电力系统短路电流仿真分析课程设计

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电力系统分析综合训练三任务书

本次综合训练目的在于巩固和运用前面所学到的电力系统短路电流计算方法，理解系统中短路电流分布规律，掌握仿真软件的使用方法，培养分析问题和解决问题的能力。

系统单线图如下：图中线路参数是单位长度参数。

GaT1bL1cT2dL2eT3fL3g~PN120MWcosN0.8UN10.5kVXd0.65X0.13\"d150MVA10.5/242kVPk4.5kWP0137kWUk%13.13I0%1.43LGJ185r00.17/kmx00.415/kmb02.7410S/km6120MVA220/121kVPk932.5kWP098.5kWUk%14I0%1.26LGJ120r00.27/kmx00.414/kmb02.79106S/km31.5MVA110/11kVPk190kWP031kWUk%10.5I0%0.7LGJ70r00.45/kmx00.385/kmb03.15106S/km

线路长度数据见班级列表，其余数据如上图所示。设计要求：

利用PowerWorld建立单线图程序，完成设置短路点，计算短路电流。设计说明书内容：

1、 2、 3、

任务书绘制单线图。

仿真计算母线a~g发生三相短路时和线路中间发生三相短路时，短路点处短路电流，以及短路点至发电机间各母线电压。

4、

手工计算母线c发生三相短路时，短路点处短路电流，并与计算机计算结果比较。如果不同，试分析原因。

5、

仿真计算母线a~g和线路中间发生各种不对称短路时，短路点处短路电流，以及短路点至发电机间各母线电压。

线路数据序L1 姓名号 23 吴杰 195

L2 L3 125 6

1. 单线图...................................................................................................................... 1 2. 仿真分析................................................................................................................... 1 2.1 各元器件的有名值计算......................................................................................... 1 2.2仿真短路计算.......................................................................................................... 2 2.2.1 母线处三相短路情况.......................................................................................... 2 2.2.2 线路中点处三相短路情况.................................................................................. 4 3. 手工计算母线c短路电流 ....................................................................................... 5 3.1 基准值的选择......................................................................................................... 5 3.2 标幺值的计算......................................................................................................... 6 3.3 短路电流计算......................................................................................................... 7 4. 不对称短路仿真分析............................................................................................... 7 4.1单相接地母线短路情况.......................................................................................... 7 4.2 两相接地母线短路情况....................................................................................... 10 4.3 相间母线短路情况............................................................................................... 12 4.4 线路单相接地短路情况....................................................................................... 15 4.5 线路相间短路情况............................................................................................... 16 4.6 线路两相接地短路情况....................................................................................... 17 5. 心得体会................................................................................................................. 19

1. 单线图

图1 单线图

2. 仿真分析

2.1 各元器件的有名值计算

在仿真分析前，需要确定各元器件的参数，为了简化计算，变压器的参数只需要计算出各元器件的有名值，设好基准值然后由软件计算出标幺值。线路的标幺值直接可以由软件计算，不需要在计算有名值。变压器有名值计算公式：

∆𝑃𝑆𝑈𝑁

𝑅𝑇=2 𝑆𝑁2

𝑈𝑆%𝑈𝑁

𝑋𝑇=

100𝑆𝑁

𝐼0%𝑆𝑁

𝐵𝑇=2 100𝑈𝑁

∆𝑃0𝐺𝑇=2 𝑈𝑁

变压器的阻抗计算全部折算到一次侧，得到：

𝑅𝑇 𝑋𝑇 𝐵𝑇 𝑮𝑻

T-1

0.0044 0.0965

19456×10−6 𝟏𝟐𝟒𝟑×𝟏𝟎−𝟔

T-2

3.1342 56.467

31.240×10−6 𝟐.𝟎𝟑𝟓𝟏×𝟏𝟎−𝟔

T-3

2.3170 40.333

18.223×10−6 𝟐.𝟓𝟔𝟐𝟎×𝟏𝟎−𝟔

表1 变压器有名值

2.2仿真短路计算

2.2.1 母线处三相短路情况 (1) 母线a发生三相短路：

名称相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0 0.00003 0.00008 0.00012 0.00028 0.00039 0.00132

0 0 0 0 0 0 -27.32

0 0 0 0 0 0 -147.32

0 0 0 0 0 0 92.68

表2 母线a短路处电压及相角

母线a发生三相短路时短路点处的电流幅值为40113.700A。 (2) 母线b发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.35888 0 0.00005 0.00008 0.00024 0.00036 0.00129

-0.58 0 0 0 0 0 -27.

