在电力系统暂态仿真中，经常会遇到EMTP短路故障应该如何设置，以及短路故障电流波形出现异常时又该如何排查的问题。短路故障不仅需要正确选择故障类型，还要把故障发生的位置、起始时间、切除时间、故障电阻的大小以及接地条件都逐一确定下来。当故障电流波形出现幅值过大、三相不对称、直流偏置异常或者持续振荡时，也不能只是去调整显示的比例尺，而应当从系统的稳态、网络参数和仿真步长开始逐项核对。

　　一、EMTP短路故障怎么设置

　　在设置短路故障之前，应当先把电源、线路、变压器、负荷和接地网络的基础模型搭建起来，并且要确认故障发生之前系统能够稳定运行。如果基础网络本身的参数就存在错误，那么加入故障以后得到的电流波形通常是没有分析价值的。

　　1、在目标母线添加故障元件

　　从开关元件库中找到【Fault】元件，把它连接到需要施加故障的母线或者线路节点上。

　　连接之后需要确认故障元件与目标节点的三相连接关系是正确的，没有接到错误的电压等级上，也没有误接到相邻的母线。单相模型和三相模型所使用的端口形式并不相同，在切换元件类型之后，还应当重新检查测量信号和连接线路。

　　2、设置故障类型和阻抗

　　在【Fault Parameters】中选择单相接地、两相短路、两相接地或者三相短路，再把各条故障支路的电阻参数填写进去。

　　金属性短路可以使用非常小的故障电阻，但在还没有弄清楚模型条件的时候，不建议把所有参数都机械地设为零。如果多个理想开关在同一时刻闭合，或者网络中存在重复短接的情况，就可能形成数学上的冲突。当需要模拟电弧、电阻性接地或者过渡故障时，就应当按照实际场景来设置故障电阻。

　　3、设置投入和切除时间

　　故障投入的时间点需要与系统频率和研究目的相对应，切除时间则要根据保护动作或者断路器分闸的时间来确定。故障投入的相角不同，短路电流中的直流分量也会不一样，因此在研究峰值电流时，不能只运行一个随意设置的投入时刻。仿真的结束时间还要把故障前的稳定阶段、故障持续阶段以及故障切除后的恢复过程都覆盖进去。

　　二、EMTP短路故障电流波形异常怎么排查

　　当故障电流波形看起来不正常时，要先判断这种异常究竟是一种物理上本来就存在的现象，还是由于模型本身设置错误造成的。短路刚开始时出现非周期直流分量，或者三相的峰值不相等，这并不一定代表计算失败；但如果在到达稳态之前就已经发生振荡、故障相选择错误或者电流的数量级明显不合理，那就需要检查模型了。

　　1、先核对故障前运行状态

　　在运行故障仿真之前，先观察母线的电压、线路的电流以及负荷的功率是不是稳定的。如果在故障还没有加入的时候，电压就已经偏高、三相已经不平衡或者存在持续振荡，那就应当先把负荷潮流、初始条件和网络参数修正过来。直接在一个本身就不正常的稳态上施加短路，会把原来的问题叠加到故障波形里面去。

　　2、检查电源和线路等值参数

　　短路电流的幅值主要受电源等值阻抗、变压器短路阻抗、线路参数和故障阻抗的影响。如果把电源建成理想电压源，而且串联的阻抗又设得过小，故障电流就会不正常地增大；变压器漏抗、线路长度或者单位的填写一旦出现错误，也可能让结果偏差好几个数量级。对于接地故障，还要检查零序通道和中性点接地方式，否则单相接地电流很可能明显失真。

　　3、检查测量位置和方向

　　在【ScopeView】中确认当前显示的是故障点电流、线路支路电流还是电源侧电流，并且核对电流的测量方向。

　　在不同的测量位置，暂态分量和峰值都可能不一样。如果三相电流中只有某一相的方向相反，就可能是测量元件的方向没有统一；要是观察到的是瞬时值，却拿它直接和有效值的短路计算结果进行比较，也会误以为幅值出现了异常。

　　三、EMTP短路波形怎么进一步校正

　　基础参数正确设置之后，如果波形仍然不稳定或者出现高频振荡，还需要进一步检查时间步长、开关动作时刻以及理想元件的组合情况。暂态仿真对离散时间和网络刚性比较敏感，不能只依赖默认的设置。

　　1、减小仿真时间步长

　　故障投入和切除的过程中会产生变化很快的暂态，如果时间步长取得过大，波形就可能出现尖峰缺失、相位偏移或者数值振荡。可以逐步减小时间步长，再对比峰值、故障有效值和振荡频率是不是趋于稳定。如果继续减小步长之后结果的变化已经非常小，就说明时间离散基本满足要求了。

　　2、调整故障投入时刻

　　故障投入的时刻决定了电压的相角，同时也会影响短路电流中的直流偏置。如果某一次计算的结果直流偏置特别大，可以改变投入时刻多做几组对比，而不是直接去修改电源参数。在研究最严重的峰值时，应当覆盖多个合闸相角；在研究保护动作时，则应当使用与测试工况完全一致的故障时序。

　　3、运行模型错误检查

　　通过【EMTP Error Check】去检查那些没有设置完整的元件、混合使用的信号类型、重复短接的位置以及不合理的连接。

　　对于理想开关、理想电源和零阻抗支路比较多的网络，还要留意是否形成了刚性回路。在必要的时候可以加入合理的小阻抗，或者使用更符合实际设备特性的模型，但不能单纯为了消除报错就随意添加电阻，那样会把真实的短路电流改变掉。

　　总结

　　EMTP短路故障怎么设置EMTP短路故障电流波形异常怎么排查，其关键之处在于先建立起稳定的故障前网络，再正确设置故障类型、阻抗、投入时间和切除时间。波形出现异常时，应当结合故障前的状态、电源等值阻抗、零序通道、测量方向和时间步长一起判断。通过改变故障相角、缩小时间步长以及执行模型错误检查，可以把真实的暂态现象和建模方面的问题区分开来，从而让短路电流的计算结果更适用于保护校核和设备选型分析。