三相短路電流計(jì)算研究及仿真實(shí)現(xiàn)

劉孝趙 吳振磊

摘 要：電力系統(tǒng)電流突然增大在發(fā)生三相短路的時(shí)候，危害電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，其產(chǎn)生的沖擊和高溫甚至?xí)p壞電力設(shè)備，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，因此，務(wù)必需要對(duì)三相短路產(chǎn)生的電流進(jìn)行計(jì)算。文章用Matlab進(jìn)行仿真，根據(jù)計(jì)算得出的三相短路故障各參數(shù)的可靠數(shù)據(jù)來選擇合適的電力設(shè)備，效果良好。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；三相短路；Matlab

隨著科學(xué)發(fā)展，電力系統(tǒng)趨于穩(wěn)定運(yùn)行，但由于不規(guī)范人為操作或自然原因，電力事故仍時(shí)有發(fā)生，危害電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定[1]。短路是電力系統(tǒng)中時(shí)常發(fā)生的電力事故，其中三相短路會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的事故。使用Matlab仿真軟件進(jìn)行仿真，計(jì)算得出的三相短路故障各參數(shù)的可靠數(shù)據(jù)來選擇合適的電力設(shè)備[2]，使在發(fā)生三相短路時(shí)確保電力設(shè)備能夠滿足機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，開關(guān)電氣和設(shè)備具有很好的開斷能力。

本文設(shè)計(jì)對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生時(shí)進(jìn)行人工計(jì)算，并使用Matlab仿真軟件進(jìn)行仿真，將所得兩個(gè)結(jié)果對(duì)比，確保所求出三相短路電流的準(zhǔn)確值，由此來限制短路的危害和減小故障的范圍影響，將三相短路的損壞降到最低。

1 三相短路電流的計(jì)算

為了確保電力系統(tǒng)的裝置在最危險(xiǎn)的短路情況下能安全地工作，選擇和校驗(yàn)裝置用的短路狀態(tài)計(jì)算中，以三相短路狀態(tài)計(jì)算為主要計(jì)算。

1.1 短路的沖擊電流

短路電流瞬間達(dá)到的最高值稱謂沖擊電流iimp為了校驗(yàn)所選擇電氣設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度（電動(dòng)力穩(wěn)定度）[3]，必須計(jì)算出這個(gè)最大的瞬時(shí)值。當(dāng)沖擊系數(shù)Kimp取1.8的時(shí)候，則沖擊電流為：

2 Matlab仿真

對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，開始時(shí)間（Start time）設(shè)置為0.0 s，停止時(shí)間（Stop time）設(shè)置為0.08 s，其他參數(shù)均保持系統(tǒng)值不變。不設(shè)置故障元件，在正常情況下對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真，點(diǎn)擊仿真按鈕運(yùn)行系統(tǒng)，所得電力系統(tǒng)正常電流如圖6所示。

對(duì)系統(tǒng)設(shè)置三相短路故障時(shí)，因?yàn)闉槿喽搪罚怨催xParameters下A、B、C三相單擊OK完成三相故障（Three-Phase Fault）的參數(shù)設(shè)置。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，所得三相短路電流仿真如圖7所示，其值約為7.7 kA，與式16所得計(jì)算值7.731 kA基本一致。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)在發(fā)生故障和不正常狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)候會(huì)受到嚴(yán)重危害，電能質(zhì)量也會(huì)因此受到影響，所以必須考慮到這些危險(xiǎn)的因素，在進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，必須進(jìn)行各種不正常電流的計(jì)算。本設(shè)計(jì)以一典型電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路為例，對(duì)短路電流進(jìn)行了計(jì)算并對(duì)該電力系統(tǒng)進(jìn)行三相短路仿真，為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)各電氣元件的選擇提供依據(jù)。

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