短路電流計(jì)算課程設(shè)計(jì)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　課程設(shè)計(jì)(論文)　　題目名稱短路電流計(jì)算課程設(shè)計(jì) 　　課程名稱電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 　　學(xué) 生姓名

2、　　學(xué) 號(hào) 　　系、專業(yè) 　　指導(dǎo) 教師 　　2011年 7月8 日</p

3、>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書　　注：1．此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；　　2．此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。　　指導(dǎo)教師（簽字）：學(xué)生（簽字）：　　1

4、緒論1.1 短路計(jì)算概述　　單相接地短路、兩相接地短路、兩相相間短路等屬于不對(duì)稱短路。三相短路屬于對(duì)稱短路。就實(shí)際發(fā)生的概率來(lái)看，電力系統(tǒng)的短路90%為不對(duì)稱短路，這90%里面90%又是單相接地短路。短路有分很多種情況，有單相接地短路，兩相短路，兩相短路接地，三相短路等。此外，研究短路現(xiàn)象還要和電力系統(tǒng)的接線方式有關(guān)，如變壓器中性點(diǎn)直接接地，中性點(diǎn)非直接接地等等。針對(duì)不同短路，不同的接線方式

5、，短路發(fā)生時(shí)有不同的現(xiàn)象。　　如果是中性點(diǎn)非直接接地的電力系統(tǒng)，那么單相短路接地故障時(shí)仍然可以運(yùn)行一段時(shí)間，因?yàn)榇藭r(shí)線電壓是不變的，但是故障相的對(duì)低電壓變?yōu)榱?，非故障相的?duì)低電壓變?yōu)樵瓉?lái)的根號(hào)3倍，這時(shí)候如果絕緣做的不好，容易使故障擴(kuò)大。　　如果是中性點(diǎn)直接接地，那么就不能繼續(xù)運(yùn)行了，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生比較大的零序流線電壓也發(fā)生了變化。1.2 題目要求<

6、/p>　　某 10 節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)如圖 1 所示?；鶞?zhǔn)功率為100MVA ，線路和變壓器正序和零序電抗如表 1 所示，輸電線路的電壓為 220kV 、110kV 。發(fā)電機(jī)正序、零序電抗包括中性點(diǎn)接地電抗如表 1 所示（基準(zhǔn)功率為100MVA ）。忽略電阻、并聯(lián)電抗和負(fù)載，并假定負(fù)序電抗等于正序電抗。計(jì)算下列不對(duì)稱故障情況下的故障電流、節(jié)點(diǎn)電壓和線路電壓。　　節(jié)點(diǎn) f

7、發(fā)生金屬性兩相接地故障；（分配任務(wù)：第二組）　　G112　　34f　　5　　10 G2

8、　　~~　　96　　xnxn　　8 7　　圖 1.10 節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)單線圖&

9、lt;/p>　　表 1發(fā)電機(jī)、變壓器和線路的數(shù)據(jù)（p.u.）　　元件電壓等級(jí)/kV正序電抗 x1　　負(fù)序電抗 x2　　零序電抗 x0　　接地電抗 xn備注<

10、;/p>　　G1250.20.20.050.04　　G213.80.20.20.050.02　　T125/110/110　　T213.8/220/220　　0.050.050.050.00節(jié)點(diǎn) 1、2</p

11、>　　0.040.040.080.00節(jié)點(diǎn) 1、9　　0.080.080.100.00節(jié)點(diǎn) 2、9　　0.020.020.040.00節(jié)點(diǎn) 5、10　　0.050.050.060.00節(jié)點(diǎn) 5、6　　0.020

12、.020.050.00節(jié)點(diǎn) 6、10　　T34　　110/2200.210.210.40.00　　T78　　110/2200.240.240.480.00

13、　　L23　　1100.10.10.030.00　　L89　　1100.10.10.030.00　　L45</p&

14、gt;　　L67　　220 0.30.30.040.00　　2200.30.30.040.00　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容　　1. 根據(jù)電力

