电力系统课程设计一报告.pdf

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1、 燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（一）电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（一） 学院（系）学院（系）： 电气工程学院电气工程学院 年级专业年级专业： 学学 号号： 学生姓名学生姓名： 指导教师指导教师： 张张 XXXX XXXXXX 教师职称教师职称： 副教授副教授 教授教授 电气工程学院课程设计任务书电气工程学院课程设计任务书 课程名称： 电力系统分析 基层教学单位：电力工程系 指导教师： 学号 学生姓名 （专业）班级 设计题目 电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（一） 设 计 技 术 参 数 某系统由三个发电厂和三个负荷点组成

2、，如图所示。输电系统电压等级为 220kV，负荷额定功率标示如图。节点 2-4 距离为 50km，2-6 为 80km，2-7 为 35km，2-8 为 60km，2-9 为 30km，4-6 为 30km，4-7 为 40km， 4-8 为 30km， 4-9 为 55km， 6-7 为 50km， 6-8 为 30km，6-9 为 20km，7-8 为 45km，7-9 为 50km，8-9 为 65km。可选导线型号和单位长度导线参数如表所示。变压器电抗为标么值，基准功率为 100MW，基准电压为 220kV。 设 计 要 求 设计的供电网络应保证系统稳态时各母线电压偏差在10%范围内，

3、且任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。运用 PowerWorld 软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。完成设计报告的撰写。 参 考 资 料 夏道止， 电力系统分析 ，中国电力出版社，2004 年 陈珩， 电力系统稳态分析 ，中国电力出版社，1995 年 李光琦， 电力系统暂态分析 ，中国电力出版社，1995 年 周次 第一周 应 完 成 内 容 设计系统的接线形式，选择线路参数。对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。计算系统潮流分布，分析网络损耗。计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下

4、对母线电压、 线路电流和发电机的影响。进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间，撰写课程设计报告、答辩。 指导教 师签字 基层教学单位主任签字 电气工程学院 教务科 05. 1:10625. 0 j1273405. 1:10586. 0 j85605. 1:10570. 0 j9G1G2G340MW10MVar3MW0.5MVar50MW5MVar40MW8MVar5MW1MVar50MW15MVar1.5MW0.3MVar45MW5MVar70MW7MVar 图 题目一 发电机参数：G1：SN=150MVA，25. 0dx，H=9.36s，D=5.0 G2：SN=80

5、MVA，17. 0dx，H=5.24s，D=3.8 G3：SN=100MVA，19. 0dx，H=7.33s，D=4.5 I 目录 1 输电网络结构设计 . 1 1.1 网络结构设计 . 1 1.2 导线型号选择 . 1 1.3 静态安全分析 . 1 1.4 初步潮流分析 . 3 2 潮流分析 . 4 2.1 潮流计算的意义 . 4 2.2 节点电压 . 4 2.3 变压器与线路功率 . 5 2.4 发电机输出功率 . 5 2.5 节点负荷功率 . 6 3 短路计算 . 7 3.1 短路计算的意义 . 7 3.2 节点短路计算 . 7 3.2.1 节点三相短路计算结果 . 7 3.2.2 节点

6、单相接地短路计算结果 . 9 3.2.3 节点两相短路计算结果 . 10 3.2.4 节点两相接地短路计算结果 . 11 3.2.5 节点短路故障对比分析 . 12 3.3 线路短路计算 . 13 3.3.1 线路三相短路计算结果 . 13 3.3.2 线路单相接地短路计算结果 . 14 3.3.3 线路两相短路计算结果 . 15 3.3.4 线路两相接地短路计算结果 . 17 II 3.3.5 线路短路故障对比分析 . 18 4 暂态稳定性分析 . 19 4.1 暂态稳定性分析的意义 . 19 4.2 暂态稳定性计算 . 19 4.2.1 功角特性 . 19 4.2.2 转速特性 . 20

7、4.2.3 电磁功率特性 . 22 4.2.4 端电压特性 . 23 4.2.5 转速-功角特性 . 25 4.3 暂态稳定性结果分析 . 27 5 总结 . 28 5.1 结论 . 28 5.2 心得体会 . 28 参考文献 . 28 11 输电网络结构设计输电网络结构设计 1.1 网络结构设计网络结构设计 根据设计要求，需保证任意一条线路出现故障时，每个负荷均不断电，因此必须保证每个节点处同时至少连接两条线路， 当一条线路断开时发电机可通过另一条线路给负荷供电。同时，应该考虑系统的稳定性和经济性。综合整体特点，设计的输电网络结构如图 1 所示。 05. 1:121785605. 1:105

