一种电力系统短路计算方法与流程

1.本发明涉及短路计算的技术领域，尤其涉及一种电力系统短路计算方法。


背景技术：

2.继电保护是电力生产中一项经常性工作，并且随着电网规模越来越大，结构也日益复杂，大环、小环相互重叠，长线短线相互连接的情况比较普遍，多样化的电网结构、多变的运行方式、多种类型不同规格的电气设备对继电保护的不同要求、多样化的继电保护配置方案、各种不断发展的保护测量原理和构成、多种类型、不同国家厂商所生产的继电保护装置产品。
3.其中，短路故障是电力系统中危害最严重的一种故障，在电力系统设计和运行的许多工作中都须有短路计算的结果作为依据，短路计算是故障分析和继电保护研究的重要基础，传统的短路电流计算一般采用对称分量法，然而对称分量法在应用于配电网的短路电流计算时却遇到了困难，这是由配电网的上述特征导致网络参数不对称，对称分量法解耦失效，为此，我们提出一种电力系统短路计算方法来解决上述提出的问题。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有电力系统短路计算方法存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种电力系统短路计算方法，其对短路情况下的三相短路以及不对称短路两种类型分别进行计算，能够适用于不同类型的短路计算。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电力系统短路计算方法，包括以下步骤：
8.s1、输入短路计算需要的各种原始数据；
9.s2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向s3；若类型为不对称短路则转向s13；
10.s3、形成节点导纳矩阵；
11.s4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；
12.s5、去掉对角线为零的行和列；
13.s6、查找短路点；
14.s7、形成因子表矩阵；
15.s8、计算阻抗矩阵；
16.s9、计算短路点的转移阻抗和短路电流；
17.s10、计算除短路点以外的节点电压；
18.s11、计算短路电流向各个节点的分配；
19.s12、把电动机提供的短路电流单独记入并转向至s25；
20.s13、形成各序网络的节点导纳矩阵；
21.s14、进行节点合并形成新的各序网络的导纳矩阵；
22.s15、去掉各序网络中对角线为零的行和列；
23.s16、查找短路点；
24.s17、形成各序网络因子表矩阵；
25.s18、计算各序网络的阻抗矩阵；
26.s19、计算各序网络短路点的转移阻抗；
27.s20、根据各序网的短路点的转移阻抗和短路类型形成复合序网；
28.s21、根据复合序网计算三序电流、电压；
29.s22、根据三序电流得出短路点的短路电流；
30.s23、根据三序电压得出各序电流的分布情况；
31.s24、根据变压器的接法得出不对称短路电流分配；
32.s25、短路电流显示。
33.作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述三相短路过程中，在形成节点导纳矩阵时，选择的节点是系统内的各条母线，形成完以后，对原始的节点导纳矩阵进行节点合并，动态的形成新的节点导纳矩阵，在这个过程中把被合并掉的母线的信息记录下来；根据定义好的支路信息，把系统内每一条支路的导纳记入节点导纳矩阵中相应的自导纳或者是互导纳，接下来是把节点导纳矩阵里对角线上为零的行和列从节点导纳矩阵里剔除掉，相当于把系统内孤立的节点去掉；然后根据短路点编码形成因子表矩阵以及阻抗矩阵，求出短路点的阻抗以及短路电流，再求出其他节点到短路点的转移阻抗和其他节点的电压，根据求出的各个节点的电压，就能够计算出系统内各条支路上分配的短路电流，在计算短路点的短路电流及其分配的时候，是不记入负荷的，短路前网络处于空载状态，各个节点电压的正常分量的标幺值都取为1。
34.作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述不对称短路的计算流程要单独形成各序网络，并且根据短路的类型，形成不同的复合序网；在正序网中，用电流源等值电路来表示发电机，在计及负荷影响时，用恒定阻抗来表示负荷；负序网的结构以及线路、变压器支路的负序参数和正序网相同，负荷的负序阻抗是随其性质及其组成成分的不同而有所差别；零序网中，应用电力系统元件的零序参数形成零序网络。
35.作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中对称短路模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：
