;yn/d11 t2： sn=31。5mva，vs%=10， k=10。5/121kv，ps=170kw， po=33kw，io=0。8;yn/d11 l1：線路長 60km，電阻 0。25/km，電抗 0。41/km，對地 容納 3.00106s/km; l2:線路長 100km，電阻 0。15/km，電抗 0。38/km，對地 容納 2。78106s/km； l3: 線路長 80km,電阻 0。18/km,電抗 0.4/

5、km，對地容納 2。7810-6s/km；; 負(fù)荷：s3=50mva，功率因數(shù)均為 0.85。 任務(wù)要求(節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生 ac 兩相金屬性接地短路時(shí)）: 1 計(jì)算各元件的參數(shù)； 2 畫出完整的系統(tǒng)等值電路圖; 3 忽略對地支路，計(jì)算短路點(diǎn)的 a、b 和 c 三相電壓和 電流； 4 忽略對地支路,計(jì)算其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)的 a、b 和 c 三相 電壓和支路電流； 5 在系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，對各種不同時(shí)刻 ac 兩相接 地短路進(jìn)行 matlab 仿真; 6 將短路運(yùn)行計(jì)算結(jié)果與各時(shí)刻短路的仿真結(jié)果進(jìn)行 分析比較，得出結(jié)論. g1 t1 1 l12 2 t2 g2 1:k k：1 l13 l23 3 s3

6、(完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 指導(dǎo)教師評語及成績 平時(shí)考核： 設(shè)計(jì)質(zhì)量： 答 辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽 字： 年 月 日 注：成績：平時(shí)20 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 摘 要 目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電能需求的日益增長，電力系統(tǒng)規(guī)模越來 越龐大,電力系統(tǒng)在人民的生活和工作中擔(dān)任重要的角色，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定 運(yùn)行直接影響人們的日常生活，因此,關(guān)于電力系統(tǒng)的短路計(jì)算與仿真也越 來越重要. 本論文首先介紹有關(guān)電力系統(tǒng)短路故障的基本概念及短路電流的基本算 法，主要講解了對稱分量法在不對稱短路計(jì)算中的應(yīng)用。其

7、次，通過具體的 簡單環(huán)網(wǎng)短路實(shí)例,對兩相接地短路進(jìn)行分析和計(jì)算。最后,通過 matlab 軟 件對兩相接地短路故障進(jìn)行仿真,觀察仿真后的波形變化，將短路運(yùn)行計(jì)算 結(jié)果與各時(shí)刻短路的仿真結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出結(jié)論。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；兩相接地短路;matlab 仿真 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 目 錄 第 1 章 緒論 .1 1。1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算概述 .1 1。1。1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的目的 .1 1.1。2 短路計(jì)算的處理方法 .1 1.2 本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 .2 第 2 章 電力系統(tǒng)不對稱短路計(jì)算原理 .3 2.1 對稱分量法基本原理 .3 2.2 三相序阻抗及

8、等值網(wǎng)絡(luò) .4 2。3 兩相接地不對稱短路的計(jì)算步驟 .5 第 3 章 電力系統(tǒng)兩相短路計(jì)算 .8 3。1 系統(tǒng)等值電路及元件參數(shù)計(jì)算 .8 3.2 系統(tǒng)等值電路及其化簡 .9 3.3 兩相接地短路計(jì)算 .10 3.4 計(jì)算其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)的 a、b 和 c 三相電壓和電流 .14 3。5 計(jì)算各條支路的電壓和電流 .14 第 4 章 短路計(jì)算的仿真 .16 4。1 仿真模型的建立 .16 4.2 仿真結(jié)果比較分析 .18 第 5 章 總結(jié) .20 參考文獻(xiàn) .21 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 1 第 1 章 緒論 1.1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算概述 1.1.1 電力系統(tǒng)短路計(jì)

9、算的目的 在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問 題所不可缺少的基本計(jì)算,這些問題主要是: （1）選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備,例如斷路器、互感 器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù).這里包括計(jì)算沖擊電 流以校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度;計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè) 備的熱穩(wěn)定度。 （2)為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裴置并正確整定其參數(shù),必須 對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。在這些計(jì)算中不但要知道故障 支路中的電流值,還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況.有時(shí)還要知道系統(tǒng)中 某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。 （3)在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接

