電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析與計(jì)算及其程序設(shè)計(jì)

1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì)（論文）課程名稱 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 題目名稱 不對(duì)稱故障分析與計(jì)算及其程序設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)部（系） 電氣工程系 專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化（4）班 學(xué) 號(hào) 12030804035 學(xué)生姓名 覃 烽 指導(dǎo)教師 羅洪霞 2011年 6月 12日目 錄摘 要1關(guān)鍵詞 1前 言11.電力系統(tǒng)短路故障的基本知識(shí)21.1 短路故障的概述22 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用22.1 不對(duì)稱三相量的分解32.2 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用43 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算43.1 單相（a相）接地短路73.3 兩相（b相和c相）短路 接地74 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與

2、計(jì)算計(jì)算機(jī)計(jì)算程序法84.1 簡(jiǎn)單故障的計(jì)算程序原理94.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程的形成105 電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路計(jì)算實(shí)例115.1 單相接地短路和兩相短路不對(duì)稱故障分析與計(jì)算115.2 兩種計(jì)算方法的對(duì)比18結(jié)語19參考資料19附錄：不對(duì)稱短路電流計(jì)算程序20摘 要在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，且大多是短路故障。短路通常分為三相短路、單相接地短路、兩相短路和兩相接地短路。其中三相短路為對(duì)稱短路，后三者為不對(duì)稱短路。電力運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出單相接地短路占大多數(shù)，因此分析與計(jì)算不對(duì)稱短路具有非常重要意義。分析計(jì)算不對(duì)稱短路方法很多，目前實(shí)際最常用的方法是對(duì)稱分量法。而以對(duì)稱分量法為核心的計(jì)算方法又可有解

3、析法和計(jì)算機(jī)程序算法等，本論文的主要工作即介紹這兩種計(jì)算方法。解析法，是將微分方程代數(shù)化、暫態(tài)分析穩(wěn)態(tài)化、不對(duì)稱轉(zhuǎn)化為對(duì)稱并疊加完成不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算。計(jì)算機(jī)程序算法是在形成三個(gè)序網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣后，對(duì)其應(yīng)用高斯消去法求得故障端點(diǎn)等值阻抗，根據(jù)故障類型選用相應(yīng)公式計(jì)算各序電流、電壓，進(jìn)而合成三相電流、電壓。關(guān)鍵詞: 單相接地短路，兩相短路，兩相接地短路，對(duì)稱分量法，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣前 言電力系統(tǒng)分析是一門介紹電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析、故障分析和暫態(tài)過程分析的課程。電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)為電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、短路故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障（簡(jiǎn)稱短路）。所

4、謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對(duì)地絕緣損壞。此外運(yùn)行人員在短路檢修后未拆除地線就加電壓等誤操作也會(huì)引起短路故障。短路問題是電力技術(shù)方面的基本問題之一。在發(fā)電廠、變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行工作中，都必須事先進(jìn)行短路計(jì)算，以此作為合理選擇電氣接線、確定限制短路電流措施等的重要依據(jù)。為此計(jì)算短路時(shí)各種運(yùn)行參量（電流、電壓等）是非常必要的。 短路通常分為三相短路、單相接地短路、兩相短路和兩相接地短路。其中三相短路為對(duì)稱短路，后三者為不對(duì)稱短路。電力運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，單相接地短路占大多數(shù)。因此分析與計(jì)

5、算不對(duì)稱短路具有非常重要意義。1.電力系統(tǒng)短路故障的基本知識(shí)1.1短路故障的概述在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，時(shí)常發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路故障。所謂短路：是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。除中性點(diǎn)外，相與相或相與地之間都是絕緣的。電力系統(tǒng)短路可分為三相短路，單相接地短路。兩相短路和兩相接地短路等。三相短路的三相回路依舊是對(duì)稱的，故稱為不對(duì)稱短路。其他的幾種短路的三相回路均不對(duì)稱，故稱為不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)念表明，單相短路占大多數(shù)，上述短路均是指在同一地點(diǎn)短路，實(shí)際上也可能在不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生短路，例如兩相在不同地點(diǎn)接地短路。依照短路發(fā)生的地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間不同，