[0036][0037][0038]
上述公式中：z
ff
为故障点的自阻抗，z
if
为非故障点对故障点的转移阻抗。
[0039]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤s3节点导纳矩阵中导纳包括自导纳和互导纳；
[0040]
自导纳用y
ii
表示，它等于与节点i相接的各支路导纳之和，用下式求解：
[0041][0042]
上式中，y
i0
为节点i与零电位节点之间的支路导纳；y
ij
为节点i和节点j之间的支路导纳；
[0043]
互导纳用y
ik
表示，它等于节点k、i之间的支路导纳的负值，用下式求解：
[0044]yik
＝-y
ik (1-4)
[0045]
上式中，如果节点i和k没有支路直接相连时，y
ik
＝0，并且y
ik
＝y
ki
。
[0046]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤10至s12中要计算某条母线发生短路以后，短路电流在网络中的分配，用以确定和该支路关联的设备的继电保护装置的定值，以及判断开关是否动作，根据前面算出的节点电压，建立支路电流模型来计算支路电流，能够得到：
[0047][0048]
其中：和为支路两端的电压；z
pq
为支路阻抗。
[0049]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中不对称短路包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路，利用对称分量法，把故障网络按照不同的需要分解成为正序网络、负序网络和零序网络，其中正序网络是有源两端网络，负序和零序网络都是无源两端网络，端口的两个节点记为f和k，节点k即是零电位点，故障口的序电流记为以流出节点f为正，故障口的序电压记为且其中q＝{1,2,0}；
[0050]
对于正序网络，节点的电压方程式为：
[0051][0052]
其中：为节点i电压的正常分量，这里由假设条件可知其值为1；
[0053]
为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的正序电压；
[0054]
对于负序网络，节点的电压方程式为：
[0055][0056]
其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开时，只在故障口的节点f流出和节点k注入电流时，在节点i产生的负序电压；
[0057]
对于零序网络，节点的电压方程式为：
[0058]
[0059]
其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的零序电压。
[0060]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述单相接地包括有正序、负序和零序三个网络，根据单相接地短路的边界条件，得出它所对应的复合序网，计算出短路处的三序电流：
[0061][0062]
根据假设条件把短路处的电压标幺值取为1，由于金属性短路，故短路处的对地阻抗为0；
[0063]
计算出序电流后利用(1-6)、(1-7)、(1-8)能够算出网络中任一节点电压的序分量，然后利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，最后利用序电流合成求出支路的单相接地短路电流。
[0064]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述两相接地短路分析和单相接地短路相同，但其复合序网是并联的，根据边界条件，故障点三序电流的计算公式如下：
[0065]
正序:
[0066]
负序:
[0067]
零序:
[0068]
利用(1-6)、(1-7)、(1-8)算出网络中任一节点电压的序分量，利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，利用序电流合成求出支路的两相短路接地电流。
[0069]
作为本发明所述电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：所述两相短路作为两相短路接地时，接地阻抗趋于无穷大的特殊情况，此时没有零序网络，根据边界条件，故障点的序电流计算公式如下：
[0070][0071]
接着算出网络中任一节点电压的序分量、网络里各条支路的序电流和支路的两相短路电流。
[0072]