10、線時(shí)，為了比較各種不同 方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等,都要進(jìn)行必要的 短路電流計(jì)算。 (4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路時(shí)用戶工作的影響等，也包 含有一部分短路計(jì)算的內(nèi)容. 此外，確定輸電或路對通訊的干擾，對己發(fā)生故障進(jìn)行分析，都必須進(jìn) 行短路計(jì)算. 1.1.2 短路計(jì)算的處理方法 (1)簡單三相電路中發(fā)生突然對稱短路的暫態(tài)過程中,假設(shè)電源電壓的復(fù) 制和 頻率均保持不變,在這種電源稱為無限大功率電源，其特點(diǎn)是: 頻率恒 定（有功變 化量遠(yuǎn)小于電源的有功功率）; 電壓恒定（無功變化量遠(yuǎn)小于 電源的無功功率)； 電源內(nèi)阻抗為 0,電壓恒定.實(shí)際上真正的無限大電源不 存在

11、，常用的判斷依據(jù)是當(dāng)功率變化量小于 3%電源功率，或者電源內(nèi)阻抗 小于短路回路總阻抗的 10時(shí)候，可認(rèn)為電源為無限大電源。 （2)在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí)，只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗 器的電抗, 而忽略其電阻；對于架空線和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗 1/3 時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻。 (3)短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,都以三相短路為計(jì)算條件。因?yàn)閱蜗?(完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 2 短路或 二相短路時(shí)的短路電流都小于三相短路電流。能夠分?jǐn)嗳喽搪冯?流的電器，一定能 夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏鳌?(4)磁路的飽和、磁滯忽略不計(jì)。系統(tǒng)中各元件

12、的參數(shù)便都是恒定的， 可以運(yùn) 用疊加原理。 （5）不對稱短路故障可以用對稱分量法轉(zhuǎn)化成對稱零、正、負(fù)三組對 稱短路故 障進(jìn)行分析，仿照三相對稱短路故障。 （6)各元件的電阻略去不計(jì)。如果短路是發(fā)生在電纜線路或截面較小的 架空線 上時(shí),特別在鋼導(dǎo)線上時(shí)，電阻便不能忽略.此外，在計(jì)算暫態(tài)電流 的衰減時(shí)間常 數(shù)時(shí),微小的電阻也必須計(jì)及. (7）短路為金屬性短路。 1.2 本文設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文根據(jù)所給的數(shù)據(jù)，進(jìn)行電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真，根據(jù)要 求完成： 1 計(jì)算各元件的參數(shù)； 2 畫出完整的系統(tǒng)等值電路圖； 3 忽略對地支路,計(jì)算短路點(diǎn)的 a、b 和 c 三相電壓和電流； 4 忽略對地支路，計(jì)算

13、其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)的 a、b 和 c 三相電壓和支路電流； 5 在系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，對各種不同時(shí)刻 ac 兩相接地短路進(jìn)行 matlab 仿真； 6 將短路運(yùn)行計(jì)算結(jié)果與各時(shí)刻短路的仿真結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出 結(jié)論. (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 3 第 2 章 電力系統(tǒng)不對稱短路計(jì)算原理 2.1 對稱分量法基本原理 對稱分量法是分析不對稱故障的常用方法，根據(jù)不對稱分量法，一組不 對稱的三相量可以分解為正序、負(fù)序和零序三相對稱的三相量。在不同序別 的對稱分量作用下,電力系統(tǒng)的各元件可能呈現(xiàn)不同的特性，因此我們首先 來介紹發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路和符合的各序參數(shù)，特別是電網(wǎng)元

