三相短路电流计算研究及仿真实现

刘孝赵 吴振磊

摘 要：电力系统电流突然增大在发生三相短路的时候，危害电力系统正常运行，其产生的冲击和高温甚至会损坏电力设备，造成重大经济损失，因此，务必需要对三相短路产生的电流进行计算。文章用Matlab进行仿真，根据计算得出的三相短路故障各参数的可靠数据来选择合适的电力设备，效果良好。

关键词：电力系统；三相短路；Matlab

随着科学发展，电力系统趋于稳定运行，但由于不规范人为操作或自然原因，电力事故仍时有发生，危害电力系统运行的稳定[1]。短路是电力系统中时常发生的电力事故，其中三相短路会产生比较严重的事故。使用Matlab仿真软件进行仿真，计算得出的三相短路故障各参数的可靠数据来选择合适的电力设备[2]，使在发生三相短路时确保电力设备能够满足机械强度和热稳定性，开关电气和设备具有很好的开断能力。

本文设计对电力系统发生时进行人工计算，并使用Matlab仿真软件进行仿真，将所得两个结果对比，确保所求出三相短路电流的准确值，由此来限制短路的危害和减小故障的范圍影响，将三相短路的损坏降到最低。

1 三相短路电流的计算

为了确保电力系统的装置在最危险的短路情况下能安全地工作，选择和校验装置用的短路状态计算中，以三相短路状态计算为主要计算。

1.1 短路的冲击电流

短路电流瞬间达到的最高值称谓冲击电流iimp为了校验所选择电气设备的机械强度（电动力稳定度）[3]，必须计算出这个最大的瞬时值。当冲击系数Kimp取1.8的时候，则冲击电流为：

2 Matlab仿真

对仿真参数进行设置时，开始时间（Start time）设置为0.0 s，停止时间（Stop time）设置为0.08 s，其他参数均保持系统值不变。不设置故障元件，在正常情况下对电力系统进行仿真，点击仿真按钮运行系统，所得电力系统正常电流如图6所示。

对系统设置三相短路故障时，因为为三相短路，所以勾选Parameters下A、B、C三相单击OK完成三相故障（Three-Phase Fault）的参数设置。对系统进行仿真，所得三相短路电流仿真如图7所示，其值约为7.7 kA，与式16所得计算值7.731 kA基本一致。

3 结语

电力系统在发生故障和不正常状态运行的时候会受到严重危害，电能质量也会因此受到影响，所以必须考虑到这些危险的因素，在进行电力系统设计和运行时，必须进行各种不正常电流的计算。本设计以一典型电力系统发生三相短路为例，对短路电流进行了计算并对该电力系统进行三相短路仿真，为电力系统设计时各电气元件的选择提供依据。

[参考文献]

[1]孙宝成.配电网实用技术[M].北京：中国水利出版社，1998.

[2]于永源.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]陈习军.三相短路电流计算的探讨[D].黄冈：黄冈职业技术学院，2012.

[4]阮前途.上海电网短路电流控制的现状与对策[J].电网技术，2005（2）：78-83.

[5]迟瑶.短路电流计算在当前电力设计中采用的主要方法[J].中国新技术新产品，2014（9）：138.

[6]田冰.电气设计中的短路电流计算[J].建筑设计管理，2010（3）：40-42.