8、70. 0 j9G1G340MW10MVar3MW0.5MVar50MW5MVar50MW15MVar45MW5MVar70MW7MVar05. 1:143G240MW8MVar5MW1MVarLGJ-40035kmLGJ-40050km1.5MW0.3MVarLGJ-40030kmLGJ-40030kmLGJ-40055kmLGJ-40030kmLGJ-40030kmj0.0586j0.0625 图 1 输电网络结构 1.2 导线型号选择导线型号选择 本系统选用导线型号为 LGJ-400，其安全电流为 830A，满足系统对于传输线的性能需求。其主要性能参数如表 1 所示。 表 1 LGJ-4

9、00 导线参数 导线型号 安全电流(A) 温度系数 r1(/km) x1(/km) b110-6(S/km) LGJ-400 830 0.004 0.08 0.402 2.74122 1.3 静态安全分析静态安全分析 静态安全分析用来分析在指定的故障或故障组合下电力系统的静态安全情况，它通过对每个故障模拟计算，得出稳态潮流结果，并进行网络越限条件 2检查，生成一个系统安全评估报告。我们采用 PowerWorld Simulator 对设计的网络进行静态安全分析，结果如下所示。 图 2 PowerWorld 仿真电力网络结构图 静态安全分析结果表 2 所示。由表中数据可以得知，网络中没有越限，运

10、行元件因故障退出运行后，系统仍可以安全运行，经过小干扰后，能自动恢复到初始状态，证明该网络系统较稳定，无明显薄弱环节，安全裕度较高，满足基本设计要求。 表 2 静态安全分析结果 变压器或线路 已处理 已求解 越限 最大支路越限% 变压器 1-2 YES YES 0 - 变压器 3-4 YES YES 0 - 变压器 5-6 YES YES 0 - 线路 2-7 YES YES 0 - 线路 2-9 YES YES 0 - 线路 4-8 YES YES 0 - 线路 4-9 YES YES 0 - 线路 6-7 YES YES 0 - 线路 6-8 YES YES 0 - 线路 6-9 YES

11、YES 0 - 31.4 初步潮流分析初步潮流分析 采用 PowerWorld Simulator 对设计的网络进行潮流计算，列出各个母线电压如表 3 所示。 表 3 各母线电压 母线 标幺电压 实际电压(kV) 相角(度) 电压偏差 1 0.9295 9.29 -1.98 -7.10% 2 0.9693 213.24 -3.65 -3.07% 3 0.9283 9.28 -1.89 -7.20% 4 0.9698 213.35 -3.45 -3.02% 5 1.0000 10.00 0.00 0.00% 6 0.9665 212.63 -3.36 -3.35% 7 0.9664 212.60

12、 -4.05 -3.36% 8 0.9668 212.70 -3.75 -3.32% 9 0.9668 212.69 -3.82 -3.32% 从表 3 中可以分析得知， 各个母线在稳态运行时， 各个母线的电压偏移均在允许的10%范围以内，最大值为-7.20%，证明系统设计满足在稳态运行下的稳定指标要求。 42 潮流分析潮流分析 2.1 潮流计算的意义潮流计算的意义 所谓电力系统的潮流， 是指系统中所有运行参数的总体， 包括各个母线电压的大小和相位、 各个发电机和负荷的功率及电流， 以及各个线路和变压器等元件所通过的功率、电流和其中的损耗。电力系统潮流计算是电力系统规划、设计和运行中最基本和最

13、经常的计算，其任务是要在一直（或给定）某些运行参数的情况下，计算出系统中全部的运行参数，一般的潮流计算中，各个母线所供负荷的功率是已知的。 潮流计算的一般方法是：已知电力网络的结构和参数，已知各负荷点、电源点吸取或发出的有功功率和无功功率 （PQ 节点） ， 给定电压控制点的电压幅值和有功功率（PV 节点） ，对指定的一个平衡节点给定其电压幅值和相位角，求解全网各节点电压幅值和相位角， 并进一步算出各支路的功率分布和网络损耗。求解潮流问题的基本方程式是节点功率平衡方程 系统潮流计算的结果如表 4-7 所示，其中表 4 为各母线电压计算结果，表5 为各变压器和线路的通过功率和功率损耗，表 6 为

