不对称短路故障分析与计算-课程设计报告.doc
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信息工程学院
课程设计报告书
题目:
不对称短路故障分析与计算
专业：
电气工程及其自动化
班级：
0312408班
学号：
031240868
学生姓名：
わ-深蓝
指导教师：
2015年06月05日
信息工程学院课程设计任务书
学号
031240868
学生姓名
わ-深蓝
专业（班级）
电气0312408班
设计题目
不对称短路故障分析与计算
设
计
技
术
参
数
1发电机参数
G1:
为水电厂，额定容量110MVA，,
G2、G3:
为水电厂，额定容量25MVA,,
M:
电动机（用电负载），2000KW,,起动系数为6.5
2变压器T参数
T1：
额定容量16MVA，一次电压110KV，短路损耗86KW，空载损耗23.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.9。
变压器连接组标号：
Ynd11。
T2、T3：
额定容量31.5MVA，一次电压110KV，短路损耗148KW，空载损耗38.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.8。
变压器连接组标号：
Ynd11。
T4：
额定容量10MVA，一次电压110V，短路损耗59KW，空载损耗16.5，阻抗电压百分比UK%=10.5，空载电流百分比I0%=1.0。
变压器连接组标号：
Ynd11。
3线路参数
LGJ-120：
截面120，长度100km，每条线路单位长度的正序电抗，零序电抗，每条线路单位长度的对地电容。
LGJ-150:
截面150，长度100km，每条线路单位长度的正序电抗，零序电抗，每条线路单位长度的对地电容
4负载参数
容量8+6jMVA，在基准容量=100MVA下，负载负序电抗标幺值为X0
（2）=0.35，零序电抗标幺值X（0）=1.2。
设
计
要
求
1.计算短路点的电流。
2.计算短路点的冲击电流。
3.分析短路可能产生的原因及危害。
参
考
资
料
[1]北京有色冶金设计研究总院电力室译.工厂配电.北京:
电力工业出版社,1982
[2]苏文成.工厂供电.北京:
机械工业出版社,1990
[3]方富淇.电力系统分析.北京:
水利电力出版社,1989
[4]韩祯祥.电力系统分析.杭州:
浙江大学出版社,1993
[5]能源部东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册.水利电力出版社165一168,1991年2月
[6]何仰赞,温增银,汪馥英.电力系统分析［M］.武汉:
华中理工大学出版社,2002.3
[7]姜彤，郭志忠，陈学允.多态相分量法及其在电力系统感想不对称分析中的应用［J］.中国电机工程学报，2002，22（5）：
70－74.
[8]王辉.配电网三相短路计算［J］.有色冶金设计与研究，2005.12.
[9]陈慈萱.电气工程基础［M］.北京：
中国电力出版社，2003.
[10]陈亚民.电力系统计算程序及其实现[M]1北京:
水利电力出版社,19951
龚沛曾,等VisualBasic程序设计教程[M]1北京:
高等教育出版社,20021
[11]西安交通大学等.电力系统计算[M].北京：
水利电力出版社，1993.12
2015年06月18日
学生姓名：
わ-深蓝学号：
031240868专业（班级）：
电气0312408班
课程设计题目：
不对称短路故障分析与计算
成绩：
指导教师：
年月日
信息工程学院课程设计成绩评定表
摘要
在电力系统运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障（简称短路），短路计算是电力系统最常用的计算之一。
不论选择、校验电气设备的性能,还是继电保护装置的整定计算,都需要进行短路计算。
因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。
无论是采用面向对象的VB语言实现短路计算,还是用MATLAB中的Simulink或Simpowersystems都要熟悉基本的计算原理，本课题将通过标幺值进行电力系统的计算分析。
关键字：
电力系统短路计算 标幺值
Abstract:
Short-circuitcalculationisoneofthemostcommonlyusedcalculationinpowersystem.Nomatterchoose,checktheperformanceoftheelectricaldevice,orthesettingcalculationofrelayprotection,thoseallneedstobecarryonshort-circuitcalculation.WhetherusingtheVBlanguageofobject-orientedtoachieveshort-circuitcalculation,orusingMATLABSimulinkandSimPowerSystemsallneedstobefamiliarwiththebasicprincipleofcalculationandthesubjectbyp.u.valuecalculationofpowersystemanalysis.