本发明的有益效果：本发明对短路情况下的三相短路以及不对称短路两种类型分别进行计算，能够适用于不同类型的短路计算，并且通过修改节点导纳矩阵，结合边界条件，通过矩阵变换将未知量移动到方程一边，进而通过简单的矩阵计算求解网络方程，简化了求解步骤，缩短了计算时间。
附图说明
[0073]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0074]
图1为本发明电力系统短路计算方法的短路电流计算流程图；
[0075]
图2为本发明电力系统短路计算方法的对称短路模型示意图；
[0076]
图3为本发明电力系统短路计算方法的支路电流模型示意图；
[0077]
图4为本发明电力系统短路计算方法的各序网络示意图；
[0078]
图5为本发明电力系统短路计算方法的单相短路的复合序网示意图；
[0079]
图6为本发明电力系统短路计算方法的两相接地短路复合序网示意图；
[0080]
图7为本发明电力系统短路计算方法的两相短路复合序网示意图。
具体实施方式
[0081]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0082]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0083]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0084]
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0085]
参照图1，提供了一种电力系统短路计算方法，包括以下步骤：
[0086]
s1、输入短路计算需要的各种原始数据；
[0087]
s2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向s3；若类型为不对称短路则转向s13；
[0088]
s3、形成节点导纳矩阵；
[0089]
s4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；
[0090]
s5、去掉对角线为零的行和列；
[0091]
s6、查找短路点；
[0092]
s7、形成因子表矩阵；
[0093]
s8、计算阻抗矩阵；
[0094]
s9、计算短路点的转移阻抗和短路电流；
[0095]
s10、计算除短路点以外的节点电压；
[0096]
s11、计算短路电流向各个节点的分配；
[0097]
s12、把电动机提供的短路电流单独记入并转向至s25；
[0098]
s13、形成各序网络的节点导纳矩阵；
[0099]
s14、进行节点合并形成新的各序网络的导纳矩阵；
[0100]
s15、去掉各序网络中对角线为零的行和列；
[0101]
s16、查找短路点；
[0102]
s17、形成各序网络因子表矩阵；
[0103]
s18、计算各序网络的阻抗矩阵；
[0104]
s19、计算各序网络短路点的转移阻抗；
[0105]
s20、根据各序网的短路点的转移阻抗和短路类型形成复合序网；
[0106]
s21、根据复合序网计算三序电流、电压；
[0107]
s22、根据三序电流得出短路点的短路电流；
[0108]
s23、根据三序电压得出各序电流的分布情况；
[0109]
s24、根据变压器的接法得出不对称短路电流分配；
[0110]
s25、短路电流显示。
[0111]
其中，三相短路过程中，在形成节点导纳矩阵时，选择的节点是系统内的各条母线，形成完以后，对原始的节点导纳矩阵进行节点合并，动态的形成新的节点导纳矩阵，在这个过程中把被合并掉的母线的信息记录下来；根据定义好的支路信息，把系统内每一条支路的导纳记入节点导纳矩阵中相应的自导纳或者是互导纳，接下来是把节点导纳矩阵里对角线上为零的行和列从节点导纳矩阵里剔除掉，相当于把系统内孤立的节点去掉；然后根据短路点编码形成因子表矩阵以及阻抗矩阵，求出短路点的阻抗以及短路电流，再求出其他节点到短路点的转移阻抗和其他节点的电压，根据求出的各个节点的电压，就能够计算出系统内各条支路上分配的短路电流，在计算短路点的短路电流及其分配的时候，是不记入负荷的，短路前网络处于空载状态，各个节点电压的正常分量的标幺值都取为1，但是对于负荷中的异步电动机要考虑，对于靠近短路点的异步电动机，在发生短路的时候会作为电源向短路点提供短路电流。
[0112]