6、它的后果可能使用戶的供電情況部分地或全部地發(fā)生故障。當(dāng)在有由多發(fā)電廠組成的電力系統(tǒng)發(fā)生端來了時(shí)，其后果更為嚴(yán)重，由于短路造成電網(wǎng)電壓的大幅度下降，可能導(dǎo)致并行運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，或者導(dǎo)致電網(wǎng)樞紐點(diǎn)電壓崩潰，所有這些可能引起電力系統(tǒng)瓦解而造成大面積的停電事故，這是最危險(xiǎn)的后果。產(chǎn)生短路的原因很多主要有如下幾個(gè)方面（1）原件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)，安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路，(2)氣象條件惡化，例如雷電造成的閃絡(luò)放電或避雷針動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。(3)違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘(4)其他，例如挖溝損傷電纜。在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)

7、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，比如在選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的主接線時(shí)為啦比較不同方案接圖，進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶的影響。合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)都必須進(jìn)行短路的計(jì)算和分析.2.對(duì)稱分量法及其在計(jì)算中的應(yīng)用2.1不對(duì)稱三相量的分解人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在三相電路中，任意一組不對(duì)稱的三相相量（電壓或電流），可以分解為三組三相對(duì)稱的相量分量，式（2-1）。在線性電路中，可以用疊加原理對(duì)這三組對(duì)稱分量按照三相電路去解，然后將其結(jié)果疊加起來。就是不對(duì)稱三相電路的解答，這個(gè)方法就叫做對(duì)稱分量法。設(shè)，為三相系統(tǒng)中任意一組不對(duì)稱的三相量，可以分

8、解為三組對(duì)稱的三序分量如下： （2.1）三相序分量如圖2-1所示： 正序分量 負(fù)序分量 零序分量 圖2-1 三序分量正序分量：三相的正序分量大小相等，彼此相位相差，與系統(tǒng)正常對(duì)稱運(yùn)行對(duì)稱運(yùn)行方式下的相序相同，達(dá)到最大值，在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這就是正序分量。此正序分量為一平衡的三相系統(tǒng)，因此有： 負(fù)序分量：三相的負(fù)序分量大小相等，彼此相位相差，與系統(tǒng)正常對(duì)稱運(yùn)行對(duì)稱運(yùn)行方式下的相序相反，達(dá)到最大值，在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這就是正序分量。此正序分量為一平衡的三相系統(tǒng)，因此有： 零序分量：三相的零序分量大小相等，相位相同，三相的零序分量同時(shí)達(dá)到最大值，在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生漏磁，其合成磁場(chǎng)為零，這就是

9、零序分量。 如果以A相為基準(zhǔn)相，各序分量有如下關(guān)系：正序分量： 負(fù)序分量： 零序分量： 其中： ； ；于是有： （2-2） （2-3）則有： 其逆關(guān)系式為： （2-4） 這樣根據(jù)式（2-3）可以把三組三相對(duì)稱向量合成三個(gè)不對(duì)稱向量，而根據(jù)式（2-4）可以把三個(gè)不對(duì)稱向量分解成三組對(duì)稱量。 2.2 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行一般是對(duì)稱的，它的三相電路的參數(shù)相同，各相的電流，電壓對(duì)稱，這就是說只有正序分量存在。當(dāng)電力系統(tǒng)的某一點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，三相電路的對(duì)稱條件受到破壞，三相對(duì)稱電路就成為不對(duì)稱的了。此時(shí)，可用對(duì)稱分量法，將實(shí)際的故障系統(tǒng)變成三個(gè)互相獨(dú)立的序分量系統(tǒng)，而

10、每個(gè)序分量系統(tǒng)本身又是三相對(duì)稱的，從而就可以用進(jìn)行電路計(jì)算了。 圖2-2 簡(jiǎn)單系統(tǒng)單相接地故障圖 如圖2-2所示的簡(jiǎn)單系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障。應(yīng)用對(duì)稱分量法，可繪出三序網(wǎng)圖（三序等值電路圖），如圖2-3所示為最簡(jiǎn)化的三序網(wǎng)圖，三序網(wǎng)的參數(shù)可分為正序，負(fù)序，零序。圖中分為正序阻抗，負(fù)序阻抗，零序阻抗。圖2-3簡(jiǎn)化三序網(wǎng)圖列出電壓方程： （2-5） 由此可見，應(yīng)用對(duì)稱分量法進(jìn)行不對(duì)稱故障計(jì)算時(shí)，其關(guān)鍵問題是先求出各序網(wǎng)絡(luò)的等效電抗（即要求出系統(tǒng)中各主要原件（發(fā)電機(jī)，變壓器，線路等）的各序電抗值），然后根據(jù)短路的類型，邊界條件，把正，負(fù)，零序網(wǎng)連接成串，并聯(lián)的形式，從而可求出電流，電壓的各序分量，