-120.58 0 0 0 0 0 -147.

119.42 0 0 0 0 0 92.36

表3 母线b短路处电压及相角

母线b发生三相短路时短路点处的电流幅值为1082.720A。 (3) 母线c发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3

0.6094 0.42753 0

-4.7 -11. 0

-124.7 -131. 0

115.3 108.46 0

4 5 6 7

0.00003 0.00019 0.0003 0.00125

0.00003 0.00019 0.0003

0 0 0

0 0 0 92.2

0.00125 0.00125 -27.8 -147.8 表4 母线c短路处电压及相角

母线c发生三相短路时短路点处的电流幅值为653.958A。 (4) 母线d发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.67369 0.53334 0.19083 0 0.00016 0.00027 0.00122

-2.68 -6.06 6.18 0 0 0 -28.13

-122.68 -126.06 -113.82 0 0 0 -148.13

117.32 113.94 126.18 0 0 0 91.87

表5 母线d短路处电压及相角

母线d发生三相短路时短路点处的电流幅值为985.219A。 (5) 母线e发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.8178 0.77728 0.58612 0.53621 0 0.0001 0.00108

-3.13 -6.11 -8.07 -13.53 0 0 0

-123.13 -126.11 -128.07 -133.53 0 0 0

116.87 113. 111.93 106.47 0 0 91.84

表6 母线e短路处电压及相角

母线e发生三相短路时短路点处的电流幅值为578.152A。 (6) 母线f发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3

0.84916 0.82946 0.67979

-1.68 -3.47 -3.6

-121.68 -123.47 -123.6

118.32 116.53 116.4

4 5 6 7

0.622 0.23946 0 0.00101

-6.15 13.09 0 0

-126.15 -106.91 0 0

113.85 133.09 0 .45

表7 母线f短路处电压及相角

母线f发生三相短路时短路点处的电流幅值为4723.390A。 (7) 母线g发生三相短路：

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.96147 1.01924 0.99565 1.07353 0.9341 0.95845 0

-0.99 -2.23 -4.15 -5.36 -7.49 -11.16 0

-120.99 -122.23 -124.15 -125.36 -127.49 -131.16 0

119.01 117.77 115.85 114. 112.51 108.84 0

表8 母线g短路处电压及相角

母线g发生三相短路时短路点处的电流幅值为1719.190A。 2.2.2 线路中点处三相短路情况 (1) 线路L1中点处三相短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

FaultPt

0.51402 0.26726 0 0 0 0 0 0

-4.59 -14.75 0 0 0 0 0 0

-124.59 -134.75 0 0 0 0 0 0

115.41 105.25 0 0 0 0 0 0

表9 线路L1中点三相电压幅值及相角

线路L1短路点处电流幅值为817.527A。

(2) 线路L2中点处三相短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

FaultPt

0.75 0.68743 0.43628 0.3392 0 0 0 0

-3.42 -6.93 -7.96 -17.27 0 0 0 0

-123.42 -126.93 -127.96 -137.27 0 0 0 0

116.58 113.07 112.04 102.73 0 0 0 0

表10 线路L2中点三相电压幅值及相角

线路L2短路点处电流幅值为731.244A。 (3) 线路L3处三相短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

FaultPt

0.93421 0.97325 0.913 0.96986 0.75092 0.722 0 0

0.93421 0.97325 0.913 0.96986 0.75092 0.722 0.00001 0

-1.65 -3.31 -5.49 -7.31 -9.85 -16.74 0 0

-121.65 -123.31 -125.49 -127.31 -129.85 -136.74 0 0

118.35 116.69 114.51 112.69 110.15 103.26 0 0

表11 线路L3中点三相电压幅值及相角

线路L3短路点处电流幅值为24.120A。

3. 手工计算母线c短路电流

3.1 基准值的选择

首先选择基准值，取全系统的基准功率𝑆𝐵=100𝑀𝑉𝐴。选取相邻的段的基准电压比𝐾𝐵(I−II)=𝐾𝑇1, 𝐾𝐵(II−III)=𝐾𝑇2, 𝐾𝐵(III−IV)=𝐾𝑇3，选取I段的基准电压𝑈𝐵(I)=10.5kV,于是：