14、件的零 序參數(shù)及其等值電路。 一、不對稱三相量的分解 在三相電路中,對于任意一組不對稱的三相相量（電流或電壓） ，可以分 解為三組三相對稱的相量，當(dāng)選擇 a 相作為基準(zhǔn)相時(shí)，三相相量與其對稱分 量之間的關(guān)系（如電流）為 （2- 2 (1) 2 (2) (0) 1 1 1 3 111 a a ab c a i ai a iai a i i 1） 式中,預(yù)算子，且有 1+a+a2 =0,a3 =1；、 120j a e 2240j ae . (1)a i . (2)a i 分別為 a 相電流的正序、負(fù)序和零序分量，并且有 . (0)a i （2- 2 (1)(1)(1)(1) 2 (2)(2)(2

15、)(2) (0)(0)(0) , , baca baca bca iiiai a iaiii a iii 2） 由上式可以作出三相量的三組對稱分量如圖 2.1 所示。 . (0)ai . (0)bi . (0)ci . (1)ai . (1)ci . (1)bi . (2)ai . (2)ci . (2)bi (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 4 （a） (b） （c） 圖 2。1 三相量的對稱分量 （a）正序分量；（b）負(fù)序分量（c）零序分量 我們看到，正序分量的相序與正常對稱情況下的相序相同，而負(fù)序分量 的相序則與正序相反，零序分量則三相同相位。 將一組不對稱的三相量分

16、解為三組對稱分量，這種分解是一種坐標(biāo)變換， 如同派克變換一樣.把式（2-1)寫成 （2-3） 120abcsii 矩陣 s s 稱為分量變換矩陣。當(dāng)已知三相不對稱的相量時(shí)，可由上式求得 各序?qū)ΨQ分量。已知各序?qū)ΨQ分量時(shí),也可以用反變換求出三相不對稱的相 量，即 (24) 1 120abcsii 式中 (25） 12 2 111 1 1 a sa a a 展開式（24）并計(jì)及式（2-2)有 (26） (1)(2)(0) 2 (1)(2)(0)(1)(2)(0) 2 (1)(2)(0)(1)(2)(0) aaaa baaabbb caaaccc iiii iiaiiiii a iaiiiiii a

17、 電壓的三相相量與其對稱分量之間的關(guān)系也與電流的一樣。 2.2 三相序阻抗及等值網(wǎng)絡(luò) 一、正序網(wǎng)絡(luò) 正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計(jì)算對稱短路時(shí)所用的等值網(wǎng)絡(luò)。除了中性點(diǎn)接地阻 抗、空載線路（不計(jì)導(dǎo)納）以及空載變壓器（不計(jì)勵(lì)磁電流)外，電力系統(tǒng) 各元件均應(yīng)包括在正序網(wǎng)絡(luò)中,并且用相應(yīng)的正序參數(shù)和等值電路表示.例如,正 序網(wǎng)絡(luò)就不包括空載的線路 l-3 和變壓器 t3。所有同步發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)， (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 5 以及個(gè)別的必須用等值電源支路表示的綜合符合，都是正序網(wǎng)絡(luò)中的電源。 此外，還須在短路點(diǎn)引入代替故障條件的不對稱電勢源中的正序分量.正序 網(wǎng)絡(luò)中的短路點(diǎn)用 f1表

18、示，零電位點(diǎn)用 o1表示.從 f1o1即故障端口看正序網(wǎng) 絡(luò)，它是一個(gè)有源網(wǎng)絡(luò),可以用戴維南定理簡化的形式。 二、負(fù)序網(wǎng)絡(luò) 負(fù)序電流能流通的元件與正序電流的相同,但所有電源的負(fù)序電勢為零。 因此,把正序網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù)都用負(fù)序參數(shù)代替，并令電源電勢等于零， 而在短路點(diǎn)引入代替故障條件的不對稱電勢源中的負(fù)序分量，便得到負(fù)序網(wǎng) 絡(luò).負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中的短路點(diǎn)用 f2表示，零電位點(diǎn)用 o2表示。從 f2o2端口看進(jìn)去,負(fù) 序網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)無源網(wǎng)絡(luò)。 三、零序網(wǎng)絡(luò) 在短路點(diǎn)施加代表故障邊界條件的零序電勢時(shí),由于三相零序電流大小 及相位相同,他們必須經(jīng)過大地(或架空地線、電纜包皮等）才能構(gòu)成通路， 而且電流的流通