Keywords:
powersystemshort-circuitcalculationPer-unitvalue
目录
摘要………………………………………………………………………………...…………….I
Abstract…………………………………………………………………………………...………..II
1设计背景 1
2参数分析 2
2.1发电机参数 2
2.2变压器T参数 2
2.3线路参数 3
2.4负载参数 3
3计算流程 3
3.1标幺值计算 3
3.1.1发电机电抗 3
3.1.3线路电抗 4
3.1.4负载电抗 4
3.1.5电动机电抗（近似值） 4
3.2带入数值计算 5
3.2.1发电机电抗标幺值 5
3.2.2变压器电抗值标幺值 5
3.2.3线路电抗标幺值 5
3.2.4负载电抗标幺值 6
3.2.5电动机电抗标幺值 6
4等值网络图 7
4.1正序网络等值图 7
4.2负序网络等值图 7
4.3零序等值网络图 8
5等值简化 8
6结果分析 10
6.1短路可能产生的原因 10
6.2短路可能造成的危害 10
6.3短路预防 10
致谢 11
参考文献 12
1设计背景
所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接电力系统发生短路时，由于系统的总电阻抗大为减小，因此伴随短路所产生的基本现象是：
电流剧烈增加，短路电流为正常工作电流的几十倍甚至几百倍，在大容量电力系统中发生短路时，短路电流可高达几万安甚至几十万安。
在电流急剧增加的同时，系统中的电压将大幅度下降。
短路的原因：
发生短路故障的原因主要是电气设备载流部分的绝缘损坏。
引起绝缘损坏的原因各种形式的过压（例如遭到雷击）、绝缘材料的自然老化、直接的机械损伤等。
绝缘的破坏在大多数情况下是由于没有及时发现和消除设备中的缺陷，以及设计安装和运行维护不良所致。
运行人员带负荷拉刀闸或者检修后未拆除地线加上电压等误操作，也会引起短路故障。
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，引起的后果是破坏性的，具体表现在：
（1）短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的短路电流通过设备会使发热增加，当短路持续时间较长时，可能使设备过热而损坏；
（2）很大的短路电流通过导体时，要引起导体间很大的机械应力，有可能使设备变形或遭到不同程度的破坏。
（3）短路时，系统电压大幅度下降，对用户工作影响很大（4）发生接地短路时，会产生不平衡电流及磁通，将在领近的平行线路内感应出很大的电动势。
（5）短路发生后，有可能使并列运行发电机组失去同步，破坏系统的稳定，使电力系统瓦解，引起大片地区的停电。
电力系统短路可分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路等。
三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。
其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。
电力系统运行经验表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。
由于在电力系统中短路电流计算比较复杂，所以这次我们选择简单的单相接地短路进行计算分析，不仅可以为今后的学习、工作和生产提供一定的理论帮助，并且还可以巩固对电力线路短路的理解，为今后遇到相应的故障时能快速有效的解决。
同时通过对不对称短路电流计算我们可以：
（1）选择和校验电气设备；
（2）进行继保装置和自动装置的选型与整定计算；（3）分析电力系统的故障及稳定性能；（4）选择限制短路电流的措施；（5）确定电力线路对通信线路的影响。
2参数分析
2.1发电机参数
G1:
为水电厂，额定容量110MVA，,
G2、G3:
为水电厂，额定容量25MVA,,
M:
电动机（用电负载），2000KW,,起动系数为6.5
2.2变压器T参数
T1：
额定容量16MVA，一次电压110KV，短路损耗86KW，空载损耗23.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.9。
变压器连接组标号：
Ynd11。
T2、T3：
额定容量31.5MVA，一次电压110KV，短路损耗148KW，空载损耗38.5KW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.8。
变压器连接组标号：
Ynd11。
T4：
额定容量10MVA，一次电压110V，短路损耗59KW，空载损耗16.5，阻抗电压百分比UK%=10.5，空载电流百分比I0%=1.0。
变压器连接组标号：
Ynd11。
2.3线路参数
LGJ-120：
截面120，长度100km，每条线路单位
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