三相短路電流計算研究及仿真實現

劉孝趙 吳振磊

摘 要：電力系統電流突然增大在發生三相短路的時候，危害電力系統正常運行，其產生的沖擊和高溫甚至會損壞電力設備，造成重大經濟損失，因此，務必需要對三相短路產生的電流進行計算。文章用Matlab進行仿真，根據計算得出的三相短路故障各參數的可靠數據來選擇合適的電力設備，效果良好。

關鍵詞：電力系統；三相短路；Matlab

隨著科學發展，電力系統趨于穩定運行，但由于不規范人為操作或自然原因，電力事故仍時有發生，危害電力系統運行的穩定[1]。短路是電力系統中時常發生的電力事故，其中三相短路會產生比較嚴重的事故。使用Matlab仿真軟件進行仿真，計算得出的三相短路故障各參數的可靠數據來選擇合適的電力設備[2]，使在發生三相短路時確保電力設備能夠滿足機械強度和熱穩定性，開關電氣和設備具有很好的開斷能力。

本文設計對電力系統發生時進行人工計算，并使用Matlab仿真軟件進行仿真，將所得兩個結果對比，確保所求出三相短路電流的準確值，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 三相短路電流的計算

為了確保電力系統的裝置在最危險的短路情況下能安全地工作，選擇和校驗裝置用的短路狀態計算中，以三相短路狀態計算為主要計算。

1.1 短路的沖擊電流

短路電流瞬間達到的最高值稱謂沖擊電流iimp為了校驗所選擇電氣設備的機械強度（電動力穩定度）[3]，必須計算出這個最大的瞬時值。當沖擊系數Kimp取1.8的時候，則沖擊電流為：

2 Matlab仿真

對仿真參數進行設置時，開始時間（Start time）設置為0.0 s，停止時間（Stop time）設置為0.08 s，其他參數均保持系統值不變。不設置故障元件，在正常情況下對電力系統進行仿真，點擊仿真按鈕運行系統，所得電力系統正常電流如圖6所示。

對系統設置三相短路故障時，因為為三相短路，所以勾選Parameters下A、B、C三相單擊OK完成三相故障（Three-Phase Fault）的參數設置。對系統進行仿真，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所得計算值7.731 kA基本一致。

3 結語

電力系統在發生故障和不正常狀態運行的時候會受到嚴重危害，電能質量也會因此受到影響，所以必須考慮到這些危險的因素，在進行電力系統設計和運行時，必須進行各種不正常電流的計算。本設計以一典型電力系統發生三相短路為例，對短路電流進行了計算并對該電力系統進行三相短路仿真，為電力系統設計時各電氣元件的選擇提供依據。

[參考文獻]

[1]孫寶成.配電網實用技術[M].北京：中國水利出版社，1998.

[2]于永源.電力系統分析[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]陳習軍.三相短路電流計算的探討[D].黃岡：黃岡職業技術學院，2012.

[4]阮前途.上海電網短路電流控制的現狀與對策[J].電網技術，2005（2）：78-83.

[5]遲瑤.短路電流計算在當前電力設計中采用的主要方法[J].中國新技術新產品，2014（9）：138.

[6]田冰.電氣設計中的短路電流計算[J].建筑設計管理，2010（3）：40-42.