19、與變壓器中性點(diǎn)接地情況及變壓器的接法有密切的關(guān)系。為 了更清楚地看到零序電流流通的情況,電力系統(tǒng)三線接線如圖 2。2（a） ， 線路 l-4 和變壓器 t-4 以及負(fù)荷 ld 均包括在正（負(fù)）序網(wǎng)絡(luò)中，但因 變壓器 t4 中性點(diǎn)未接地，不能流通零序電流，所以它們不包括在零序網(wǎng) 絡(luò)中。相反，線路 l3 和變壓器 t-3 因?yàn)榭蛰d不能流通正(負(fù)）序電流兒不 包括在正（負(fù)）序網(wǎng)絡(luò)中，但因變壓器 t-3 中性點(diǎn)接地，故 l3 和 t3 能 流通零序電流，所以它們應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中,如圖 2.2（b）.從故障端口 看零序網(wǎng)絡(luò)，也是一個(gè)無源網(wǎng)絡(luò)。簡化后得零序網(wǎng)絡(luò)示如圖 2。2（c)。 00o f (完整

20、word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 6 圖 2.2 零序網(wǎng)絡(luò)的制訂 2.3 兩相接地不對稱短路的計(jì)算步驟 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相短路接 地和單相接地短路。三相短路也稱為對稱端粒,系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣 仍出入對稱狀態(tài)。其他類型的短路都是不對稱短路。 兩相（b 相和 c 相)短路接地故障處的三個(gè)邊界條件為 （27） ifa= 0 , vfa= 0 , vfc= 0 兩相接地短路示意圖如圖 2。8 所示： ifb a b c ifc vfc=0 vfb=0 ifa=0 圖 2。3 兩相短路接地 這些條件同單相短路的邊界條件極為相似，只要把單相短路邊界條

21、件式 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 7 中的電流換成電壓，電壓換成電流就是了。 用序量表示的邊界條件為 （28） )0()2()1 ( )0()2()1 ( 0 fafafa fafafa vvv iii 根據(jù)邊界條件組成的兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)如圖 2.9 所示： 圖 2.4 負(fù)荷序網(wǎng)圖 由圖可得 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 8 （26） )1( )0()2( )0()2( )0()2()1( )1( )0()2( )2( )0( )1( )0()2( )0( )2( )0( )2( )1( )0( )1( )( fa ffff ffff f

22、afafa fa ffff ff fa fa ffff ff fa ff ff ff fa i xx xx jvvv i xx x i i xx x i x x xj v i 短路點(diǎn)故障相的電流為 (2-7） )1( )0()2( )0( 2 )2( )0()2( 2 )1( )1( )0()2( )0()2( 2 )0()2()1( 2 )( )( fa ffff ffff fafafafc fa ffff ffff fafafafb i xx xax aiiaiai i xx axx aiiaiai 根據(jù)上式可以求得兩相短路接地時(shí)故障相電流的絕對值為 （28) )1( 2 )0()2( )

23、0()2( )1 , 1( )( 13 fa ffff ffff fcfbf i xx xx iii 短路點(diǎn)非故障相電壓為 （2-9） )1( )0()2( )0()2( )1( 3 3 fa ffff ffff fafa i xx xx jvv 兩故障相電流相量之間的夾角也與比值有關(guān)。當(dāng)時(shí)， )2( )0( ff ff x x 0 )0( ff x ，其夾角等于 60 度.兩相短路，與反相。 150 (1) 150- (1) 33 j fafc j fafb eiieii ， fb i fc i (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 9 第 3 章 電力系統(tǒng)兩相短路計(jì)算 3.