其中，不对称短路的计算流程要单独形成各序网络，并且根据短路的类型，形成不同的复合序网；在正序网中，用电流源等值电路来表示发电机，在计及负荷影响时，用恒定阻抗来表示负荷；负序网的结构以及线路、变压器支路的负序参数和正序网相同，负荷的负序阻抗是随其性质及其组成成分的不同而有所差别；零序网中，应用电力系统元件的零序参数形成零序网络，发电机的零序阻抗一般为次暂态电抗的15-60％，由于发电机及负荷一般经过三角形接法的变压器与系统连接，零序电流不流经发电机及负荷，故一般短路电流计算用的零序网中不包含发电机及负荷。电力系统负荷的零序阻抗一般可以不考虑。对于接在系统中性点与地间的阻抗(如变压器中性点的消弧线圈)，在零序网中应按其实际阻抗的三倍来考虑，因在中性点接地阻抗实际通过的零序电流是三相零序电流之和，故在该阻抗中实际电压降落是一相零序电流在该阻抗中引起的电压降落的三倍。
[0113]
序网故障点的自阻抗即各序网节点阻抗矩阵中故障节点的自阻抗元素z
ff
，在应用导纳矩阵进行计算时，只要在故障节点注入一单位电流，就可用三角分解后的导纳矩阵求出各节点的电压。求得的故障节点电压值就是故障点的自阻抗，其他各节点的电压值就相当于故障点对其他各节点i的互阻抗z
if
，求得的这一列阻抗矩阵元素应保留在指定的内存单元中，以便在求各节点电压及支路电流时应用。
[0114]
根据给定的故障信息，分别求出各序网中故障点的序电流和序电压，进而求得各节点的相电压和各支路的相电流。在短路电流分配的时候必须考虑变压器的接法，对y/δ-11接法的变压器，从星型侧到三角形侧时，正序系统逆时针转过30度，负序顺时针转30度，然后再合成；对于零序网络，三角形侧的外电路总不含零序分量，因此在形成零序导纳矩阵的时候要特别注意。零序支路是直接接地的，在处理三卷变压器的时候，还要看它是三相三柱的还是三相四柱的，对自耦变压器，一般来说高中压绕组都是连接在一起并且接地的。
[0115]
具体的，如图2对称短路模型所示，步骤s2中对称短路模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：
[0116][0117][0118]
上述公式中：z
ff
为故障点的自阻抗，z
if
为非故障点对故障点的转移阻抗。
[0119]
作为本发明电力系统短路计算方法的一种优选方案，其中：步骤s3节点导纳矩阵中导纳包括自导纳和互导纳；
[0120]
自导纳用y
ii
表示，它等于与节点i相接的各支路导纳之和，用下式求解：
[0121][0122]
上式中，y
i0
为节点i与零电位节点之间的支路导纳；y
ij
为节点i和节点j之间的支路导纳；
[0123]
互导纳用y
ik
表示，它等于节点k、i之间的支路导纳的负值，用下式求解：
[0124]yik
＝-y
ik (1-4)
[0125]
上式中，如果节点i和k没有支路直接相连时，y
ik
＝0，并且y
ik
＝y
ki
。
[0126]
更具体的，如图3支路电流模型所示，步骤10至s12中要计算某条母线发生短路以后，短路电流在网络中的分配，用以确定和该支路关联的设备的继电保护装置的定值，以及判断开关是否动作，根据前面算出的节点电压，建立支路电流模型来计算支路电流，能够得到：
[0127][0128]
其中：和为支路两端的电压；z
pq
为支路阻抗。
[0129]
进一步的，步骤s2中不对称短路包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路，利用对称分量法，把故障网络按照不同的需要分解成为正序网络、负序网络和零序网络，其中正序网络是有源两端网络，负序和零序网络都是无源两端网络，端口的两个节点记为f和k，节点k即是零电位点，故障口的序电流记为以流出节点f为正，故障口的序电压记为的序电压记为且其中q＝{1,2,0}，如图4各序网络所示；
[0130]
对于正序网络，节点的电压方程式为：
[0131][0132]
其中：为节点i电压的正常分量，这里由假设条件可知其值为1；
[0133]
为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的正序电压；
[0134]
对于负序网络，节点的电压方程式为：
[0135][0136]
其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开时，只在故障口的节点f流出和节点k注入电流时，在节点i产生的负序电压；
[0137]
对于零序网络，节点的电压方程式为：
[0138][0139]
其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的零序电压，
[0140]
更进一步的，如图5单相短路的复合序网所示，单相接地包括有正序、负序和零序三个网络，根据单相接地短路的边界条件，得出它所对应的复合序网，计算出短路处的三序电流：
[0141][0142]
根据假设条件把短路处的电压标幺值取为1，由于金属性短路，故短路处的对地阻抗为0；
[0143]