11、再應(yīng)用對(duì)稱分量法進(jìn)而可求出各相電流和電壓等.【3】3 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算（解析法）電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，無論是單相接地短路，還是兩相短路，兩相短路接地，只是短路點(diǎn)的電壓，電流出現(xiàn)不對(duì)稱，利用對(duì)稱分量法將不對(duì)稱的電流電壓分解為三組對(duì)稱的序分量，由于每一序系統(tǒng)中三相對(duì)稱，則在選好一相為基準(zhǔn)后，每一序只需要計(jì)算一相即可，用對(duì)稱分量法計(jì)算電力系統(tǒng)的不對(duì)稱故障。其大概步驟如下：（1）計(jì)算電力系統(tǒng)各個(gè) 原件的序阻抗；（2）制定電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)；（3）由各序網(wǎng)絡(luò)和故障列出對(duì)應(yīng)方程；（4）從聯(lián)立方程組解出故障點(diǎn)電流和電壓的各序分量，將相對(duì)應(yīng)的各序分量相加，以求得故障點(diǎn)的各相電流和電壓；（5）計(jì)算

12、各序電流和各序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布，進(jìn)而求得各指定支路的各相電流和指定節(jié)點(diǎn)的各相電壓?！?】3.1單相（a相）接地短路單相接地短路時(shí)的系統(tǒng)接線圖如圖3-1所示，故障處的三相的邊界條件： 圖3-1 單相接地短路時(shí)的等值接線圖 用對(duì)稱分量表示為： （3-1）即有： （3-2）根據(jù)單相接地短路時(shí)的邊界條件（式3-1，式3-2）連接復(fù)合網(wǎng)，如圖3-2所示。由復(fù)合網(wǎng)圖可以寫出各序分量：圖3-2單相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng) （3-3）于是可以用對(duì)稱分量法得到短路點(diǎn)的各相電流電壓： （3-4）短路點(diǎn)電流，電壓的相量圖如圖3-3所示。這里按純電感性電路畫的，電流滯后電壓，若不是純電感電路，則電流與電壓角度由的阻抗角

13、決定，一般小于。在相量圖中，將每相的序分量相加，得各相電流電壓的大小和相位。 圖3-3 單相接地時(shí)短路處的電流，電壓的相量圖3.2 兩相（b,c相）短路 兩相短路的系統(tǒng)接線如圖3-4所示，在k點(diǎn)發(fā)生b，c兩相短路。短路點(diǎn)的邊界條件：圖3-4兩相短路等值接線圖 用對(duì)稱分量表示為： （3-5）于是有： (3-6)由式（3-6）可知，故障點(diǎn)不與大地相連，零序電流無通路，因此無零序網(wǎng)絡(luò)。復(fù)合網(wǎng)絡(luò)是正負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)后的網(wǎng)絡(luò)。如圖3-5所示：圖3-5兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)圖從復(fù)合序網(wǎng)中可以直接求出電流，電壓的各序分量： （3-7）由對(duì)稱分量法可求得短路點(diǎn)各相電流和電壓為： （3-8）短路點(diǎn)電壓和電流的相量圖。如圖

14、3-6所示，這里任然是純電感電路。電流滯后電壓 圖3-6兩相接地短路點(diǎn)電流和電壓相量圖3.3兩相（b相和c相）短路 接地 兩相短路接地時(shí)系統(tǒng)接線圖如圖3-7所示，短路點(diǎn)的邊界條件為：圖3-7兩相短路接地的等值接線圖 用對(duì)稱分量表示為： （3-9） 由（3-9）可以畫出兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)圖是三個(gè)序網(wǎng)并聯(lián)，如圖3-8所示，根據(jù)復(fù)合序網(wǎng)可求出電流，電壓各序分量： 圖3-8兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)圖 （3-10）用對(duì)稱分量法合成各相電流電壓為： （ 3-11）短路點(diǎn)流入地中的電流為： （3-12）短路點(diǎn)電壓，電流的相量圖，如圖3-9所示。這里任然是純電感電路。電流滯后電壓 圖3-9兩相接地短路處的電