24、1 系統(tǒng)等值電路及元件參數(shù)計(jì)算 變壓器參數(shù) 1 22 33 22 180 10.5 10100.02 31500 sn t n pv r s 22 33 %10.510.5 10100.37 10010031500 sn t n vv x s 334 0 22 33 10102.99 10 10.5 t n p gs v 333 0 22 %0.831500 10102.29 10 10010010.5 n t n is bs v 1 2 10.5 121 n t n v k v 線路 l12 1200 0.200.41601224.6zrjxljj 64 1200 03.00 10601.8

25、 10ygjbljsjs 線路 l13 1400 0.180.401001840zrjxljj 64 1400 02.88 101002.88 10ygjbljsjs 線路 l23 2300 0.1990.4801632zrjxljj 64 2300 02.88 10802.3 10ygjbljsjs 標(biāo)幺值 2 2 () 11() 22 ()() 10.5100 0.351 3510.5 g n b ggn g nb v s xx sv 2 2 () 22() 22 () 10.5100 0.351 3510.5 g n b ggn g nb v s xx sv 1212 22 ( ) 10

26、0 0.25 600.11 115 b ll b s rr v 1212 22 ( ) 100 0.41 600.19 115 b ll b s xx v (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 10 1313 22 100 0.15 1000.11 115 b ll b s rr v 1313 22 100 0.38 1000.29 115 b ll b s xx v 2323 22 100 0.18 800.11 115 b ll b s rr v 2323 22 100 0.4 800.24 115 b ll b s xx v 22 33 1 2222 180 10.510

27、0 10100.02 3150010.5 snb t nb pvs r sv 22 33 2 2222 170 10.5100 10100.02 3150010.5 snb t nb pvs r sv 2 2 () 1 22 () %10.510.5100 0.32 10010031.510.5 t n sb t t nb v vs x sv 2 2 () 2 22 () %10.510.5100 0.32 10010031.510.5 t n sb t t nb v vs x sv 由計(jì)算數(shù)據(jù)可得系統(tǒng)等值電路,如圖 3。1 所示： j1 0.0003 -j0.0022 0.02 j0.32

28、0.10+j0.26 0.10+j0.17 0.10+j0.22 c c c c c c j0.32 0.20 0.00033 -j0.0022 j1 s3 . . . 圖 3。1 系統(tǒng)等值電路 3.2 系統(tǒng)等值電路及其化簡 計(jì)算負(fù)荷的阻抗值 由和可得: 222 50pq0.85 50 p p=42。5mw q=26.3mvar 22 121 =0.34 1000 42.5 u rk p (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 11 22 121 x=0.56 1000 26.3 u k q 計(jì)算其標(biāo)幺值可得： s=2。6+j4.3 忽略系統(tǒng)對地支路，化簡系統(tǒng)等值電路,如圖 3.

29、2 所示： j1j0.32 0.10+j0.26 0.10+j0.17 0.10+j0.22 j0.32 j1 . 2.6+j4.3 . . 圖 3.2 化簡后系統(tǒng)等值電路 3.3 兩相接地短路計(jì)算 對等值電路中的的角形阻抗進(jìn)行變換，改為星形，可得如圖3.3所示: 0.04+j0.070.02+j0.08 0.03+j0.09 . . . 圖 3.3 星角變換圖 根據(jù)以上數(shù)據(jù),繪出各序網(wǎng)絡(luò),正序網(wǎng)絡(luò)圖如圖3。4所示： (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 12 e1=1 v a（1（ j1j0.320.04+j0.07j0.02j0.32j1 0.03+j0.09 2.6+j4

30、.3 . . . 圖 3.4 正序網(wǎng)絡(luò)圖 化簡后如圖3。5所示： eeq=0.5v a（1（ 2.66+j2.89 . 圖 3。5 正序網(wǎng)絡(luò)化簡圖 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖3.6所示： v a（1（ j1j0.320.04+j0.07j0.02j0.32j1 0.03+j0.09 2.6+j4.3 . . . 圖 3.6 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖 化簡后如圖3。7所示: (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 13 v a（2（2.65+j5.08 . . . 圖 3。7 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)化簡圖 零序網(wǎng)絡(luò)如圖3。8所示： v a（2（ 0.04+j0.07j0.02 0.03+j0.09 2.6+j4.3 . .