15、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖推導(dǎo)電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型，寫出各節(jié)點(diǎn)阻抗； 　　2. 畫出并正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)圖； 　　3. 求得電短路點(diǎn)K等值電勢(shì)和輸入電抗； 　　4. 求解短路點(diǎn)的短路故障流、節(jié)點(diǎn)電壓、線路電壓；　　5. 上機(jī)編程調(diào)試；連調(diào)；6. 計(jì)算并分析給定系統(tǒng)短路電流分析并與手工計(jì)算

16、結(jié)果作比較分析　　3 程序及說(shuō)明　　本程序采用MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)。MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)完整，且具有優(yōu)良的移植性，它的基本數(shù)據(jù)元素是不需要定義的數(shù)組。它可以高效率地解決工業(yè)計(jì)算問(wèn)題，特別是關(guān)于矩陣和矢量的計(jì)算。MATLAB與C語(yǔ)言和FORTRAN語(yǔ)言相比更容易被掌握。通過(guò)M語(yǔ)言，可以用類似數(shù)

17、學(xué)公式的方式來(lái)編寫算法，大大降低了程序所需的難度并節(jié)省了時(shí)間，從而可把主要的精力集中在算法的構(gòu)思而不是編程上。MATLAB設(shè)計(jì)中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關(guān)系。原始數(shù)據(jù)輸入格式的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)從使用的角度出發(fā)，原則是簡(jiǎn)單明了，便于修改。　　3.1 源程序流程圖　　clear all;

18、　　T=input('please input 題號(hào)數(shù) ：');　　VF0=input('please input 故障點(diǎn)電壓：');　　Y1=input('please input 正序負(fù)序?qū)Ъ{矩陣：');　　Y0=input('p

19、lease input 零序?qū)Ъ{矩陣：');　　N1=input('please input 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) ：');　　N2=input('please input 零序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) ：');　　N3=input('please input 短路節(jié)點(diǎn)號(hào) ：'

20、);　　disp('fault表示輸入短路類型 1表示單相a短路 2表示兩相bc短路 3表示兩相bc短路接地')　　fault=input('please input fault的值：');　　%求正序和負(fù)序因子表　　YY1=zeros

21、(N1,N1);　　for m=1:N1　　for n=m:N1 　　if n==m　　YY1(m,m)=Y1(m,m);　　for k=1:m-1

22、　　YY1(m,m)=YY1(m,m)-YY1(k,m)*YY1(k,m)*YY1(k,k);　　end　　else　　YY1(m,n)=Y1(m,n);　　for k=1:m-1</p&g

23、t;　　YY1(m,n)=YY1(m,n)-YY1(k,m)*YY1(k,n)*YY1(k,k);　　end　　YY1(m,n)=YY1(m,n)/YY1(m,m);　　end

24、;　　end　　end　　for m=1:N1　　YY1(m,m)=1/YY1(m,m);　　end

25、;　　YY2=YY1;　　disp('正序因子表');　　YY1 　　disp('負(fù)序因子表');　　YY2<p&

26、gt;　　%求零序因子表　　if fault==2 　　YY0=zeros(N2,N2);　　for m=1:N2　　for n=m:N2 　　if n==m</b&g

27、t;　　YY0(m,m)=Y0(m,m);　　for k=1:m-1 　　YY0(m,m)=YY0(m,m)-YY0(k,m)*YY0(k,m)*YY0(k,k);　　end

28、　　else　　YY0(m,n)=Y0(m,n); 　　for k=1:m-1　　YY0(m,n)=YY0(m,n)-YY0(k,m)*YY0(k,n)*YY0(k,k);　　end<

29、p>　　YY0(m,n)=YY0(m,n)/YY0(m,m);　　end　　end　　end　　for m=1:N2<p&

30、gt;　　YY0(m,m)=1/YY0(m,m);　　end　　disp('零序因子表');　　YY0　　end<

31、;p>　　%正負(fù)序阻抗矩陣第N3列元素　　f1=zeros(1,N1);　　h1=zeros(1,N1);　　z1=zeros(N1,N1);　　for k=1:N1　　if k==N3