14、各发电机输出功率，表 7为各母线负荷功率。 2.2 节点电压节点电压 表 4 潮流分析各母线电压 母线 基准电压(kV) 标幺电压 实际电压(kV) 相角(度) 电压偏差 1 10 0.9295 9.29 -1.98 -7.10% 2 220 0.9693 213.24 -3.65 -3.07% 3 10 0.9283 9.28 -1.89 -7.20% 4 220 0.9698 213.35 -3.45 -3.02% 5 10 1.0000 10.00 0.00 0.00% 6 220 0.9665 212.63 -3.36 -3.35% 7 220 0.9664 212.60 -4.05

15、-3.36% 8 220 0.9668 212.70 -3.75 -3.32% 9 220 0.9668 212.69 -3.82 -3.32% 通过分析表 4 中各母线电压值可以发现， 在电力系统负载稳态运行时， 除系统平衡节点 5 以外， 其余各个母线电压值均有所降低， 各母线电压均在额定电压的10%范围内，其中 PQ 节点母线 3 与母线 1 电压最低，两者均连接发电机。 52.3 变压器与线路功率变压器与线路功率 表 5 变压器和线路传输功率和功率损耗 变压器或线路 线路长度(km) 首端有功(MW) 首端无功(Mvar) 首端视在功率(MVA) %视在功率极限(最大值) 有功损耗(M

16、W) 无功损耗(MVA) 线路 7-2 35 -23.9 -7.0 24.9 13.8 0.04 -4.16 线路 2-9 30 13.0 5.4 14.1 8.8 0.01 -3.67 线路 8-4 30 -21.0 -9.2 22.9 12.7 0.03 -3.60 线路 4-9 55 14.0 0.3 14.0 8.7 0.02 -6.74 线路 7-6 50 -26.1 2.0 26.2 15.2 0.06 -5.89 线路 6-8 30 24.1 -7.8 25.3 14.1 0.03 -3.56 线路 6-9 20 43.1 -11.2 44.5 24.7 0.07 -2.13 变

17、压器 2-1 - -40.0 -8.8 41.0 20.6 0.00 1.23 变压器 4-3 - -40.0 -6.9 40.6 20.4 0.00 1.13 变压器 5-6 - 94.7 -20.8 97.0 49.2 0.00 5.91 通过分析表 5 中各个变压器和线路的传输功率与损耗可以发现，各线路中的有功损耗较于其传输功率很小， 可以忽略不计， 而对于输送距离最长的线路 4-9，其线路无功损耗达到 6.74MVA，会产生较大的电流值，一定程度上会加速电气设备的老化；对于连接平衡节点 5 的变压器 5-6，其有功通过功率及无功通过功率均比较大，且节点 5 连接的发电机 3 的有功与无

18、功功率并未按照给定的功率进行输出， 证明了平衡节点的注入有功功率必须平衡全系统的有功功率和有功损耗，而不能加以给定。 2.4 发电机输出发电机输出功率功率 表 6 各发电机输出功率 节点 发电机 有功出力(MW) 无功出力(MVA) 基准电压/kV 标幺电压 相角(度) 1 发电机 1 40.00 10.00 10 0.9295 -1.98 3 发电机 2 40.00 8.00 10 0.9283 -1.89 5 发电机 3 94.74 -20.78 10 1.0000 0.00 通过分析表 6 中各发电机的输出功率可以得知， 对于连接于 PQ 节点的发电机 1 和发电机 2，其出力按照系统给

19、定值工作，对于连接于平衡节点的发电机 3，其出力平衡全系统的有功功率和有功损耗，且节点电压与相角一定。 62.5 节点负荷功率节点负荷功率 表 7 各节点负荷功率 节点 有功功率(MW) 无功功率(Mvar) 视在功率(MVA) 恒功率有功(MW) 恒功率无功(Mvar) 2 3.0 0.5 3.04 3.0 0.5 4 5.0 1.0 5.10 5.0 1.0 6 1.5 0.3 1.53 1.5 0.3 7 50.0 5.0 50.25 50.0 5.0 8 45.0 5.0 45.28 45.0 5.0 9 70.0 7.0 70.35 70.0 7.0 通过分析表 7 中各母线负荷功率