31、 . 圖 3.8 零序網(wǎng)絡(luò)圖 化簡后如圖3。9所示： v a（2（2.65+j4.42 . . . 圖 3.9 零序網(wǎng)絡(luò)化簡圖 綜上：0.5eqe (1) 2.662.89 ff zj (2) 2.655.08 ff zj (0) 2.654.42 ff zj 當(dāng)節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生兩相金屬性短路時(shí)，計(jì)算短路點(diǎn)的電壓和電流。 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 14 a 相正序、負(fù)序、零序電流為： (0) (1) (1)(2)(0) 0.5 (2.655.08) (2.654.42) (/ /) 2.662.89 (2.655.08)(2.654.42) 1.362.28 eq f

32、a ffffff e i jj zzz j jj j (0) (2)(1) (2)(0) 2.654.42 (1.362.28) (2.655.08)(2.654.42) 0.631.13 ff fafa ffff z j iij zzjj j (2) (0)(1) (2)(0) 2.655.08 2.655.08+2.65+j4.22 1.330.89 ff fafa ffff z j ii zzj j a 相正序、負(fù)序、零序電壓為： b 相 (2)(0) (1)(1)(2)(0) (2)(0) 2 65+j5.082 65+4 42 136-j2.28 2 65+j5.08+2 65+4

33、42 0.572.28 ffff fafafafa ffff zz vvvi zz j （.）（.） （.） . 電流為: c 2240120 (1)(2)(0)(1.362.88)*( 0.631.13)+(1.330.89) 3.122.67 jj fbfafafaia iaiijejej j 相電流為: a 2120240 (1)(2)(0)(1.362.88)*( 0.631.13)*(1.330.89) 1.97+ 0.66 jj fcfafafaiaia iijejej j 相電壓為： (1)(2)(0)(1)33*(0.572.88) 1.716.44 fafafafafavvv

34、vvj j 所以：a 相電壓電流為: 1.716.44 favj 0fai b 相電壓電流為： 0 fbv 3.122.67fbij c 相電壓電流為： 0 fcv 1.970.66fcij (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 15 3.4 計(jì)算其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)的 a、b 和 c 三相電壓和電流 支路 l24：電壓： (1)(2)(0)2.41 0.82 1.690fafafafaiiii 2240120130.77 (1)(2)(0)2.390.811.583.65 jjj fbfafafaia iaiieee 2120240130.77 (1)(2)(0)2.390.811.

35、593.64 jjj fcfafafaiaia iieee (1)(2)(0)(1)33* 0.310.94fafafafafavvvvvjj 2902409012090 (1)(2)(0)0.310.310.310 jjj fbfafafava vavveee 2901209024090 (1)(2)(0)0.310.310.310 jjj fbfafafavava vveee 節(jié)點(diǎn) 3: . 120 1 0.3035.246 0.0110.19 fffiiij j 12 2 =(0.58-j1.58) (0.07-j0.19)=0.34-j0.001 ff uiz 1 u =3=1.02-

36、j0.003 faf u 3.5 計(jì)算各條支路的電壓和電流 （31) 23 1221 23 vv vvz z (3-2） 23 3231 23 vv vvz z 解得： 1=1.03- 0.07 vj 3=1.67- 0.12 vj 3 221 32 v vz z 2 1.03-j0.23v 所以節(jié)點(diǎn) 1、2 的電壓： 1212 0.020.05vvvj (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 16 21 1 21 0.01 -j 0.03 vv i z 1 1.06 - j0.10v 131 121 2023 0.28j0.012 zv ii zz (完整 word 版)電力系

37、統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 17 第 4 章 短路計(jì)算的仿真 4.1 仿真模型的建立 本課設(shè)利用 matlab 進(jìn)行電力系統(tǒng)兩相接地短路故障仿真，matlab 以其 強(qiáng)大的計(jì)算能力、友好的動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境和豐富的工具箱越來越成為從事包括 電力網(wǎng)絡(luò)、電力電子和控制系統(tǒng)等電力系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的重要仿真工具。電 力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的第一道防線。 根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn),利用 matlab 的動(dòng)態(tài)仿真軟件搭建了含發(fā)電機(jī)、變 壓器、輸電線路、無窮大電源等的系統(tǒng)仿真模型，得到了在該系統(tǒng)主供電線 路電源發(fā)生兩相接地短路故障并由自動(dòng)跳閘隔離故障的仿真結(jié)果,在系統(tǒng)正 常運(yùn)行方式下，對各種不同時(shí)刻 bc