𝑈𝐵(II)=𝑈𝐵(I)×

1𝐾𝐵(I−II)

=10.5×=242𝑘𝑉

10.5⁄

242=242×

=133.1𝑘𝑉

220⁄

1211

=13.31𝑘𝑉

110⁄

𝑈𝐵(III)=𝑈𝐵(II)×

𝐾𝐵(II−III)

1𝐾𝐵(III−IV)

𝑈𝐵(IV)=𝑈𝐵(III)×

=133.1×

在工程计算中规定，各个电压等级都以其平均额定电压𝑈𝐴𝑉作为基准电压。根据我国现行的电压等级规定，各级平均电压规定为

3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525, 1050 kV

所以各段基准电压为：𝑈𝐵(I)=10.5𝑘𝑉, 𝑈𝐵(II)=230𝑘𝑉, 𝑈𝐵(III)=115𝑘𝑉, 𝑈𝐵(IV)=10.5𝑘𝑉。

3.2 标幺值的计算变压器𝑇1：

∗𝑋𝑇1

𝑈𝑆%𝑈𝑁𝑆𝐵=×2=0.0879 100𝑆𝑁𝑈𝐵(I)2

∆𝑃𝑆𝑈𝑁𝑆𝐵=×=0.0040 22𝑆𝑁𝑈𝐵(I)

∗

𝑅𝑇1

线路L1：

∗𝑋𝐿1=𝑥0𝑙1

𝑆𝐵

=0.1529 2𝑈𝐵(II)

𝑆𝐵

=0.0627 2𝑈𝐵(II)

∗𝑅𝐿1=𝑟0𝑙1

发电机G：

∗\"

𝑋𝐺=𝑥𝑑=0.13

由于只需计算母线c处的短路电流，其余的电抗不再一一计算，在计算机上填上基准电压后，计算机计算得出的标幺值和手工计算得出的标幺值基本一

致。

3.3 短路电流计算电流基准值计算：

𝐼𝐵(II)=

总阻抗：

∗∗∗∗∗∗

𝑍𝛴=𝑅𝑇1+𝑋𝑇1+𝑅𝐿1+𝑋𝐿1+𝑋𝐺=0.0667+𝑗0.3708

𝑆𝐵 √3𝑈𝐵(II)

=0.25

𝐸\"1𝐼𝑘=∗𝐼𝐵(II)=×0.25=0.6631𝑘𝐴

|𝑍𝛴|0.377手工计算的结果与计算机计算的结果误差为3.2%，比计算机计算的结果稍大。根据发电机的类别不同，次暂态电动势的取值不同，一般在1的上下范围内浮动，而在在手工计算中，次暂态电动势一般取值为1 。因为计算机考虑到的因素更多，会根据系统自动设置次暂态电抗，由此可见计算机的𝐸\"比1稍小，造成了误差。

4. 不对称短路仿真分析

4.1单相接地母线短路情况 (1) 母线a单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0 1 1 1 1 1 1

1.73205 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0

-150 -120 -120 -120 -120 -120 -120

150 120 120 120 120 120 120

表12 母线a单相接地短路电压及相角

母线a单相接地短路电流幅值为0.002A。 (2) 母线b单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99148 0 0 0.98575 0.98575 0.98575 0.98575

0.99788 1.71376 1.71376 0.99657 0.99657 0.99657 0.99657

0.99788 1.71338 1.71338 0.99634 0.99634 0.99634 0.99634

0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.01

-119.79 -149.63 -149.63 -119. -119. -119. -119.