15、壓電流相量圖4 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算計(jì)算機(jī)計(jì)算程序法4.1簡(jiǎn)單故障的計(jì)算程序原理 1如果要求準(zhǔn)確計(jì)算故障前的運(yùn)行情況，則需要進(jìn)行潮流計(jì)算，在近似使用計(jì)算中，對(duì)短路故障可假設(shè)節(jié)點(diǎn)UI0I.均為1IGI2這里采用形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的方法。發(fā)電機(jī)的正序電抗用Xdn,可計(jì)算故障后瞬時(shí)量。發(fā)電機(jī)的負(fù)序的電抗近似等于Xdn.當(dāng)計(jì)算中不計(jì)負(fù)何影響時(shí)，在正，負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中不接負(fù)何阻值。如果記及負(fù)何影響時(shí)，負(fù)何的正序阻抗可通過其額定功率和電壓計(jì)算。負(fù)何阻抗很難卻確定，一般取X2=0.35以負(fù)何額定功率為基準(zhǔn)。負(fù)何的中性點(diǎn)一般不接地，零序無通路3形成三個(gè)序網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣后，利用公式3-19和高斯消去法可求得 ,

16、即為Z1f Znf .對(duì)于短路故障，只需令 =1 （其余節(jié)電電流均為零），分別應(yīng)用高斯消去法求解一次所得電壓，即為三序網(wǎng)和f點(diǎn)有關(guān)節(jié)點(diǎn)阻抗（4）根據(jù)不同短路故障，可分別應(yīng)用 表3.1中 相應(yīng)公式計(jì)算故障處各序電流，電壓，進(jìn)而合成得三相電流，電壓。（5）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中任一點(diǎn)電壓時(shí)，負(fù)序和零電壓只須計(jì)算由故障點(diǎn)電流引起的電壓。對(duì)于正序則還需要加上正常運(yùn)行時(shí)的電壓表4-1不對(duì)出故障處的各序電流電壓計(jì)算公式。故障類型故障端口各序電流公式故障端口各序電壓公式單相接地短路兩相短路兩相接地短路4.2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程的形成計(jì)算機(jī)編程計(jì)算中，考慮了對(duì)地電容和變壓器的實(shí)際變比7導(dǎo)納計(jì)算公式如下：對(duì)角線元素： （ jI,

17、Ui=1,Uj=0,ij） （4-1）非對(duì)角線元素 ： （Ui=1,Uj=0,ij） （4-2）式中i， j-第i , j節(jié)點(diǎn) Ii， Ij ，Ui ，Uj-第i,j 節(jié)點(diǎn)電流電壓變壓器支路的導(dǎo)納變化 （高壓側(cè)） （4-3） （4-4） 4） 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程的形成矩陣表達(dá)式 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程： （4-5） （4-6）5 電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路計(jì)算實(shí)例5.1例1.已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)G1的容量為100MVA,G2為200MVA,額定電壓均為10.5KV,次暫態(tài)電抗均為0.2；變壓器T1的容量為100MVA，T2為200MVA,變比均為10.5/115KV，短路電壓百分?jǐn)?shù)均為10；三條電力線路（、）的

18、參數(shù)均為115KV,60km，電容為0.008µF/km,電抗；負(fù)荷L1為50MW，；負(fù)荷L2為100MVA,。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)均不接地；兩臺(tái)變壓器為YN,d連接，發(fā)電機(jī)側(cè)為三角形連接，YN側(cè)中性點(diǎn)直接接地；三條電力線路的零序電抗均為0.20（以50MVA為基準(zhǔn)值）試求b、c兩相接地短路時(shí)故障點(diǎn)的短路電流（） 圖4.10電力系統(tǒng)圖方法一：解析法1 元件標(biāo)幺值的計(jì)算取,發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G1正序電抗標(biāo)幺值由式（1.4）得。發(fā)電機(jī)正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值等于零序電抗標(biāo)幺值，即發(fā)電機(jī)G2正序電抗標(biāo)幺值由式（1.4）得。發(fā)電機(jī)正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值等于零序電抗標(biāo)幺值，即變壓器變壓