38、 兩相接地短路進(jìn)行 matlab 仿真，并分析 了這一暫態(tài)過程.仿真圖如圖 4.1 所示： 圖 4.1 仿真電路圖 通過建立電力系統(tǒng)的基本模型，參考實(shí)際電力系數(shù)參數(shù)，對系統(tǒng)的參數(shù) 進(jìn)行設(shè)置，模擬電力系統(tǒng)運(yùn)行，對電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行設(shè)置,模 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 18 擬故障時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)，得出各時(shí)段的電壓和電流波形圖,通過分析各個(gè)波形， 了解了發(fā)生兩相接地短路故障時(shí)電力系統(tǒng)的詳細(xì)情況. 圖 4.2 故障 a 相電壓 圖 4。3 故障 a 相電流 圖 4。4 故障 b 相電壓 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 19 圖 4。5 故障 b 相

39、電流 圖 4。6 故障 c 相電壓 圖 4。7 故障 c 相電流 4.2 仿真結(jié)果比較分析 由圖所示波形可以發(fā)現(xiàn),仿真開始時(shí)，系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，三相電壓、 電流對稱，都按正弦波變化，當(dāng) bc 相發(fā)生兩相接地短路時(shí),bc 兩相對地電 壓劇降為零，a 相非故障相電壓基本沒有變化;再觀察電流，在故障發(fā)生前 三相的對地電流都為零,兩相接地故障后，a 相電流則保持原樣,b 相和 c 相 電流迅速增大為短路電流.便處于突然短路的過渡過程中,這個(gè)過程雖然短暫,但 短路電流的峰值很大，可達(dá)額定電流的 10 倍以上。同時(shí)，發(fā)生突然短路時(shí)， 電功率無法輸出，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高而失去同步，破壞了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

40、故障后三相電壓、電流不再對稱，說明兩相接地短路為不對稱短路。故障切 除后，三相電壓電流經(jīng)暫態(tài)后達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。以上仿真分析結(jié)果符合實(shí) 際。 在仿真過程中由于沒有足夠的參考已知值，大部分參數(shù)都是假定的，因 此與實(shí)際的電力系統(tǒng)仿真有一定的差距。由于某些參數(shù)設(shè)置還是不厚理想， 仿真結(jié)果誤差較大。 (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 20 第 5 章 總結(jié) 本課程設(shè)計(jì)介紹了故障計(jì)算的基本知識(shí)、故障的分類、原因、后果和故 障分析的目的。在對不對稱故障的分析計(jì)算中,介紹了對稱分量變換、元件 變壓器的序參數(shù)和兩相不對稱故障的分析計(jì)算.對給定的系統(tǒng)進(jìn)行兩項(xiàng)接地 短路不對稱故障分析，運(yùn)用對稱

41、分量法計(jì)算短路點(diǎn)電流電壓，當(dāng) 3 點(diǎn)的 b、c 相發(fā)生接地短路時(shí)，利用對稱分量法將不對稱系統(tǒng)分解為正序，負(fù)序 和零序?qū)ΨQ的三向量，利用星角變化的方法化簡等值電路,并分別對正序， 負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行等效化簡,計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的電壓和電流，以及各個(gè)支 路的電壓電流.最后，在 matlab 中建立了電力系統(tǒng)的基本模型，不斷地調(diào)整 初始參數(shù)最終完成仿真，通過將仿真結(jié)果與運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分析比較得出結(jié)論。 本文通過對短路計(jì)算的研究，對短路計(jì)算有了更深的理解，明確了短路 計(jì)算的重要性及意義，對以后的電力系統(tǒng)學(xué)習(xí)有了很好的幫助. (完整 word 版)電力系統(tǒng)兩相接地短路計(jì)算與仿真 21 參考文獻(xiàn) 1 何仰贊等。電力系統(tǒng)分析(上冊)（第三版) .華中科技大學(xué)出版