信息工程学院(课程设计)
2.3习题实例
【例6-3】在如图2-3所示的电力系统中分别在节点1和节点5接入发电机支路，其标幺值参数为：
??E??1.0,z?j0.15,z?j0.22。在节点3发生三相短路，计算短路电流及网E1515络中的电流分布。线路的电阻和电容略去不计，变压器的标幺变比等于1。各元件参数的标幺值如下：
z12?j0.105,k12?1.05,z45?j0.184,k45?0.96,z24?0.03?j0.08,z23?0.024?j0.065,z34?0.018?j0.05,y240?y420?j0.02,y230?y320?j0.016,y340?y430?j0.013
图2-3电力系统等值网络图
z12z24
1z124z455z23??3z34??z5?E5
?E1
图2-4 三相短路时的等值网络图(用multisim软件可画出)
Y=
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-j13.8716 0 j9.5238 0 0 0 -j8.3333 0 j4.7619 0 j9.5238 0 -j15.2329 j2.2960 j3.4440 0 j4.7619 j2.2960 -j10.9646 j3.9360
2.4 三相短路计算程序及结果如下：
n=input('请输入短路节点号f=');
Y=[0-16.905j, 9.5238j, 0, 0 , 0; 0+9.5238j, 37.4084j, 15.3846j, 12.5000j, 0; 0, 15.3846j, -35.3846j, 20.000j, 0; 0, 12.5000j, 20.000j, -37.9348j, 5.4348j; 0, 0, -9.9802j];
disp('导纳矩阵Y='),disp(Y)
Z=inv(Y); %求逆矩阵，得到阻抗矩阵 disp('阻抗矩阵Z='),disp(Z) disp('短路电流If为') If=1/0.1860i
disp('故障后，各节点电压为') V1=1-0.0902i*If V2=1-0.1533i*If V3=0
V4=1-0.1611i*If V5=1-0.0877i*If
disp('故障后，各支路电流为') I54=(V5-V4)/0.184i I43=(V4-V3)/0.05i I23=(V2-V3)/0.065i I12=(V1-V2)/0.105i I24=(V2-V4)/0.08i
运行结果如下：
请输入短路节点号f=3 导纳矩阵Y=
0 -16.9050i 0 + 9.5238i 0 0 0
0 + 9.5238i 0 +37.4084i 0 +15.3846i 0 +12.5000i 0
0 0 +15.3846i 0 -35.3846i 0 +20.0000i 0
0 0 +12.5000i 0 +20.0000i 0
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5.4348j, 0, 信息工程学院(课程设计)
-37.9348i 0 + 5.4348i
0 0 0 0 + 5.4348i 0 - 9.9802i
阻抗矩阵Z=
0 + 0.0545i 0 - 0.0082i 0 - 0.0077i 0 - 0.0074i 0 - 0.0040i
0 - 0.0082i 0 - 0.0146i 0 - 0.0137i 0 - 0.0131i 0 - 0.0071i
0 - 0.0077i 0 - 0.0137i 0 + 0.0288i 0 + 0.0116i 0 + 0.0063i
0 - 0.0074i 0 - 0.0131i 0 + 0.0116i 0 + 0.0305i 0 + 0.0166i
0 - 0.0040i 0 - 0.0071i 0 + 0.0063i 0 + 0.0166i 0 + 0.1093i
短路电流If为 If =
0 - 5.3763i 故障后，各节点电压为 V1 =
0.5151 V2 =
0.1758 V3 = 0 V4 =
0.1339 V5 =
0.5285
故障后，各支路电流为
I54 =
0 - 2.1447i I43 =
0 - 2.6774i I23 =
0 - 2.7047i I12 =
0 - 3.2309i I24 =
0 - 0.5242i
可见：此计算结果与电力系统分析教材上的结果一样。
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三．不对称短路计算
3.1不对称短路课程设计的题目
电力系统简单结构图如图3.1所示。
图3.1 电力系统简单结构图
在K点发生不对称短路，系统各元件参数如下：(为简洁，不加下标*) 发电机G1：Sn=120MVA，Un=10.5kV，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态
??为0.9，负序电抗标幺值为0.45； 电抗标幺值Xd变压器T1：Sn=60MVA，UK%=10.5 变压器T2：Sn=60MVA，UK%=10.5
线路L=105km，单位长度电抗x1= 0.4Ω/km，x0=3x1, 负荷L1：Sn=60MVA，X1=1.2，X2=0.35 负荷L2：Sn=40MVA，X1=1.2，X2=0.35
取SB=120MVA和UB为所在级平均额定电压Vav。
3.2课程设计的设计任务及设计大纲
⑴选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）。
⑵化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。
⑶K处发生单相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。求出短路电流。
⑷设在K处发生两相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。求出短路电流。
⑸讨论正序定则及其应用。并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电流。
⑹思考提高：用Matlab仿真并比较结果。
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⑺附录：要画出完整各序等值电路图以及给出参数计算的程序。
3.3 电力系统不对称故障时元件的序参数和等值电路
要求：选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）。
3.3.1电力系统不对称故障时用标幺值表示的各序等值电路
正序等值网络50.381130.2110.962.420.2140.3811?Uk1?.73.6?EG?1.67?
图3.2电力系统不对称故障时用标幺值表示的正序等值电路
负序等值网络50.381130.2110.4560.720.2140.3811?Uk2?.71.05
图3.3电力系统不对称故障时用标幺值表示的负序等值电路
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