19、器T1正序電抗的標(biāo)幺值由式（1.6）得。變壓器正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值等于零序電抗標(biāo)幺值，即變壓器T2正序電抗的標(biāo)幺值由式（1.6）得。變壓器正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值等于零序電抗標(biāo)幺值，即線路線路正序電抗標(biāo)幺值由式（1.8）得。線路正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值；線路零序電抗標(biāo)幺值為0.2（已知）線路正序電抗標(biāo)幺值由式（1.8）得。線路正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值；線路零序電抗標(biāo)幺值為0.2（已知）線路正序電抗標(biāo)幺值由式（1.8）得。線路正序電抗標(biāo)幺值等于負(fù)序電抗標(biāo)幺值；線路零序電抗標(biāo)幺值為0.2（已知）負(fù)荷阻抗2 化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò) 本例為電力系統(tǒng)短路的近似計(jì)算，可作以下化簡(jiǎn)：(

20、1)令電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值為1，即;(2)不計(jì)負(fù)荷影響，將略去；化簡(jiǎn)后的等值網(wǎng)絡(luò)如圖4.11所示 圖4.11 等值網(wǎng)絡(luò)圖3不對(duì)稱短路計(jì)算正序等值電路圖如圖4.12 圖4.12 正序等值電路圖下面通過對(duì)圖4.12進(jìn)行簡(jiǎn)化求得網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗如圖4.13 （a） （b） （c） （d） （e） 圖4.13 電路簡(jiǎn)化流程圖（a）（e）由圖4.13（e）得 負(fù)序等值電路圖如圖4.14 圖4.14 負(fù)序等值電路圖 （a） (b) (c) (d) (e) 圖4.15電路簡(jiǎn)化流程圖（a）（e）由圖4.15（e）得 3） 零序等值電路圖如圖4.16 圖4.16 零序等值電路圖下面對(duì)圖4.16進(jìn)行化簡(jiǎn)求得網(wǎng)絡(luò)零序阻抗

21、 （a） （b） （c） （d） 圖4.17電路簡(jiǎn)化流程圖（a）（d）由圖4.17（d）得 4）計(jì)算故障點(diǎn)各序電流 設(shè) 則b、c兩相接地短路時(shí)5）計(jì)算故障點(diǎn)三相電流實(shí)際值b、c兩相接地短路時(shí) 方法二、計(jì)算機(jī)程序法1由式， , 得；2正序?qū)Ъ{標(biāo)幺值Y矩陣Y矩陣的形成：正序電抗標(biāo)幺值和對(duì)地電容標(biāo)幺值的等值電路圖如圖(4.18) 圖4.18 正序電抗標(biāo)幺值和對(duì)地電容標(biāo)幺值的 等值電路圖及正序?qū)Ъ{矩陣如下：對(duì)地導(dǎo)納其中，是圖(4.18)節(jié)點(diǎn)-得對(duì)地導(dǎo)納之半， 分別為節(jié)點(diǎn)-、-的對(duì)地導(dǎo)納之半。Y矩陣中的元素為； ； ；3負(fù)序阻抗Y矩陣同理得負(fù)序阻抗標(biāo)幺值和對(duì)地電納標(biāo)幺值的等值電路圖如圖(4.19) 圖4

22、.19 負(fù)序阻抗標(biāo)幺值和對(duì)地電納標(biāo)幺值的等值電路圖及負(fù)序?qū)Ъ{矩陣如下4零序Y矩陣同理零序電抗標(biāo)幺值的等值電路得圖如圖(4.20)所示 圖4.20 零序電抗標(biāo)幺值的等值電路圖及負(fù)序?qū)Ъ{矩陣如下；5求不對(duì)稱電流及故障電壓由式（3.19）及3.2.1節(jié)相關(guān)知識(shí)，運(yùn)用高斯消去程序法11解得,K5點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)的轉(zhuǎn)移阻抗值： 對(duì)于b、c兩相接地短路，有則(在此)5.2兩種計(jì)算方法的對(duì)比下面將解析法與計(jì)算機(jī)程序法進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。將例子結(jié)果如表5-1下：表5-1解析法與計(jì)算機(jī)程序法數(shù)據(jù)比較項(xiàng)目短路類型故障處短路電流短路沖擊電流（KA）短路容量（MV.A） 1 2 1 2 1 2單相接地短路5.8035.86

