【正文】 上一章討論了無限電源供大電的系統(tǒng)三相短路電流的變化情形，認為短路后電源電壓和頻率均保持不變，忽略了電源內(nèi)部的暫態(tài)變化過程，但是當短路點距電源較近時，必須計及電源內(nèi)部的暫態(tài)變化過程，這個衰減變化過程主要分為三個階段即：次暫態(tài)階段、暫態(tài)階段和穩(wěn)態(tài)階段，每一階段發(fā)電機都呈現(xiàn)不同的電抗和不同的衰減時間常數(shù)，此過程的分析較復雜。實際上，電力系統(tǒng)短路電流的工程計算在大多數(shù)情況下，只要求計算短路電流基頻交流分量的初始值，也稱為次暫態(tài)電流。交流分量初始值的計算原理比較簡單，可以手算，但對于大型電力系統(tǒng)則一般應用計算機來計算。在短路后瞬時發(fā)電機可用次暫態(tài)電動勢和次暫態(tài)電抗等值，所以短路交流分量初始值的計算實質上是一個穩(wěn)態(tài)交流電路的計算問題，只是電力系統(tǒng)有些特殊問題需要注意。發(fā)電機的等值電勢則為次暫態(tài)電勢： （3－1） 雖然不具有和那種在突然短路前后不變的特性，但從計算角度考慮近似認為不突變是可取的。在計算時它和發(fā)電機一樣以和為其等值參數(shù)。如果在計算中忽略負荷，則短路前為空載狀態(tài)，所有電源的次暫態(tài)電動勢均取為額定電壓，其標幺值為1，而且同相位。（2）在電網(wǎng)方面，作為短路電流計算時可以比潮流計算簡單。另外，在計算高壓電網(wǎng)時還可以忽略電阻。在標幺值運算中采用近似方法，即不考慮變壓器的實際變比，而認為變壓器的變比均為平均額定電壓之比。最簡單和粗略的估計方法是不計負荷（均斷開），即短路前按空載情況決定次暫態(tài)電動勢，短路后電網(wǎng)上依舊不接負荷。短路前計及負荷只需要應用潮流計算所得的發(fā)電機端電壓和發(fā)電機注入功率，由下式求得各發(fā)電機的次暫態(tài)電動勢： （3—2）G為發(fā)電機的臺數(shù)。這種近似的方法沒有計及短路后瞬時電動機倒送短路電流的現(xiàn)象。異步電動機也可以用一個與轉子繞組交鏈的磁鏈成正比的電動勢，稱為次暫態(tài)電動勢以及相應的次暫態(tài)電抗（d、q軸相同）作為定子交流分量的等值電動勢和電抗。當短路瞬間異步電動機端電壓低于時，異步電動機就變成了一個暫時電源向外供應短路電流。若短路前為額定運行方式?？紤]到此現(xiàn)象，在計算短路沖擊電流時雖仍應用公式，但一般將沖擊系數(shù)取得較小，如容量為1000KW以上的異步電動機取KM=～。圖3－1 簡單系統(tǒng)等值電路（a）系統(tǒng)圖；（b）等值電路；（c）簡化等值電路；（d）應用疊加原理的等值電路 圖3－1（a）所示為兩臺發(fā)電機向負荷供電的簡單系統(tǒng)。圖3－1（b）是系統(tǒng)的等值電路。對于這樣的發(fā)電機直接與短路點相連的簡單電路，短路電流可直接表示為： （36） 另一種方法是應用疊加原理，其等值電路圖如7－6（d）所示，因正常情況下短路點的電流為零，則短路電流可直接由故障分量求得，即短路點短路前的開路電壓（不計負荷時該電壓的標幺值為1）除以電網(wǎng)對該點的等值阻抗。這種方法當然具有一般的意義，即電網(wǎng)中任一點的短路電流交流分量初始值等于該點短路前的開路電壓除以電網(wǎng)對該點的等值阻抗（該點向電網(wǎng)看進去的等值阻抗，也可以用戴維南定理求得），這時發(fā)電機電抗為。使用理想三相電壓源作為電路的供電電源；使用分布參數(shù)輸電線路作為輸電線路，輸電線line1的長度為10km，輸電線路line2的長度為10km；使用三相電路短路故障發(fā)生器進行不同類型的短路。擬定仿真的電力系統(tǒng)如圖所示,使用理想三相電壓源作為電路的電源,電壓源為Y型連接,中性點不接地。 使用三相短路故障發(fā)生器使電路發(fā)生短路故障。