20、， 可以看出各节点负荷均为设定值， 输出功率稳定，系统处于稳态运行。 73 短路计算短路计算 3.1 短路计算的意义短路计算的意义 电力系统在运行中常常会受到各种扰动， 其中对电力系统运行影响最大的是系统中发生的各种故障，常见的故障包括短路、断线以及各种复杂故障，而最为常见的就是短路故障，因此故障分析的重点就是对短路故障的分析。 所谓短路是指相与相、 相与地之间发生短接， 简单短路故障包括四种类型，即三相短路、单相接地短路、两相短路、两相短路接地，见表 8 所示。 表 8 简单短路故障 短路类型 示意图 符号 发生概率 三相短路 f(3) 5% 单相接地短路 f(1) 65% 两相短路 f(2

21、) 10% 两相短路接地 f(1.1) 20% 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 （短路电流与故障前电压的乘积） 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。 3.2 节点短路计算节点短路计算 对系统进行节点短路计算，选择目标节点为节点 7。 3.2.1 节点节点三相短路计算结果三相短路计算结果 对节点 7 进行三相短路模拟计算，计算得出短路节

22、点 7 电流标幺值为2.9440，其有名值为 772.56A，相角为-59.08。其母线电压如表 9 所示，变压器和线路相电流如表 10 所示，发电机电流如表 11 所示。 8表 9 节点三相短路母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C 1 0.1063 0.1063 0.1063 19.09 -100.91 139.09 2 0.0449 0.0449 0.0449 16.68 -103.32 136.68 3 0.1346 0.1346 0.1346 19.33 -100.67 139.33 4 0.0819 0.0819 0.0819 17.84

23、-102.16 137.84 5 0.1292 0.1292 0.1292 37.83 -82.17 157.83 6 0.0606 0.0606 0.0606 22.83 -97.17 142.83 7(短路点) 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 0.00 8 0.0711 0.0711 0.0711 19.62 -100.38 139.62 9 0.0591 0.0591 0.0591 19.71 -100.29 139.71 通过分析表 9 可以看出， 节点 7 发生三相短路时， 其各相电压与相角均为0，这是各相相差 120的结果。 表 10 节点三相短路变压

24、器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 线路 7-2 1.5166 1.5166 1.5166 1.5156 1.5156 1.5156 线路 2-9 0.5691 0.5691 0.5691 0.5672 0.5672 0.5672 线路 8-4 0.4369 0.4369 0.4369 0.4338 0.4338 0.4338 线路 4-9 0.4882 0.4882 0.4882 0.4933 0.4933 0.4933 线路 7-6 1.4315 1.4315 1.4315 1.4295 1.4295 1.

25、4295 线路 6-8 0.4382 0.4382 0.4382 0.4356 0.4356 0.4356 线路 6-9 0.2109 0.2109 0.2109 0.2113 0.2113 0.2113 变压器 2-1 0.9681 0.9681 0.9681 1.0165 1.0165 1.0165 变压器 4-3 0.9216 0.9216 0.9216 0.9676 0.9676 0.9676 变压器 5-6 1.1099 1.1099 1.1099 1.1654 1.1654 1.1654 表 11 节点三相短路发电机相电流 发电机 相电流 A 相电流 B 相电流 C 相角 A 相角

26、 B 相角 C 发电机 1 1.0165 1.0165 1.0165 -69.28 170.72 50.72 发电机 2 0.9676 0.9676 0.9676 -68.62 171.38 51.38 发电机 3 1.1099 1.1099 1.1099 -38.52 -158.52 81.48 分析表 10 与表 11 可以得知， 对于节点三相对称短路， 系统中的电流也是三相对称的。 93.2.2 节点节点单相单相接地接地短路计算结果短路计算结果 对节点 7 进行单相短路接地模拟计算，计算得出短路节点 7 电流标幺值为 2.6900，其有名值为 705.83A，相角为-73.01。其母线电

27、压如表 12 所示，变压器和线路相电流如表 13 所示，发电机电流如表 14 所示。 表 12 节点单相短路接地母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C 1 0.1219 1.1295 0.8305 14.42 -121.08 129.43 2 0.0633 1.1919 0.8543 7.26 -122.38 128.48 3 0.1623 1.1190 0.8216 12.48 -120.39 128.65 4 0.1138 1.1810 0.8472 7.33 -121.60 127.66 5 0.1463 1.2170 0.8945 29.09