32、　　f1(1,k)=1;　　h1(1,k)=f1(1,k)*YY1(k,k);　　end　　if k>N3　　for m=N3:k-1

33、 　　f1(1,k)=f1(1,k)-YY1(m,k)*f1(1,m);　　end　　h1(1,k)=f1(1,k)*YY1(k,k);　　end</p&g

34、t;　　end　　disp('f1的值');　　f1　　disp('h1的值');　　h1</p&

35、gt;　　for m=N1:-1:1　　z1(m,N3)=h1(1,m);　　for k=m+1:N1　　z1(m,N3)=z1(m,N3)-YY1(m,k)*z1(k,N3);　　end

36、　　end　　z2=z1;　　disp('正序阻抗矩陣第N3列元素');　　disp('z1=');　　disp(z1(:,:));</p&

37、gt;　　disp('負(fù)序阻抗矩陣第N3列元素');　　disp('z2=');　　disp(z2(:,:));　　%求零序阻抗矩陣第N3列元素　　z0=zeros(N1,N1); <p&

38、gt;　　if fault==2　　f0=zeros(1,N2);　　h0=zeros(1,N2);　　for k=1:N2　　if k==N3-T　　f0(1,k)=1;　　h0(1,k

39、)=f0(1,k)*YY0(k,k);　　end　　if k>N3-T　　for m=N3-T:k-1　　f0(1,k)=f0(1,k)-YY0(m,k)*f0(1,m); </p&g

40、t;　　end　　h0(1,k)=f0(1,k)*YY0(k,k);　　end　　end　　disp('f0的值');&

41、lt;/p>　　f0　　disp('h0的值');　　h0　　for m=N2:-1:1　　z0(m,N3-T)=h0(1,m);

42、　　for k=m+1:N2　　z0(m,N3-T)=z0(m,N3-T)-YY0(m,k)*z0(k,N3-T);　　end　　end　　disp('零序阻抗矩陣第N

43、3列元素');　　disp('z0=');　　disp(z0);　　end　　%求短路電流

44、　ZFF1=z1(N3,N3);　　ZFF2=ZFF1;　　ZFF0=z0(N3-T,N3-T);　　IF1=0;　　IF2=0;　　I

45、F0=0;　　if fault==1　　IF1=VF0/(ZFF0+ZFF1+ZFF2);　　IF2=IF1;　　IF0=IF1;&l

46、t;b>　　else　　fault==2;　　IF1=VF0/(ZFF1+ZFF2);　　IF2=-IF1;　　if fault==3<p&

47、gt;　　IF1=VF0/(ZFF1+ZFF2*ZFF0/(ZFF0+ZFF2));　　IF2=-IF1*ZFF0/(ZFF2+ZFF0);　　IF0=-IF1*ZFF2/(ZFF2+ZFF0);　　end　　end

48、　　disp('ZFF1 ZFF2 ZFF0的值分別為：');　　ZFF1　　ZFF2　　ZFF0

49、　　disp('正序短路電流');　　IF1 %正序短路電流　　disp('負(fù)序短路電流');　　IF2 %負(fù)序短路電流　　disp('零序短路電流');

50、;　　IF0 %零序短路電流　　%求節(jié)點(diǎn)電壓　　V1=zeros(N1,1);　　V2=zeros(N1,1);　　V0=zeros(N1,1);　　%由于z0矩陣中的編號(hào)和實(shí)際中的編號(hào)

51、不一樣所以要進(jìn)行轉(zhuǎn)換　　%用于求節(jié)點(diǎn)電壓的零序阻抗矩陣第N3列元素　　for k=1:N1　　V1(k,1)=VF0-IF1*z1(k,N3);　　V2(k,1)=-IF2*z2(k,N3);　　V0(k,1)=-IF0*z0(k

52、,N2);　　end　　disp('節(jié)點(diǎn)正序電壓');　　V1　　disp('節(jié)點(diǎn)負(fù)序電壓');　　V2

