1、成绩课程设计说明书课程设计名称：电力系统分析课程设计题目两相接地故障的计算学生姓名：喻翌专业：电气工程与自动化学号： 32指导教师：袁宇春日期：2010年6月18日目录1前言. 错误! 未定义书签短路故障计算的原因 错误! 未定义书签短路发生的原因 错误! 未定义书签短路类型 错误! 未定义书签短路的危害 错误! 未定义书签2数学模型 . 错误! 未定义书签架空输电线的等值电路和参数 错误! 未定义书签变压器等值电路和参数 错误! 未定义书签发电机等值电路 错误! 未定义书签3对称分量法 . 错误! 未定义书签不对称三相量的分解 错 误! 未定义书签对称分量法在不对称短路计算中的应用 错误!。

2、未定义书签变压器的各零序等值电路 错误! 未定义书签4两相短路接地的分析 . 错误! 未定义书签5两相短路接地的计算流程 . 错误! 未定义书签6算例. 错误! 未定义书签7总结. 错误! 未定义书签参考文献 . 错误! 未定义书签两相接地故障的计算摘要： 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 。

3、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： 短路计算、两相短路接地、对称分量法Abstract: In power system design and operation, we must consider the possibility of failure and normal operation, prev 。

4、ent power supply of damageto users and electrical equipment to work properly. From the actual operation of power system, these problems are mostly caused by a short circuit, so in addition to power system short circuit fault has a more profound understanding, but also must be familiar with power sys 。

5、tem short-circuit calculations. Here focuses on a simple asymmetric two-phase short-circuit ground fault calculation methods. Symmetry is a common method of asymmetric fault, according to asymmetric method, a set of asymmetrical three-phase quantity can be decomposed into positive sequence, negative 。

6、 sequence and zero sequence symmetrical three-phase three-phase volume. In the application of symmetry analysis and calculation must be made asymmetric failure of the order power system network, simplifying the network obtained the sequence network short-circuit point on the input reactance and equi 。

7、valent positive sequence network potential, and then under asymmetric short-circuit the different types of boundary equations are listed, in order to achieve short-circuit voltage and current of each point sequence component.Keyword: Short-circuit calculation、 Two-phase ground short circuit、Symmetry 。

8、1 前言短路故障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 。
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 ，。

9、 气象条件恶化 ， 违规操作和其他短路类型再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 。
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 。

10、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 。
2数学模型在电力系统的电气计算中 ， 常用等值电路来描述系统元件的特性 。
电力系统 的运行状态基本上是三相对称的或者可化为三相对称的 ， 因此 ， 等值电路中的参数是计及 。

11、了其余两相影响的的一相等值参数 。
架空输电线的等值电路和参数设有长度为L的输电线路 ，其参数沿线均匀分布单位长度 的阻抗和导纳分别为Zo jwl 0 jx 。
11 I d I(ro+jxo)dxiiyo g jwcog jb 。
d? V(go+jbo)dxV2(go+jbo)dx在距末端x处取一段dx,可作 出等值电路如图所示 。
在正弦 电压下处于稳态时 ， x=L时 ， 可 得到线路首端电压和电流与线 路末端电压和电流的关系如下：图2.1 长线等值电路Vi V2chl |2 乙 shl,l1V2shlZc12sh l(2-1)（2-2）称为线路的传播常数 ， Zc称为线路的波阻抗 。
对于高压架空线路,略去电阻和电 。

12、导时 ， 便有jw, lco, ZcloCo(2-3)H(gjwc)(r 。
jwl 。
)j,Zc； ， r0jwl0尺jXc ， If g jw(o将上述方程通网络的通用方程:AV2 BI 2,I 1V1CV2DI2(2-4)? ? ? ?相比较 ， 若取A Dch l , BZ c sh l , CsZ,输电线路就是对称的无源二端口网络 ， 并可用对称的等值电路来表示 ， 实际计算中大多采用型等值电路 ， 如图所示：令 Z (r 。
jx)l和丫 (g 。
jb)l分别代表全线的总阻抗和总导纳 ， 则:Z KzZ, 丫 KyY(2-5)式中Kzsh、,ZY /：zyk2(ch l 1)、ZYsh l? ?图2.2由此可见 ， 将全线的 。