28、-119.18 131.55 6 0.0834 1.1850 0.8488 10.59 -121.89 128.44 7(短路点) 0.0000 1.2051 0.8608 0.00 -123.51 129.45 8 0.0978 1.1834 0.8452 7.07 -122.04 127.82 9 0.0814 1.1872 0.8476 6.97 -122.30 128.08 分析表 12 可知，对于节点单相接地短路，故障相电压与相角均降为 0。 表 13 节点单相短路接地变压器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相

29、C 相 线路 7-2 1.4229 0.2334 0.2178 1.4215 0.2444 0.1885 线路 2-9 0.4719 0.1297 0.1227 0.4691 0.1330 0.1541 线路 8-4 0.4302 0.2005 0.2136 0.4261 0.2031 0.1860 线路 4-9 0.4632 0.1452 0.1052 0.4701 0.1338 0.1520 线路 7-6 1.3060 0.2690 0.2260 1.3033 0.3007 0.2152 线路 6-8 0.4426 0.2789 0.2129 0.4391 0.2612 0.2140 线路

30、 6-9 0.3158 0.4801 0.3736 0.3158 0.4677 0.3756 变压器 2-1 0.9539 0.4027 0.3306 1.0016 0.4228 0.3471 变压器 4-3 0.8972 0.3953 0.3319 0.9421 0.4150 0.3485 变压器 5-6 1.1004 1.0220 0.7730 1.1554 1.0731 0.8116 10 表 14 节点单相短路接地发电机相电流 发电机 相电流 A 相电流 B 相电流 C 相角 A 相角 B 相角 C 发电机 1 1.0016 0.4228 0.3471 -68.69 -109.36 7

31、8.06 发电机 2 0.9421 0.4150 0.3485 -67.39 -107.34 81.74 发电机 3 1.1004 1.0220 0.7730 -37.21 -95.51 126.17 分析表 13 和表 14 可知，对于节点 7 单相短路，向其直接供电的发电机 1与发电机 3，以及相连接的线路中的故障相电流较高，短路电流低于三相短路电流。 3.2.3 节点节点两相短路计算结果两相短路计算结果 对节点 7 进行两相短路模拟计算，计算得出短路节点 7 电流标幺值为2.5490，其有名值为 669.06A，相角为-149.08。其母线电压如表 15 所示，变压器和线路相电流如表 1

32、6 所示，发电机电流如表 17 所示。 表 15 节点两相短路母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C 1 0.9294 0.4401 0.5051 -1.98 -170.72 168.23 2 0.9692 0.4725 0.4995 -3.65 -179.22 172.16 3 0.9282 0.4357 0.5178 -1.89 -167.44 166.00 4 0.9697 0.4638 0.5148 -3.45 -175.27 169.18 5 1.0000 0.4403 0.5755 0.00 -168.42 171.16 6 0.9664

33、0.4624 0.5085 -3.36 -177.52 171.32 7(短路点) 0.9663 0.4832 0.4832 -4.05 175.94 175.94 8 0.9667 0.4624 0.5109 -3.75 -176.73 169.90 9 0.9667 0.4653 0.5060 -3.82 -178.03 170.85 分析表 15 可知，对于节点两相短路，短路点故障相电压不变，非故障相电压下降 50%。 表 16 节点两相短路变压器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 线路 7-2 0.257

34、9 1.4025 1.2315 0.2489 1.4122 1.2174 线路 2-9 0.1458 0.4687 0.5261 0.1644 0.4826 0.5130 线路 8-4 0.2370 0.4696 0.3063 0.2242 0.4710 0.2925 线路 4-9 0.1444 0.4873 0.3611 0.1617 0.4786 0.3860 线路 7-6 0.2707 1.3543 1.1296 0.2826 1.3711 1.1069 线路 6-8 0.2616 0.2488 0.5103 0.2523 0.2525 0.5028 11 线路 6-9 0.4603 0

35、.3008 0.2867 0.4545 0.2920 0.2915 变压器 2-1 0.4225 1.0156 0.6809 0.4436 1.0664 0.7150 变压器 4-3 0.4185 0.9776 0.6370 0.4395 1.0265 0.6688 变压器 5-6 0.9699 1.3718 0.6606 1.0184 1.4404 0.6936 表 17 节点两相短路发电机相电流 发电机 相电流 A 相电流 B 相电流 C 相角 A 相角 B 相角 C 发电机 1 0.4436 1.0664 0.7150 -16.01 -166.43 31.41 发电机 2 0.4395