53、　　disp('節(jié)點(diǎn)零序電壓');　　V0　　%計(jì)算短路點(diǎn)的線路電壓　　a=-1/2+sqrt(3)/2*i;　　if fault==1

54、　　Vfa=0;　　Vfb=[(a*a-a)*ZFF2+(a*a-1)*ZFF0]*IF1;　　Vfc=[(a-a*a)*ZFF2+(a-1)*ZFF0]*IF1;　　else

55、;　　if fault==2　　Vfa=2*ZFF2*IF1;　　Vfb=-1/2*Vfa;　　Vfc=-1/2*Vfa;　　else　　if fault==3<

56、p>　　Vfa=3*ZFF2*ZFF0/(ZFF2+ZFF0)*IF1;　　Vfb=0;　　Vfc=0;　　end　　end</

57、b>　　end　　disp('短路點(diǎn)的線路電壓');　　Vfa　　Vfb

58、Vfc　　3.2 程序運(yùn)行運(yùn)行程序并安全要求輸入：　　please input 題號(hào)數(shù) ：1　　please input 故障點(diǎn)電壓：1.7940*i　　please input 正序負(fù)序?qū)Ъ{矩陣：　　[

59、-50i,20i,0,0,0,0,0,0,25i,0;20i,-42.5i,10i,0,0,0,0,0,12.5i,0;0,10i,-14.762i,4.762i,0,0,0,0,0,0;0,0,4.762i,-8.095i,3.333i,0,0,0,0,0;0,0,0,3.333i,-73.333i,20i,0,0,0,50i;0,0,0,0,20i,-73.333i,3.333i,0,0,50i;0,0,0,0,0,3.333i,-

60、7.5i,4.167i,0,0;0,0,0,0,0,0,4.167i,-14.167i,10i,0;25i,12.5i,0,0,0,0,0,10i,-47.5i,0;0,0,0,0,50i,50i,0,0,0,-105i;]　　please input 零序?qū)Ъ{矩陣：　　[-63.33i,33.333i,0,0,0,0,0,10i;33.333i,-3

61、5.833i,2.5i,0,0,0,0,0;0,2.5i,-27.5i,25i,0,0,0,0;0,0,25i,-66.667i,16.667i,0,0,0;0,0,0,16.667i,-61.667i,25i,0,0;0,0,0,0,25i,-27.083i,2.083i,0;0,0,0,0,0,2.083i,-35.417i,33.333i;10i,0,0,0,0,0,33.333i,-55.833i;]&l

62、t;p>　　please input 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) ：10　　please input 零序網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) ：8　　please input 短路節(jié)點(diǎn)號(hào) ：4　　fault表示輸入短路類型 1表示單相a短路 2表示兩相bc短路 3表示兩相bc短路接地　　please i

63、nput fault的值：2　　正序因子表　　YY1 =　　Columns 1 through 7 　　0 + 0.0200i -0.4000 0

64、 0 0 0 0 　　0 0 + 0.0290i -0.2899 0 0 0 0

65、 　　0 0 0 + 0.0843i -0.4014 0 0 0 　　0 0 0

66、 0 + 0.1617i -0.5390 0 0 　　0 0 0 0 0 + 0.0140i -0.2796

67、 0 　　0 0 0 0 0 0 + 0.0148i -0.0492 　　0 0

68、 0 0 0 0 0 + 0.1363i　　0 0 0 0 0 0

69、 0 　　0 0 0 0 0 0 0 　　0 0

70、 0 0 0 0 0 　　Columns 8 through 10 　　0 -0.5000 0

71、　　0 -0.6522 0 　　0 -0.5497 0 　　0 -0.4234 0 <

72、;p>　　0 -0.0197 -0.6989 　　0 -0.0058 -0.9445 　　-0.5680 -0.0026 -0.4291 &

73、lt;p>　　0 + 0.0847i -0.8484 -0.1515 　　0 0 + 0.1407i -0.4057 　　0 0 0 + 0.1463i<p

74、>　　負(fù)序因子表　　YY2 =　　Columns 1 through 7 　　0 + 0.0200i -0.4000 0 0 0

75、 0 0 　　0 0 + 0.0290i -0.2899 0 0 0 0 　　0

76、 0 0 + 0.0843i -0.4014 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1617i -0.