计算出序电流后利用(1-6)、(1-7)、(1-8)能够算出网络中任一节点电压的序分量，然后利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，最后利用序电流合成求出支路的单相接地短路电流，
[0144]
其中，如图6两相接地短路复合序网所示，两相接地短路分析和单相接地短路相同，但其复合序网是并联的，根据边界条件，故障点三序电流的计算公式如下：
[0145]
正序:
[0146]
负序:
[0147]
零序:
[0148]
利用(1-6)、(1-7)、(1-8)算出网络中任一节点电压的序分量，利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，利用序电流合成求出支路的两相短路接地电流。
[0149]
其中，如图7两相短路复合序网所示，两相短路作为两相短路接地时，接地阻抗趋于无穷大的特殊情况，此时没有零序网络，根据边界条件，故障点的序电流计算公式如下：
[0150][0151]
接着算出网络中任一节点电压的序分量、网络里各条支路的序电流和支路的两相短路电流。
[0152]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种电力系统短路计算方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、输入短路计算需要的各种原始数据；s2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向s3；若类型为不对称短路则转向s13；s3、形成节点导纳矩阵；s4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；s5、去掉对角线为零的行和列；s6、查找短路点；s7、形成因子表矩阵；s8、计算阻抗矩阵；s9、计算短路点的转移阻抗和短路电流；s10、计算除短路点以外的节点电压；s11、计算短路电流向各个节点的分配；s12、把电动机提供的短路电流单独记入并转向至s25；s13、形成各序网络的节点导纳矩阵；s14、进行节点合并形成新的各序网络的导纳矩阵；s15、去掉各序网络中对角线为零的行和列；s16、查找短路点；s17、形成各序网络因子表矩阵；s18、计算各序网络的阻抗矩阵；s19、计算各序网络短路点的转移阻抗；s20、根据各序网的短路点的转移阻抗和短路类型形成复合序网；s21、根据复合序网计算三序电流、电压；s22、根据三序电流得出短路点的短路电流；s23、根据三序电压得出各序电流的分布情况；s24、根据变压器的接法得出不对称短路电流分配；s25、短路电流显示。2.根据权利要求1所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述三相短路过程中，在形成节点导纳矩阵时，选择的节点是系统内的各条母线，形成完以后，对原始的节点导纳矩阵进行节点合并，动态的形成新的节点导纳矩阵，在这个过程中把被合并掉的母线的信息记录下来；根据定义好的支路信息，把系统内每一条支路的导纳记入节点导纳矩阵中相应的自导纳或者是互导纳，接下来是把节点导纳矩阵里对角线上为零的行和列从节点导纳矩阵里剔除掉，相当于把系统内孤立的节点去掉；然后根据短路点编码形成因子表矩阵以及阻抗矩阵，求出短路点的阻抗以及短路电流，再求出其他节点到短路点的转移阻抗和其他节点的电压，根据求出的各个节点的电压，就能够计算出系统内各条支路上分配的短路电流，在计算短路点的短路电流及其分配的时候，是不记入负荷的，短路前网络处于空载状态，各个节点电压的正常分量的标幺值都取为1。3.根据权利要求2所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述不对称短路的计算流程要单独形成各序网络，并且根据短路的类型，形成不同的复合序网；在正序网中，用电
流源等值电路来表示发电机，在计及负荷影响时，用恒定阻抗来表示负荷；负序网的结构以及线路、变压器支路的负序参数和正序网相同，负荷的负序阻抗是随其性质及其组成成分的不同而有所差别；零序网中，应用电力系统元件的零序参数形成零序网络。4.根据权利要求1所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤s2中对称短路模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：模型中短路点的短路电流以及网络中任一节点电压为：上述公式中：z
ff
为故障点的自阻抗，z
if
为非故障点对故障点的转移阻抗。5.根据权利要求4所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤s3节点导纳矩阵中导纳包括自导纳和互导纳；自导纳用y