36、1.0265 0.6688 -13.20 -165.60 32.13 发电机 3 0.9699 1.3718 0.6606 12.30 -141.43 79.11 通过分析表 16 和表 17 可知，对于节点两相短路，短路点故障相电流较高，短路电流与三相短路电流存在关系：?(?)=?(?) 3.2.4 节点节点两相两相接地接地短路计算结果短路计算结果 对节点 7 进行两相接地短路模拟计算，计算得出短路节点 7 电流标幺值为 2.3700，其有名值为 622.01A，相角为 95.81。其母线电压如表 18 所示，变压器和线路相电流如表 19 所示，发电机电流如表 20 所示。 表 18 节点两

37、相短路接地母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C 1 1.0435 0.1035 0.1218 5.90 -109.55 141.14 2 1.0930 0.0448 0.0622 4.92 -126.32 141.83 3 1.0294 0.1290 0.1629 6.11 -113.03 141.56 4 1.0788 0.0794 0.1133 5.18 -125.10 141.82 5 1.1248 0.1167 0.1529 7.87 -91.64 156.83 6 1.0849 0.0564 0.0845 5.25 -120.62 145.

38、28 7(短路点) 1.1096 0.0000 0.0000 4.50 0.00 0.00 8 1.0812 0.0658 0.0994 4.97 -124.03 141.84 9 1.0860 0.0546 0.0829 4.88 -124.12 141.82 通过分析表 18 可知，对于节点两相接地短路，非故障相电压升高，故障相电压和相角均降为 0。 表 19 节点两相短路接地变压器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 线路 7-2 0.1767 1.3082 1.6063 0.1685 1.3073 1.60

39、48 12 线路 2-9 0.0841 0.3792 0.6458 0.1073 0.3780 0.6429 线路 8-4 0.1576 0.4588 0.4136 0.1418 0.4562 0.4093 线路 4-9 0.0950 0.4565 0.4938 0.1148 0.4607 0.5010 线路 7-6 0.2278 1.2066 1.5117 0.2426 1.2051 1.5089 线路 6-8 0.2393 0.2969 0.5418 0.2294 0.2945 0.5384 线路 6-9 0.4067 0.2591 0.2784 0.4002 0.2593 0.2784

40、变压器 2-1 0.2738 0.9724 0.9533 0.2875 1.0210 1.0010 变压器 4-3 0.2740 0.9311 0.8945 0.2877 0.9776 0.9392 变压器 5-6 0.8560 1.1283 1.0875 0.8988 1.1847 1.1419 表 20 节点两相接地短路发电机相电流 发电机 相电流 A 相电流 B 相电流 C 相角 A 相角 B 相角 C 发电机 1 0.2875 1.0210 1.0010 -2.64 171.58 50.49 发电机 2 0.2877 0.9776 0.9392 -0.91 172.98 51.06 发

41、电机 3 0.8560 1.1283 1.0875 22.02 -157.74 81.91 分析表 19 和表 20 可知，对于节点两相接地短路，故障相电流较高，短路电流低于三相短路电流。 3.2.5 节点短路故障节点短路故障对比分析对比分析 表 21 节点短路故障分析 短路类型 符号 A 相电压 B 相电压 C 相电压 短路电流?(?) 标幺值 变化情况 标幺值 变化情况 标幺值 变化情况 标幺值 变化情况 短路前 0.9664 0 三相短路 f(3) 0.0000 降低 0.0000 降低 0.0000 降低 ?(?)=2.9440 单相接地短路 f(1) 0.0000 降低 1.2051

42、 升高 0.8608 降低 2.6900 低于?(?) 两相短路 f(2) 0.9663 不变 0.4832 降低50% 0.4832 降低50% 2.5490 ?(?)=32?(?) 两相接地短路 f(1.1) 1.1096 升高 0.0000 降低 0.0000 降低 2.3700 低于?(?) 13 将各种短路类型下的短路电压与电流汇总于表 21，通过分析可见： 1. 对于三相短路，其各相电压均为 0； 2. 对于单相接地短路故障相电压为 0，B 相电压升高，C 相电压降低，短路电流低于三相短路电流； 3. 对于两相短路，非故障相电压不变，故障相电压下降 50%，两相短路电流与三相短路电