77、5390 0 0 　　0 0 0 0 0 + 0.0140i -0.2796 0

78、;　　0 0 0 0 0 0 + 0.0148i -0.0492 　　0 0 0 0

79、 0 0 0 + 0.1363i　　0 0 0 0 0 0 0 <

80、p>　　0 0 0 0 0 0 0 　　0 0 0 0

81、 0 0 0 　　Columns 8 through 10 　　0 -0.5000 0 　　0 -0.6522

82、 0 　　0 -0.5497 0 　　0 -0.4234 0 　　0 -0.0197

83、 -0.6989 　　0 -0.0058 -0.9445 　　-0.5680 -0.0026 -0.4291 　　0 + 0.0847i -0.8484

84、 -0.1515 　　0 0 + 0.1407i -0.4057 　　0 0 0 + 0.1463i　　零序因子表<

85、;/p>　　YY0 =　　Columns 1 through 7 　　0 + 0.0158i -0.5263 0 0 0 0

86、 0 　　0 0 + 0.0547i -0.1367 0 0 0 0 　　0 0

87、 0 + 0.0368i -0.9205 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.0229i -0.3818 0

88、 0 　　0 0 0 0 0 + 0.0181i -0.4521 0 　　0 0

89、 0 0 0 0 + 0.0634i -0.1320 　　0 0 0 0 0 0

90、 0 + 0.0285i　　0 0 0 0 0 0 0 　　Column 8 </b&g

91、t;　　-0.1579 　　-0.2878 　　-0.0265 　　-0.0152 　　-0.0046 <p&

92、gt;　　-0.0072 　　-0.9490 　　0 + 0.0475i　　f1的值　　f1 =　　0

93、 0 0 1.0000 0.5390 0.1507 0.0074 0.0042 0.4385 0.7008　　h1的值　　h1 =　　Columns 1 through 7 <

94、;/p>　　0 0 0 0 + 0.1617i 0 + 0.0075i 0 + 0.0022i 0 + 0.0010i　　Columns 8 through 10 　　0 + 0.00

95、04i 0 + 0.0617i 0 + 0.1025i　　正序阻抗矩陣第N3列元素　　z1=　　Columns 1 through 7 　　0 0

96、 0 0 + 0.0975i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1146i 0 0

97、 0 　　0 0 0 0 + 0.1631i 0 0 0 　　0 0

98、 0 0 + 0.2650i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1105i 0 0

99、 0 　　0 0 0 0 + 0.1048i 0 0 0 　　0 0

100、 0 0 + 0.1041i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1035i 0 0

101、 0 　　0 0 0 0 + 0.1033i 0 0 0 　　0 0

102、 0 0 + 0.1025i 0 0 0 　　Columns 8 through 10 　　0 0 0

103、　　0 0 0 　　0 0 0 　　0 0 0 <

104、/p>　　0 0 0 　　0 0 0 　　0 0 0 </p&g

105、t;　　0 0 0 　　0 0 0 　　0 0 0

106、　　負(fù)序阻抗矩陣第N3列元素　　z2=　　Columns 1 through 7 　　0 0 0 0 + 0.0975i 0

107、 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1146i 0 0 0 　　0

108、 0 0 0 + 0.1631i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.2650i 0

109、 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1105i 0 0 0 　　0

110、 0 0 0 + 0.1048i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1041i 0

111、 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1035i 0 0 0 　　0

112、 0 0 0 + 0.1033i 0 0 0 　　0 0 0 0 + 0.1025i

113、 0 0 0 　　Columns 8 through 10 　　0 0 0 　　0 0

114、 0 　　0 0 0 　　0 0 0 　　0 0

115、 0 　　0 0 0 　　0 0 0 　　0 0

116、0 　　0 0 0 　　0 0 0 　　f0的值<p&g

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