119.79 149.65 149.65 119.65 119.65 119.65 119.65

表13 母线b单相接地短路电压及相角

母线b单相接地短路电流幅值为24.682A。 (3) 母线c单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99209 0.02367 0 0.97668 0.97668 0.97668 0.97668

0.99975 1.70111 1.70592 0.99772 0.99772 0.99772 0.99772

0.99984 1.69204 1.69983 0.99426 0.99426 0.99426 0.99426

0 -21.57 0 0.23 0.23 0.23 0.23

-119.75 -148.97 -149.18 -119.3 -119.3 -119.3 -119.3

119.75 149.48 149.53 119.42 119.42 119.42 119.42

表14 母线c单相接地短路电压及相角

母线c单相接地短路电流幅值为24.130A。 (4) 母线d单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6

0.99163 0.98599 0.97619 0 0 0.96932

0.9979 0.9966 0.995 1.69578 1.69578 0.99437

0.99793 0.993 0.99231 1.682 1.682 0.99047

0 0.01 0.24 0 0 0.26

-119.79 -119.65 -119.35 -149.03 -149.03 -119.17

119.79 119.65 119.46 149.42 149.42 119.3

7 0.96932 0.99437 0.99047 0.26 -119.17 119.3

表15 母线d单相接地短路电压及相角

母线d单相接地短路电流幅值为48.492A。 (4) 母线e单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.9925 0.98714 0.97775 0.06378 0 0.944 0.944

0.999 0.99833 0.99749 1.66816 1.67772 0.9963 0.9963

0.99997 0.99863 0.99484 1.62883 1.65009 0.9808 0.9808

-0.02 -0.02 0.18 -30.75 0 1.07 1.07

-119.76 -119.63 -119.34 -147.13 -147.78 -118.35 -118.35

119.76 119.63 119.44 149.35 149.34 118.85 118.85

表16 母线e单相接地短路电压及相角

母线e单相接地短路电流幅值为45.835A。 (6) 母线f单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99247 0.98709 0.97773 0.97061 0.9466 0 0

0.99971 0.99844 0.99769 0.99605 0.9968 1.65349 1.65349

0.9999 0.99851 0.99465 0.99279 0.98037 1.62277 1.62277

-0.01 0 0.21 0.22 1.14 0 0

-119.76 -119.62 -119.34 -119.16 -118.34 -147.15 -147.15

119.76 119.63 119.44 119.27 118.86 148.87 148.87

表17 母线f单相接地短路电压及相角

母线f单相接地短路电流幅值为503.708A。 (7) 母线g单相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5

0.99457 0.99065 0.9832 0.97799 0.95769

0.99901 0.997 0.99617 0.99439 0.99224

1.00071 1.00012 0.99791 0.99712 0.939

-0.09 -0.14 -0.09 -0.16 0.22

-119.83 -119.74 -119. -119.43 -118.83

119.82 119.71 119. 119.39 118.97

6 7

0.33136 0

1.55095 1.58007

1.32808 1.43839

-33.91 0

-137.25 -141.15

149.10 148.87

表18 母线g单相接地短路电压及相角

母线g单相接地短路电流幅值为396.553A。 4.2 两相接地母线短路情况 (1) 母线a两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 1 1 1

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

0 0 0 0 0 0 0

-180 -180 -180 -180 -180 -180 -180

180 180 180 180 180 180 180

表19 母线a两相接地短路电压幅值及相角

母线a两相接地短路电流幅值为12.470A。 (2) 母线b两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99785 1.4946 1.4946 0.99 0.99 0.99 0.99

0.613 0 0 0.4982 0.4982 0.4982 0.4982

0.60087 0 0 0.4982 0.4982 0.4982 0.4982

0 0 0 0 0 0 0

-145.57 0 0 -180 -180 -180 -180

144. 0 0 -180 -180 -180 -180

表20 母线b两相接地短路电压幅值及相角

母线b两相接地短路电流幅值为12.470A。 (3) 母线c两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

0.99788 0.79363 0.72458

0 -134.02 128.03

2 3 4 5 6 7

1.48722 1.49095 0.99397 0.99397 0.99397 0.99397

0.37739 0 0.49698 0.49698 0.49698 0.49698

0.3801 0 0.49698 0.49698 0.49698 0.49698

0.12 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06

-103.22 0 -179.94 -179.94 -179.94 -179.94

79.18 0 -179.94 -179.94 -179.94 -179.94

表21 母线c两相接地短路电压幅值及相角

母线c两相接地短路电流幅值为12.284A。 (4) 母线d两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99786 0.992 0.99391 1.48823 1.48823 0.99215 0.99215