43、流存在关系：?(?)=?(?)； 4. 对于两相接地短路，非故障相电压升高，故障相电压为 0，短路电流低于三相短路电流。 3.3 线路短路计算线路短路计算 对系统进行线路短路计算， 选择目标线路为节点 6 至节点 9， 20%距离处。 3.3.1 线路三相短路计算结果线路三相短路计算结果 对线路进行三相短路模拟计算，计算得出短路点处电流标幺值为 3.0530，其有名值为 801.20A，相角为-58.39。其母线电压如表 22 所示，变压器和线路相电流如表 23 所示，发电机电流如表 24 所示。 表 22 线路三相短路母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相

44、角 C 1 0.0933 0.0933 0.0933 17.62 -102.38 137.62 2 0.0308 0.0308 0.0308 10.56 -109.44 130.56 3 0.0914 0.0914 0.0914 17.89 -102.11 137.89 4 0.0341 0.0341 0.0341 11.42 -108.58 131.42 5 0.0792 0.0792 0.0792 48.04 -71.96 168.04 6 0.0068 0.0068 0.0068 25.49 -94.51 145.49 7 0.0208 0.0208 0.0208 12.02 -107.

45、98 132.02 8 0.0203 0.0203 0.0203 13.41 -106.59 133.41 9 0.0144 0.0144 0.0144 10.56 -109.44 130.56 10(短路点) 0 0 0 0 0 0 通过分析表 22 可以看出，线路 6-9 发生三相短路时，短路点处各相电压与电流均为 0，这是各相相差 120的结果。 14 表 23 线路三相短路变压器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 线路 7-2 0.3382 0.3382 0.3382 0.3370 0.3370 0.33

46、70 线路 2-9 0.6435 0.6435 0.6435 0.6444 0.6444 0.6444 线路 8-4 0.5426 0.5426 0.5426 0.5415 0.5415 0.5415 线路 4-9 0.4211 0.4211 0.4211 0.4228 0.4228 0.4228 线路 7-6 0.3360 0.3360 0.3360 0.3369 0.3369 0.3369 线路 6-8 0.5411 0.5411 0.5411 0.5405 0.5405 0.5405 线路 6-9 0 0 0 0 0 0 线路 6-10 2.0125 2.0125 2.0125 2.01

47、25 2.0125 2.0125 线路 10-9 1.0640 1.0640 1.0640 1.0638 1.0638 1.0638 变压器 2-1 0.9805 0.9805 0.9805 1.0296 1.0296 1.0296 变压器 4-3 0.9628 0.9628 0.9628 1.0109 1.0109 1.0109 变压器 5-6 1.1566 1.1566 1.1566 1.2145 1.2145 1.2145 表 24 线路三相短路发电机相电流 发电机 相电流 A 相电流 B 相电流 C 相角 A 相角 B 相角 C 发电机 1 1.0296 1.0296 1.0296 -

48、69.17 170.83 50.83 发电机 2 1.0109 1.0109 1.0109 -68.58 171.42 51.42 发电机 3 1.1566 1.1566 1.1566 -39.80 -159.80 80.20 分析表 23 与表 24 可以得知，对于三相对称短路，其短路电流也是对称的。 3.3.2 线路单相接地短路计算结果线路单相接地短路计算结果 对线路进行单相接地短路模拟计算，计算得出短路点处电流标幺值为2.8450，其有名值为 746.70A，相角为-72.32。其母线电压如表 25 所示，变压器和线路相电流如表 26 所示，发电机电流如表 27 所示。 表 25 线路单

49、相接地短路母线电压 节点 相电压 A 相电压 B 相电压 C 相角 A 相角 B 相角 C 1 0.1038 1.1319 0.8182 13.21 -120.46 129.30 2 0.0437 1.1943 0.8407 0.75 -121.73 128.32 3 0.1035 1.1295 0.8165 13.57 -120.31 129.30 4 0.0486 1.1926 0.8413 2.98 -121.51 128.36 5 0.0807 1.2303 0.8910 45.98 -119.21 132.37 6 0.0095 1.1984 0.8446 12.50 -121.90

50、 129.30 15 7 0.0291 1.1973 0.8381 -5.61 -122.25 128.39 8 0.0286 1.1961 0.8400 -0.68 -121.99 128.61 9 0.0203 1.1983 0.8411 -5.11 -122.16 128.73 10(短路点) 0.0000 1.2008 0.8460 0.00 -122.09 129.41 分析表 25 可知，对于线路单相接地短路，故障相电压和相角均为 0。 表 26 线路单相接地短路变压器和线路相电流(标幺值) 线路或变压器 首端节点相电流 末端节点相电流 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C