（1） 在設置的三相電路短路故障發(fā)生器。（2） 在電路圖的菜單選項中，選擇仿真菜單，激活仿真參數(shù)命令，彈出參數(shù)對話框。三相短路故障發(fā)生器：A相接地短路，仿真參數(shù)的設置：，變步長，MATLAB 針對剛性系統(tǒng)提供了ode15 s，ode23 s，ode23 t 與ode23 tb 等算法。 仿真結果分析 單相短路故障波形(A相為綠線、B為紅、C為藍，A相發(fā)生短路故障) 圖42 短路時系統(tǒng)各相電壓 圖43 短路時系統(tǒng)各相電流 圖44 短路時故障點A相電壓 圖45 短路時故障點A相電流 圖46 短路時故障點各相電壓對比 圖47 短路時故障點各相電流對比 對于中性點不接地系統(tǒng)當發(fā)生單相接地短路時，系統(tǒng)A相電壓變?yōu)榱?，系統(tǒng)三相電流基本不發(fā)生變化；故障點A相對地電壓變?yōu)榱悖ㄍ耆拥兀?，（線電壓），故障點A相電流瞬間增大，然后慢慢變小最終消失，其他非故障相電流不變。 三相短路故障波形(A相為綠線、B為紅、C為藍，A、B、C相發(fā)生短路故障) 圖416 短路時系統(tǒng)各相電壓 圖417 短路時系統(tǒng)各相電流 圖418 短路時故障點A相電壓 圖419 短路時故障點A相電流 圖420 短路時故障點各相電壓對比 圖421 短路時故障點各相電流對比 當發(fā)生三相短路故障時，三相短路故障為對稱形式，只分析A相的電壓電流情況就可以了。 仿真分析小結對于中性點不直接接地的電力系統(tǒng)，當發(fā)生單相接地故障時，由于回路不直接構成短路回路，短路點電流不大約為正常對地電容電流的3倍，不必直接切除接地相，電壓變?yōu)?，（此電路中的接地短路對系統(tǒng)的電壓電流影響不大，基本保持不變），單相接地短路為發(fā)生幾率較大的短路故障且危害性較??；當發(fā)生相間短路故障時，故障點電壓變?yōu)榱?，電流瞬間增大約為正常電流的420倍，電壓變?yōu)?（此時系統(tǒng)中對應的故障相電壓相對減小，非故障相電壓變大，故障相電流瞬間增大，非故障相電流基本保持不變），相間接地短路次之，但危害性比單相接地短路大得多；三相短路故障是最為嚴重的一種短路故障，其發(fā)生幾率很小，但是其危害性最大，它將會使故障點處電流瞬間激增，燒毀用電設備損壞整個電力供電系統(tǒng)。通過此次課程設計，讓我對單相短路故障的分析方面的知識掌握，又進一步得到鞏固。也學到了很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應該更輕松，自己也都能扛的起并高質量的完成項目?；贛atlab的三相短路故障仿真，較好的再現(xiàn)了故障發(fā)生時系統(tǒng)的零序電流和零序電壓等物理量的變化。三相短路電流的很大，破壞力強，短路點的電弧有可能燒壞電氣設備。 每一種方法都有自己的實用范圍，我們應該根據(jù)實際情況，運用科學的理論解決問題。這些都對仿真結果有一定的影響。在故障電流第一次過零或幾個周波后自動消失，稱為瞬時性故障，有些電弧故障則在故障消失后義重燃，稱為間歇性電弧故障，如果電弧只在故障電流過零時熄滅，過零后又重燃則稱為穩(wěn)定性電弧。間歇性電弧故障由于故障過渡電阻的持續(xù)變化，使故障系統(tǒng)的零序電流、零序電壓不斷變化，增加了故障信息檢測分析的復雜性。在論文寫作過程中，得到了包括王銘教師和同學的鼎力指導和幫助，老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的專業(yè)知識、崇高的職業(yè)品德、無私的奉獻精神令我很感動，我從老師身上學到了做學問的態(tài)度、方法與知識，但更重要的是學到了做人的道理與做任何事情都應有的認真、嚴謹?shù)膽B(tài)度。在這里我要對指導教師表達衷心的敬意與謝意