0.82941 0.72833 0.51593 0 0 0.49608 0.49608

0.785 0.666 0.919 0 0 0.49608 0.49608

0 0 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07

-130.05 -138.96 -158.17 0 0 -179.93 -179.93

126.17 133.08 159.67 0 0 -179.93 -179.93

表22 母线d两相接地短路电压幅值及相角

母线d两相接地短路电流幅值为24.817A。 (5) 母线e两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99794 0.99655 0.99411 1.4698 1.4792 0.98614 0.98614

0.92692 0.88049 0.76574 0.428 0 0.49307 0.49307

0.87977 0.79987 0.67707 0.44338 0 0.49307 0.49307

0 0 0.05 0.51 0.28 0.28 0.28

-125.76 -130.02 -137.1 -105.23 0 -179.72 -179.72

121.24 122. 129.78 80.28 0 -179.72 -179.72

表23 母线e两相接地短路电压幅值及相角

母线e两相接地短路电流幅值为23.886A。 (6) 母线f两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B 相电压 C

相角 A 相角 B 相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.9979 0.998 0.99401 0.99228 0.98595 1.47152 1.47152

0.93808 0.706 0.79922 0.75688 0.49287 0 0

0.91013 0.85072 0.76169 0.69301 0.58051 0 0

0 0 0.06 0.06 0.3 0.32 0.32

-124.02 -126.92 -131.14 -135.76 -1.31 0 0

121.32 122. 127.93 130.5 158.95 0 0

表24 母线f两相接地短路电压幅值及相角

母线f两相接地短路电流幅值为266.995A。 (7) 母线g两相接地短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

0.99832 0.99718 0.99505 0.99366 0.98795 1.37786 1.42632

0.99099 0.9845 0.96349 0.95625 0.88839 0.59806 0

0.97399 0.95632 0.92318 0.90157 0.8129 0.72006 0

-0.02 -0.03 -0.01 -0.02 0.11 3.35 1.66

-121.39 -122.33 -123.79 -124.98 -128.88 -109.67 0

119.67 119.49 119.83 119.61 121.96 .96 0

表25 母线g两相接地短路电压幅值及相角

母线g两相接地短路电流幅值为228.306A。 4.3 相间母线短路情况 (1) 母线a相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 1 1 1

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

0.09 0 0 0 0 0 0

179.83 -180 -180 -180 -180 -180 -180

179.83 180 180 180 180 180 180

表26 母线a相间短路电压幅值及相角

母线a相间短路电流幅值为36630.000A。

(2) 母线b相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1.00025 1.00025 1 1 1 1

0.61732 0.49975 0.49975 0.5 0.5 0.5 0.5

0.60175 0.49975 0.49975 0.5 0.5 0.5 0.5

0 0.01 0.01 0 0 0 0

-145.62 179.97 179.97 180 180 180 180

144.6 179.97 179.97 180 180 180 180

表27 母线b相间短路电压幅值及相角

母线b相间短路电流幅值为999.334A。 (3) 母线c相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1.00025 1.00025 1 1 1 1

0.79437 0.68684 0.49975 0.5 0.5 0.5 0.5

0.72523 0.56083 0.49975 0.5 0.5 0.5 0.5

0 0.01 0.01 0 0 0 0

-134.07 -147.39 179.97 180 180 180 180

128.1 138. 179.97 180 180 180 180

表28 母线c相间短路电压幅值及相角

母线c相间短路电流幅值为579.151A。 (4) 母线d相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1.00025 1.00025 1 1

0.8301 0.72966 0.51856 0.49974 0.49974 0.5 0.5

0.78708 0.6559 0.55223 0.49974 0.49974 0.5 0.5

0 0 0 0.01 0.01 0 0

-130.11 -139.05 -158.35 179.97 179.97 180 180

126.23 133.19 159.73 179.97 179.97 180 180

表29 母线d相间短路电压幅值及相角

母线d相间短路电流幅值为902.731A。 (5) 母线e相间短路

名称相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1.00024 1.00025 0.99999 0.99999

0.927 0.8816 0.76759 0.73008 0.49973 0.5 0.5

0.88028 0.80079 0.6793 0.58824 0.49973 0.5 0.5

0 0 0 0.01 0.01 0 0

-125.81 -130.11 -137.27 -144.38 179.97 180 180

121.3 122.65 129.94 133. 179.97 180 180

表30 母线e相间短路电压幅值及相角

母线e相间短路电流幅值为469.5A。 (6) 母线f相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 0.99999 1.00024 1.00024