13、总阻抗 Z和总导纳分别乘以修正系数 Kz和Ky ， 便可得 型 等值电路的精确参数 。
变压器等值电路和参数变压器的参数一般指其等值电 路 ， 见图中的电阻Rt、电抗Xt、电 导Gt和电纳Bt 。
变压器的变比也是 一个参数 。
变压器的前四个参数可以 从出厂铭牌上代表电气特性的四个数 据计算得到 。
这四个数据时短路损耗Ps ， 短路电压Vs% ， 空载损耗P ， RtjXTGtjBT图2.3双绕组变压器空载电流I0% 。
前两个数据由短路试验得到 ， 后两个数据由空载试验得到Rt上址*103sN2&紆斜103变比 V-/V2nBt0 % *10100 V：3S(2-5)变压器型等值电路如图所示 ， 变压器阻抗Zt = rtjXT是折算到 。

14、原方zt/kWv的值 ， K=VlN/V2N是变压器的变比 。
变压器 型等值电路中 三个阻抗（导纳）都与变比 K 有关 ， 型的两个并联支路的 阻抗（导纳）的符号总是相反 的 。
三个支路阻抗之和等于零 。
Vid K K(K 1)Zt图变压器型等值电路发电机等值电路实际的凸极机被表示为具有电抗Xq和电jXq势Eq的等值隐极电机 ， 如图所示：?EqVEq jXq I在实际计算中往往是已知 发电机的端电压和电流（或功率） ， 要确定空载电势EqZtV2?V xlz图2.5等值隐极电机3对称分量法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不对称 。

15、三相量的分解在三相电路中 ， 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1 a(1)a2系(如电流)为：la(2)a2Ia?lb?Ic(3-1)aej120,a式中运算子?Ia(1)、丨 a(2)、a(0)分别为a?Ib(1)a I a(1), Ic(1)a Ia(1)?Ib(2)a I a(2),I c(2)a2 Ia(2)?Ia(0)I b(0)Ic(0)21 a(0)且有 1 a a20,a31 ；相电流的正序、负序和零序分量并且有:(3-2)b?1 a(1)?1 a(2)?I a(0)(3-3)当已知三相补对称 。

16、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111a2a1aa21?I aI a(1)I a(2)I a(0)?I bI b(1)I b(2)I b(0)?I cI c(1)I c(2)I c(0)展开（3-3）并计及（3-2 ）有(3-4)+1图3.2电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流一样对称分量法在不对称短路计算中的应用现以图所示简单系统为例来说明应用对称分量法计算不对称短路的一般原?理 。
一台发电机接于空载输电线路 ， 发电机中 性点经阻抗Zn接地 。
在线路某处f点发生单 相（例如a 相）短路 ， 使故障点出现了不对称 的情况 。
a相对地阻抗为零（ 。

17、不计电弧等电?图3.1简单系统的单相短路阻） ， a相对地电压Vfa=o,而b、c两相的电? ?压V fb O,v fc0 。
此时 ， 故障点以外的系统其余部分的参数（指阻抗）任然是对称的 。
电势源的各相电势与现在在原短路点人为地接入一组三相不对称的电势源, 上述各相不对称电压大小相等、方向相反 ， （如图 。
这种情况与发生不对称故障时等效的 ， 也就是说 ， 网络中发生的不对称故障, 可以用在故障点接入一组不对称的电势源来代替 。
这组不对称的电势源可分解为正序、负序和零序三组对称分量 ， 根据 叠加原理 ， 简化为各序的一相等值网络, （如图 。
注意 ， 在一相得零序网络中 ， 中性 点接地阻抗必须增大为三倍 。
这是因为接地阻抗Zn上的 。

18、电压降是由三倍的一Eb+Ecm+WvffaI fbJ/Zn+ -j 丿?O?ufc VfbV fc相零序电流产生的 ， 从等值观点看 ， 也可以认为是一相零序电流在三倍中型电阻 抗上产生的压降虽然实际的电力系统接线复杂 ， 发电机的数目也很多 ， 但通过网络化简 ， 任然可以得到与以上相识的的各序电压方程式 (如图) 。
ZG(1)r-WVZl(i)-VAfa(1)E eqZ ff (1)faV faEa?0Z ff ( 0 ) I fa (0 )V fa (0)0 Zff(2)I fa (2) V fa (2)(3-5)图3.3(b)(C)变压器的各零序等值电路?式中 ， Eeq为正序网络中相对于短路点的 戴维南等值电 。