23、87.42827.5047508.3568.3兩相短路2.6572.6483.4023.389265.7264.81-代表解析法結(jié)果；2-代表計(jì)算機(jī)程序法結(jié)果。由例子計(jì)算過程以及上面的表格數(shù)據(jù)及比較可得：解析法誤差大，計(jì)算過程數(shù)據(jù)大多需要進(jìn)行四舍五入。計(jì)算機(jī)程序法中，利用Y矩陣計(jì)算時(shí)考慮對(duì)地電容，變壓器實(shí)際變比誤差小，通過變換式（3-19）中的電流的取值可以將網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移阻抗求出，使分析其他點(diǎn)的短路故障提供了更容易更直觀的參數(shù)值，因此計(jì)算機(jī)程序法有通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。結(jié) 語電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路后，由于短路點(diǎn)對(duì)地故障支路的不對(duì)稱，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電流電壓三相不對(duì)稱：。本論文解決不對(duì)稱短路的問題核心

24、是對(duì)稱分量法。根據(jù)對(duì)稱分量法采取的具體方法之一是解析法，即把該網(wǎng)絡(luò)分解為正，負(fù)，零序三個(gè)對(duì)稱序網(wǎng)，這三組對(duì)稱序分量可分別按對(duì)稱的三相電路分解。然后將其結(jié)果疊加起來。求解不對(duì)稱短路。首先應(yīng)該計(jì)算各原件的序參數(shù)和畫出等值電路。然后制定各序網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)不同的故障類型，確定出以相分量表示的邊界條件，進(jìn)而列出以序分量表示的邊界條件，按邊界條件將三個(gè)序網(wǎng)聯(lián)合成復(fù)合網(wǎng)，由復(fù)合網(wǎng)求出故障處各序電流和電壓，進(jìn)而合成三相電流電壓。方法二是計(jì)算機(jī)程序法。通過計(jì)算機(jī)形成三個(gè)序網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，然后利用高斯消去法通過相應(yīng)公式對(duì)他們進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，即可求得故障端點(diǎn)的等值阻抗。最后根據(jù)故障類型選取相關(guān)公式計(jì)算故障處各序電流電壓

25、，進(jìn)而合成三相電流電壓。通過上面兩種方法放入計(jì)算進(jìn)行對(duì)比可以得出，計(jì)算機(jī)程序法比較解析法具有計(jì)算過程及結(jié)果更精確，通用性更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。參考資料1 孫麗華電力工程基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20062 李光琦電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第二版)北京:中國(guó)電力出版社,19953 于永源，楊綺雯電力系統(tǒng)分析(第二版)北京:中國(guó)電力出版社,20044 劉萬順. 電力系統(tǒng)故障分析北京：中國(guó)電力出版社，19995 劉從愛電力工程基礎(chǔ)濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，19976 電氣工程師手冊(cè)第二版編輯委員會(huì)電氣工程師手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20007 西安交通大學(xué)，電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院，電力工業(yè)部西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院短路電流實(shí)

26、用計(jì)算方法.北京：電力工業(yè)出版社，19827 何仰贊 溫增銀，電力系統(tǒng)分析(第三版).武漢 華中科技大學(xué)出版社， 20019 劉萬順電力系統(tǒng)故障分析北京：中國(guó)電力出版社，199810 張俊才電力系統(tǒng)故障的分析計(jì)算一對(duì)稱分量法與相分量法江西工業(yè)大學(xué)11 邱關(guān)源 電路 北京 ：高等教育出版社， 199912 羅建軍 楊琦. MATLAB 教程 北京： 電子工業(yè)出版社 200513 潘小輝 陳強(qiáng) MATLAB 5.1 全攻略寶典. 北京： 中國(guó)水利水電出版社， 200014 Billinton Roy.ALLAN RONALD (RONALD NORMAN ).RELIABILITY EVALUAT