0.93867 0.81 0.80081 0.75926 0.49811 0.49974 0.49974

0.91067 0.85169 0.76394 0.69594 0.588 0.49974 0.49974

0 0 0 0 0 0.01 0.01

-124.07 -127.01 -131.33 -135.99 -1.93 179.97 179.97

121.37 122. 128.08 130.71 158.96 179.97 179.97

表31 母线f相间短路电压幅值及相角

母线f相间短路电流幅值为3900.170A。 (7) 母线g相间短路

名称相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 0.99999 1.00024 1.0003

0.99157 0.988 0.991 0.9582 0.143 0.87868 0.49963

0.97425 0.95679 0.92436 0.903 0.81692 0.75569 0.49963

0 0 0 0 0 0.01 0.01

-121.43 -122.39 -123.91 -125.13 -129.22 -133.12 179.97

119.72 119.57 119.96 119.79 122.29 121.86 179.97

表32 母线g相间短路电压幅值及相角

母线g相间短路电流幅值为1163.550A。

4.4 线路单相接地短路情况 (1) 线路L1单相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1.07246 0.07496 0.03576 1.16743 1.16743 1.16743 1.16716

1.00006 1.92906 1.94929 1.01417 1.01417 1.01417 0.58186 1.75046

1.00273 1.991 1.99713 1.03679 1.03679 1.03679 0.58531 1.75315

-0.12 156.18 155.82 -1.23 -1.23 -1.23 0 0

-122.37 -155.33 -156.06 -125.01 -125.01 -125.01 180 180

122.38 153.27 153.36 124.37 124.37 124.37 180 180

FaultPt 0

表33 线路L1单相接地短路电压幅值及相角

线路L1短路处电流幅值为225.792A。 (2) 线路L2单相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7

1.00331 1.00566 1.00971 0.00032 0.013 1.018 1.01798

1.00002 1.00052 1.00075 1.74662 1.757 1.00113 0.50885 1.52691

1.0001 1.00074 1.00249 1.75023 1.77312 1.00614 0.50913 1.52712

0 -0.01 -0.11 0 146.2 -0.32 0 0

-120.11 -120.17 -120.29 -150.45 -151.11 -120.55 180 180

120.11 120.17 120.24 150.25 150.2 120.4 180 180

FaultPt 0

表34 线路L2单相接地短路电压幅值及相角

线路L2短路处电流幅值为20.407A。 (3) 线路L3单相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4

0.99359 0.9 0.98055 0.97443

0.99924 0.99785 0.9966 0.99481

1.00043 0.99953 0.99662 0.991

-0.06 -0.09 0.02 -0.02

-119.8 -119.69 -119.45 -119.31

119.79 119.67 119.49 119.32

5 6 7

0.95199 0.191 0

0.99366 1.60591 1.30395 1.30395

0.98565 1.436 1.3045 1.3045

0.57 -40.03 0 0

-118.6 -141.41 180 180

118. 149.71 180 180

FaultPt 0

表35 线路L3单相接地短路电压幅值及相角

线路L3短路处电流幅值为435.519A。 4.5 线路相间短路情况 (1) 线路L1相间短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7 FaultPt

1.01533 1.02563 1.036 1.03603 1.03603 1.03603 1.03602 1.03081

0.73855 0.62287 0.51985 0.51982 0.51982 0.51982 0.51981 0.516

0.67306 0.50619 0.51628 0.51625 0.51625 0.51625 0.51621 0.516

0.04 0.04 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 0 0

-138.47 -157.85 -179.69 -179.7 -179.7 -179.7 180 180

133.4 152.46 179.31 179.31 179.31 179.31 180 180

表36 线路L1相间短路电压幅值及相角

线路L1短路处电流幅值为758.128A。 (2) 线路L2相间短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7 FaultPt

