电力系统短路故障计算分析(2)

4、其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 2.2 短路的危害

随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下的几个方面：

1、短路故障使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。

3、短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。

4、当短路发生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，造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。

5、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严重的影响。 2.3 短路故障分析的内容和目的

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继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。

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3、电力系统仿真模型的建立与分析

图2 电力系统短路故障仿真模型

3.1各元件参数设置 3.1.1 三相电压源元件参数 电压有效值 110KV Ron 0.00001 功率和频率 [10e6,50] Tran status [1 0] A相相位（正序） 0 Tran times [0.01 0.04] 频率 50 测量值 none 连接方式 Y Rp 1e6 Cp inf Rg 0.001 3.1.2 三相电路短路故障发生器（有对地故障） 3.1.3 三相双绕组变压器（取额定容量为10000kVA） Wing1连接方式 Wing2连接方式 Yn Delta(D11) Wing1参数 [110e3,0.036,0.052] Wing2参数 [110e3,0.036,0.052] 变压器的一次侧的基准值为

L1?base

U12N1102??H?3.85HSN?2?f10?2??50R1?baseU12N1102??2??121?SN10变压器的二次侧的基准值为

R2?base

2U2?NSN 112?2??1.21? 103

L2?base变压器的电抗为

U112??H?0.0385H SN?2?f10?2??502PKUN72?1102RT?32?3?8.712210SN10?10

22N

变压器的漏感为

2XTUK?%?UN110.5?1102LT?????0.4042?f100SN2?f100?10?2??50

因此，一次绕组漏感和电抗的标幺值为

L1??R1??0.5?LT0. 5?0.404??0.052L1?base3.85 0.5?RT0 .5?8.712??0.036R1?base121

同理，R2??0.036，L2??0.052。 3.1.4 仿真参数 Start time 0

Stop time 0.1 Type Variable-step,ode23t(stiff/NDF) Relative tolerance 1e-3 其它 auto 4、电力系统短路故障计算分析

4.1 三相短路分析

在三相电路短路故障发生器参数中将三相故障全选中，选择故障相接地选项。进行电路仿真，用示波器观察故障点电流波形并保存波形图，并记录三相电流的最大幅值，填入表中。

A相 512 B相 554.1 C相 -577.6 4

4.2 不对称短路故障分析 4.2.1 AB两相接地短路

在三相电路短路故障发生器参数中将AB相故障全选中，并选择故障相接地选项。进行电路仿真，画出三相电流的波形。 A相 -269.5 B相 -239.6 C相 509.2

4.2.2 BC相短接故障

在三相电路短路故障发生器参数中将BC相故障全选中，不要选择故障相接地选项。进行电路仿真，画出三相电流的波形。

A相 673.2

B相 -355.5 5

C相 -317.2

4.2.3 A相单相接地故障

在三相电路短路故障发生器参数中将A相故障选中，并选择故障相接地选项。进行电路仿真，并用示波器分别观察各序电流。 A相 36 B相 35.9 C相 36.1

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