19、势 ， Z ff (1) ， Z ff (2) ，Zff 0)分别为正序、负序和零序网络中的短路点电流? ? ?的输入阻抗 ， I fa(1) , I fa(2) I fa(0) ， 分别为短路点电流的正序、负序和零序分? ? ?量 ， V fa(1) ,V fa(2),V fa(0) ， 分别为短路点电压的正序、负序和零序分量变压器的一相绕组表征了一相原、副方绕组 间的电磁关系 。
不论变压器通以哪一序的电流 ，都不会改变一相原、副方绕组间的电磁关系 ， 因 此变压器的正序、负序和零序等值电路具有相同 的形状 。
(图为不计绕组电阻和铁芯损耗时变压器 的零序等值电路)图3.41)变压器的正序、负序的等值电路及其参数 完全相同 。
。

20、2）变压器的零序等值电路取决于零序电流的流通路径 ， 因零序电流需经过大地才能流通 ， 因而与变压器三相绕组联接形式及中性点是否接地有关（见图）：a、当外电路向变压器某侧三相绕组施加零序电压时 ， 只有中性点接地的星型接法（用YN表示）绕组才能与外电路接通jxb、当变压器绕组具有零序电势（由另一侧绕组的零序电流感生的）时, 也只有中性点接地的 YN接法才能jxjXm(O)(a)jX m(0)（b）图3.4（a）、（b）分别为双绕组和三绕组变压器零序等值电路与外电路接通 。
至于能否在外电路 产生零序电势 ， 则应由外电路元件 是否提供零序电流的通路决定 。
C、在三角形接法的绕组中 ， 绕组的零序电势虽然不能作用到外电路 。

21、 去 ， 但能在三相绕组中产生零序环 流 。
此时 ， 零序电势将被零序环流 在绕组漏抗上的电压降所平衡 ， 绕 组两端电压为零 。
这种情况 ， 与变压器绕组短接是等效的 。
因此 ， 在等值电路中该侧绕组端点接零序等值 中性点（等值中性点与地同电位时则接地） 。
当中性点经阻抗接地 YN接法通过零序电流时 ， 中性点接地阻抗上将流过三 倍电流 ， 并且产生相应的电压降 ， 使中性点与地不同电位 。
因此 ， 在单相零序等 值电路中 ， 应将中性点接地阻抗增大为三倍 ， 并同它所接入的该侧绕组的漏抗相 串联 。
4两相短路接地的分析应用对称分量法分析两相短路接地 ， 可以写出各序网络故障点的电压方程式 (3-4) ， 当网络的各元件都只用电抗表示时 ， 上述方程可以写成 。

【两相|两相短路接地—课程设计】22、E eq X ff(1)I fa(1)V fa(1)X ff( 2) I fa ( 2) V fa ( 2)? ?X ff (0) I fa ( 0) V fa (0)(4-1)? ?(0)式中 ， Eeq Vf， 即 是短路点发生前故障点的电压 。
这三个方程式包含了6个未知量 ， 因此 ， 还必须有两相短路接 地的边界条件写出另外三个方 程 。
两相(b相和c相)短路接 地时故障处的情况(如图) 。
故障处的边界条件为：? ? ?I fa0,V fb 0,V fc0外电路2JXJX绕组接法开关位置绕组端点与外电路的连接Y1与外电路断开YN2与外电路接通d3与外电路断开但与励磁支路 并联jxm(0)图3.5变压器 。

23、零序等值电路与外电路的连接用序分量表示的边界条件为:? ? ?I fa(1) I fa(2) I fa(0)0? ? ?V fa(1)V fa(2) V fa(0)(4-2)由(4-1 )和(4-2 )可以得到?I fa(1)Vf(0)j(Xff (1) X ff (2) / X ff (0)?.Xff(O).I fa(2)I fa(1)Xff(2) Xff(o)fa(0) I fa(1)Xff(2) Xff(o)bcfa?I fb?I fc. Vfc V fb图4.1两相短路接地V fa(1) V fa(2) V fa(0)Xff Xff (0)Xff (2) Xff (0)?I fa(1) 。

24、(4-3)短路点故障相得电流为? ? ? ?I fba2 I fa(1) al fa(2) I fa(0)(a2Xff(2)Xff(2)aXff (0)Xff(0)?)I fa(1)? ? ? ?2I fc aI fa(1) a I fa(2) I fa(0)(aXff(2)a Xff(0)?)I fa(1)Xff(2)Xff(0)(4-4)根据上式可以得到两相短路接地时故障相电流的绝对值为I (1,1)I fIfbIfcX ff (0) X ff (2)(X ff (2) X ff (0)?I fa(1)(4-5)短路点非故障相电压为V fa 3V fa(1).3X ff(2)Xff (0) 。