1.00248 1.00416 1.00714 1.00856 1.01301 1.013 1.013 1.01078

0.795 0.83538 0.68744 0.966 0.50869 0.50806 0.50806 0.50633

0.84537 0.74423 0.60732 0.50552 0.50623 0.50559 0.50558 0.50633

0.01 0.01 -0.05 -0.08 -0.24 -0.21 0 0

-127.52 -133.37 -143. -1.73 -179.92 -179.99 180 180

122.61 125.34 138.06 146.79 179.65 179.57 180 180

表37 线路L2相间短路电压幅值及相角

线路L2短路处电流幅值为627.938A。

(3) 线路L3相间短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7 FaultPt

1 1 1 1 0.99999 1.00024 1.00027 1.00027

0.98336 0.9718 0.93677 0.92459 0.81684 0.799 0.49968 0.49968

0.95874 0.93086 0.88085 0.84679 0.719 0.62265 0.49968 0.49968

0 0 0 0 0 0.01 0 0

-122.19 -123.68 -126.02 -127.97 -134.71 -141.51 180 180

119.77 119.69 120.66 120.6 126.23 126.87 180 180

表38 线路L3相间短路电压幅值及相角

线路L3短路处电流幅值为1752.0A。

4.6 线路两相接地短路情况 (1) 线路L1两相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7 FaultPt

1.03256 1.60063 1.62455 1.07485 1.07485 1.07485 1.07481 1.60475

0.744 0.245 0.01425 0.53911 0.53911 0.53911 0.53911 0

0.67906 0.24111 0.01396 0.53577 0.53577 0.53577 0.53571 0

0.03 -0.3 -0. -0.46 -0.46 -0.46 0 0

-138.91 -100.55 -42.41 -180 -180 -180 180 0

133.93 69. -4.02 179.08 179.08 179.08 180 0

表39 线路L1两相接地短路电压幅值及相角

线路L1短路处电流幅值为103.396A。 (2) 线路L2两相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3

1.00335 1.00561 1.0096

0.82 0.83586 0.68829

0.8456 0.74467 0.6084

0.01 0.01 -0.07

-127. -133.41 -143.97

122. 125.39 138.12

4 5 6 7 FaultPt

1.5178 1.53182 1.01811 1.0181 1.52381

0.28883 0.00608 0.51028 0.51028 0

0.232 0.00599 0.50784 0.50782 0

-0.06 -0.4 -0.29 0 0

-106.7 -55.88 179.93 180 0

73.63 -11.48 179.5 180 0

表40 线路L2两相接地短路电压幅值及相角

线路L2短路处电流幅值为10.174A。 (3) 线路L3两相接地短路

名称

相电压 A

相电压 B

相电压 C

相角 A

相角 B

相角 C

1 2 3 4 5 6 7 FaultPt

0.99811 0.99684 0.99453 0.99297 0.9869 1.423 1.44784 1.44784

0.98277 0.9708 0.93531 0.922 0.81343 0.48366 0 0

0.95837 0.93021 0.87931 0.8449 0.71445 0.55106 0 0

-0.01 -0.02 0.02 0.01 0.19 2.12 0 0

-122.15 -123.61 -125.87 -127.8 -134.3 -111.57 0 0

119.72 119.6 120.51 120.4 125.88 82.22 0 0

表41 线路L3两相接地短路电压幅值及相角

线路L3短路处电流幅值为240.798A。

Q：相间短路时线路L2中间短路点的三相电流分别是？ A：首端节

末端节

相电流相电流相电流相电流相电流相电流

B 首

C 首

A 末

B 末

C 末

点名称点名称 A 首

端节点端节点端节点端节点端节点端节点

FaultPt

9.72

627.76

625.56

5.7

623.99

622.39

表42 线路L2相间短路各相电流

5. 心得体会

本次综合训练考察了电力系统在运行时出现的几种短路情况，即对称短路与非对称短路，对称短路有三相对称短路，非对称短路有相间短路、单相接地短路、两相接地短路。通过软件计算可以直观的看到每一种短路情况各相电流的幅值、电压、以及相角，再通过手工计算与软件计算作对比，找出计算结果差异的原因。手工计算时，通过所给变压器的短路和空载数据计算了变压器的有名值，并且对标幺值的计算、基准电压的选择也有涉及，很全面的考察知识点。在实际电力系统中，短路计算有非常大的实际意义，如电网设计中电气设备的选型、确定合理的接线方案、选择和整定继电保护装置等。本次综合训练很大的提高了我们对短路计算的认知度以及对软件操作的熟练度，对短路计算的知识有了更近一步了解，与书本结合加深了对该知识点的贯通与融合。

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