27、ION OFPOWER SYSTEMS;NEW YORE ;PLENUM PRESS ;199615 IJ.NAGRATH.D.P.K.OTHARI.MODERN.POWER SYSTEM ANALYSIS.NEW DELHI:TATA MCGRAW-HILLCO.TD.1980附錄：不對(duì)稱短路電流計(jì)算程序#include “stdio.h”#define SB 100#define Uav 115Main()int K,j,n,d,S Float x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,Y77,U7,I7,UK,SN,P,Q,X,b,L,Y1,Y2,Y3

28、,K1,K2,K3,IK,IM,SD,PN; K1=K2=1.05;K3=0.96; Clear();電抗.對(duì)地導(dǎo)納 Printf(“please input the patament of generater :Xd,PN,cosan”); Scanf(“%f,%f,%f”,&Xd,&PN,&X); X1=Xd*Sn/(PN/X); Scanf(“%f,%f,%f”,&Xd,&PN,&X); X10=Xd*Sn/(PN/X);Printf(“X1=%f,X10=%fn”,X0,X10);Printf(“please input the puta

29、menter of tramsfer :UK and SNn1:”);Scanf(“%f,%f,”,&UK,&SN);X2=UK*Sn/SN;Printf(“n2:n”);Scanf(“%f,%f,”,&UK,&SN);X3=UK*Sn/SN;Printf(“n3:n”);Scanf(“%f,%f,”,&UK,&SN);X4=UK*Sn/SN;Printf(“X2=%f,X3=%f,X4=%fn”,X2,X3,X4);Printf(“please input the putamenter of load:P,Qn”);Scanf(“%f,%f,”

30、,&P,&Q);X8=1/(Q/100)*Q/100+(P/100)*(P/100)*Q/100);X11=0.35;X12=1.2;Printf(“ please input the M of load:P,cosan”); Scanf(“%f,%f,”,&P,&X);X9=1/6.5*100/(P/X);Printf(“X8=%f,X9=%fn”,X8,X9);Printf(“please input the putamenter of line: n”);Printf(“for example:X=0.39,b=02.92e-6,i=100”);Print

31、f(“n1:”);Scanf(“%f,%f,”,&X,b,&&L);X5=X*L*Sn/(Uav*Uav);Y1=(double)12*b*L*(Uav*Uav)/100;Printf(“n2:”); Scanf(“%f,%f,”,&X,b,&&L); X6=X*L*Sn/(Uav*Uav);Y2=(double)12*b*L*(Uav*Uav)/100; Printf(“n3:”); Scanf(“%f,%f,”,&X,b,&&L);X7= X*L*Sn/(Uav*Uav);Y3=(double)12*b*L*(Uav*

32、Uav)/100;Printf(“X5=%f,X6=%f,X7=%fn”,X5,X6,X7);Printf(“Y1=%f,Y2=%f,Y3=%fn”,Y1,Y2,Y3);Printf(“Y1=Y1,Y2=Y2,Y3=Y3n”,Y1,Y2,Y3);Printf(“please input the K(7) to see Y array: n”);Scanf(“&d”,&K); For(n=0;n<K;n+) 導(dǎo)納矩陣形成For(j=0;j<K;j+)Ynj=0;Y00=1/X1+1/X2;Y01=-1/(X2*K1);Y10= Y01;Y11=1/X5+Y1+1/(X

33、2*K1*K1);Y12=-1/X5;Y21= Y12;Y22=Y1+1/X5+Y2+1/X7+(1/2*X3*K2*K2);Y23=-1/(1/2*X3*K2);Y24=-1/X6;Y25=-1/X7;Y32= Y23;Y33=1/(1/2*X3)+(1/2*X10);Y42= Y24;Y44=Y2+1/X8 +1/X6;Y55=Y3+1/X7+1/(X4*K3*K3);Y56=-1/(X4*K3);Y65= Y56;Y66= 1/X4;For(n=0;n<K;n+)For(j=0;j<K;j+) Printf(“j%,2ft”,Ynj); If(j=6) Printf(“n”)For(n=0;n<K;n+) 短路電流和功率 Un=0.0;Printf(“please input the number of short cuicit:K=I(i<7)n”);Scanf(“&f”,&d); Ud=1; I0=0.0;For(n=0