25、?jI fa(1)X ff(2) Xff (0)(4-6)5两相短路接地的计算流程6算例例：已知某系统的接线图如图所示 ， 当 k点发生BC两相接地短路时 ， 求短 路点各序电流、电压及各相电流、电压 。
系统各元件参数如下：发电机 G1、G2 Sji 50MW, Sn2 50MWVn 10.5kV,T1T2解：1)计算各元件标幺值(取SB 100MV ?A,Vb VaV)变压器：T1SN160MW , KT110.5/121KV , Uk%10.5T2氏231.5MW , KT210.5/121KV , Uk%10.5线路L:X1X20.4/ Km , x0 2x1 , L 50 Kmcos0.85,。

26、Xd 0.125 ， X20.16, Ei E2j1发电机 G1: X1 jXd-% 蛍 0.125*100 0.25100SN150X2X2% Sb100 Sn10.16*1000.3250发电机G2: XiXd% Sb100 Sn20.125*100250.5X2x2% sb100 SN20.16*1000.6425变压器T1: X1X2X 。
Uk%*Sb100 Sn10.5 100*60 600.175变压器T2: X1 X2X0U k % * SbSN10.5100* 6031.50.333线路L:X1X2x1lSb0.4* 50*10011520.15X0 2X12*0.150.302）以 。

27、a相为基准相作出各序网络图如图（a）、（b）、（c）所示求出各序的等值电抗j1*j(0.333 0.50)j1*j(0.25 0.175 0.15)E eqj(0.25 0.175 0.15 0.3330.50)J1X ff (1)j(0.250.1750.15)/ j(0.3330.50)j0.289X ff(2)j(0.32 0.1750.15)/ j (0.3330.64)j 0.388Xf(0)j(0.1750.3)/j0.333j0.1963)4)j0.25j0.175 j0.15 f j0.333j0.5j1图6.2EG1根据边界条件（4-2 ）式绘出复合网如图由（4-3）式可得各 。

28、序的电流和电压为?I fa(1)Vf(0)j(X ff (1) X ff (2) / X ff (0)j1Eeqj0.289 -A/W-I fa(1)j0.388I fa(0)j0.196图6.3j0.289 jQ.388*j.196j0.388j0.1962.385I fa(2)仏? fa(1)X ff (2) X ff (0)0.1962.3850.800.388 0.196?I fa(0)X ffX ff (2)?I fa(1) X ff2.38503880.388 0.196?V fa(1)?V fa?V fa(0).Xff(2)Xff(0)X ff(2)Xff (0)?I fa(1) 。

29、2.38浮泌6 jO.311jO.388 j 0.1965）求各相电流和电压为fa? ?I fa (1) I fa (2)fa(0)2.3850.801.5850?I fba2?I fa(1)?al fa(2)?I fa(0)2.385ej240 0.8ej120 1.585 3.64Nj13077?I fb?al fa(1)?a2 I fa(2)?I fa(0)2.385ej1200.8ej2401.585 364右13077?Vfa? ? ?Vfa(1) V fa(2) V fa(0) 3V fa(1) 3* j0.311 j0.933? ? ?Vfb?a2Vfa(1) aV fa(2)。

30、Vfa(0) 0.311ej90 240 0.311ej90 120 0.311ej90 0 ? ? ?VfbaVfa(1) a2V fa(2) Vfa(0) 0.311ej90 120 0.311ej90 240 0.311ej90 07 总结此课程的设计的目的在于加强对电力系统短路基础理论和基本知识理解 ，掌 握运用电力系统短路的基础理论知识解决一些简单系统的短路方法 。
这次课程设 计使我感受到了理论与实际相结合的目的及其重要意义 ，不但使我对所掌握电力 系统短路基础知识有了更深刻的理解 ，还提高了我动手查阅资料的能力还锻炼了 自己独立思考问题的能力 。
在做课程设计的过程中 ，我查阅了很多参考书及运用 自己所掌握的知识完成此次设计 ， 在这里我也感谢所有给予我帮助的老师和同 学 ， 希望以后有更多的机会来锻炼自己 ， 为以后的学习、生活打下良好的基础 。
同时在这次设计中叶暴露出自己的不足 ，基础知识不够扎实 ，我会在以后的日子 里加以改正来提高自己的综合能力参考文献1 何仰赞、温增银 电力系统分析 （ 第三版 上册）， 华中科技大学出版社2 韩祯祥 电力系统分析 （ 第三版） 浙江大学出版社 。

稿源：(未知)

【傻大方】网址：/a/2021/0816/0023745037.html

标题：两相|两相短路接地—课程设计