ii
表示，它等于与节点i相接的各支路导纳之和，用下式求解：上式中，y
i0
为节点i与零电位节点之间的支路导纳；y
i
j为节点i和节点j之间的支路导纳；互导纳用y
ik
表示，它等于节点k、i之间的支路导纳的负值，用下式求解：y
ik
＝-y
ik (1-4)上式中，如果节点i和k没有支路直接相连时，y
ik
＝0，并且y
ik
＝y
ki
。6.根据权利要求5所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤10至s12中要计算某条母线发生短路以后，短路电流在网络中的分配，用以确定和该支路关联的设备的继电保护装置的定值，以及判断开关是否动作，根据前面算出的节点电压，建立支路电流模型来计算支路电流，能够得到：其中：和为支路两端的电压；z
pq
为支路阻抗。7.根据权利要求6所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述步骤s2中不对称短路包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路，利用对称分量法，把故障网络按照不同的需要分解成为正序网络、负序网络和零序网络，其中正序网络是有源两端网络，负序和零序网络都是无源两端网络，端口的两个节点记为f和k，节点k即是零电位点，故障口的序电流记为以流出节点f为正，故障口的序电压记为且其中q＝{1,2,0}；对于正序网络，节点的电压方程式为：
其中：为节点i电压的正常分量，这里由假设条件可知其值为1；为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的正序电压；对于负序网络，节点的电压方程式为：其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开时，只在故障口的节点f流出和节点k注入电流时，在节点i产生的负序电压；对于零序网络，节点的电压方程式为：其中：为当网络中所有的电压源都短接，电流源都断开，只在故障口的节点f流出和在节点k注入电流时，在节点i产生的零序电压。8.根据权利要求7所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述单相接地包括有正序、负序和零序三个网络，根据单相接地短路的边界条件，得出它所对应的复合序网，计算出短路处的三序电流：根据假设条件把短路处的电压标幺值取为1，由于金属性短路，故短路处的对地阻抗为0；计算出序电流后利用(1-6)、(1-7)、(1-8)能够算出网络中任一节点电压的序分量，然后利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，最后利用序电流合成求出支路的单相接地短路电流。9.根据权利要求8所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述两相接地短路分析和单相接地短路相同，但其复合序网是并联的，根据边界条件，故障点三序电流的计算公式如下：正序:负序:零序:利用(1-6)、(1-7)、(1-8)算出网络中任一节点电压的序分量，利用(1-5)计算出网络里各条支路的序电流，利用序电流合成求出支路的两相短路接地电流。
10.根据权利要求9所述的电力系统短路计算方法，其特征在于：所述两相短路作为两相短路接地时，接地阻抗趋于无穷大的特殊情况，此时没有零序网络，根据边界条件，故障点的序电流计算公式如下：接着算出网络中任一节点电压的序分量、网络里各条支路的序电流和支路的两相短路电流。

技术总结
本发明公开了一种电力系统短路计算方法，包括以下步骤：S1、输入短路计算需要的各种原始数据；S2、确定短路点编码并判断短路类型，若类型为三相短路则转向S3；若类型为不对称短路则转向S13；S3、形成节点导纳矩阵；S4、进行节点合并形成新的导纳矩阵；S5、去掉对角线为零的行和列；S6、查找短路点；S7、形成因子表矩阵；S8、计算阻抗矩阵；S9、计算短路点的转移阻抗和短路电流。本发明对短路情况下的三相短路以及不对称短路两种类型分别进行计算，能够适用于不同类型的短路计算，并且通过修改节点导纳矩阵，结合边界条件，通过矩阵变换将未知量移动到方程一边，进而通过简单的矩阵计算求解网络方程，简化了求解步骤，缩短了计算时间。缩短了计算时间。缩短了计算时间。


技术研发人员：王慧敏 高金峰
受保护的技术使用者：苏州启宸电力科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/27