电力系统分析课程设计---电力系统短路故障的计算机算法程序设计

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1、 信息工程学院课程设计 1 电力系统分析课程设计报告书电力系统分析课程设计报告书 题目: 电力系统短路故障的计算机算法程序设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013 年 3 月 14 日 信息工程学院课程设计 2 信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计任务书 学生姓名 学 号 成 绩 设计题目 电力系统短路故障的计算机算法程序设计 设 计 内 容 电力系统故障的计算程序设计及编制和调试。 设 计 要 求 1在对称短路中计算短路电流作为计算最终目标。 2计算机语言自选。 3设计、编制、调试出相关的通用计算程序。 4输入输出数据一律以文件格式形成

2、。 时 间 安 排 3 月 5 日-3 月 8 日 3 月 12 日-3 月 14 日 参 考 资 料 1.电力系统分析（上、下） 何仰赞 华中科技大学出版社 2.MATLAB 电子仿真与应用教程 王华 国防工业出版社 3.孙丽华 电力工程基础 机械工业出版社 4.傅知兰 电力系统电气设备选择与实用计算 中国电力出版社 信息工程学院课程设计 3 目录目录 1.任务提出与方案论证 . 1 1.1 计算机计算的由来和要求 . 1 1.2 论证方案的可行性. 1 2.总体设计 3 2.1 程序语言及论述 3 2.2 辅助知识及参数 4 3.详细设计 5 3.1 程序流程图及习题. 5 3.2 程序及

3、解题 7 4.总结 12 参考资料13 信息工程学院课程设计 1 1.任务提出与方案论证任务提出与方案论证 1.1计算机计算的由来和要求计算机计算的由来和要求 随着电子计算机的发展与完善，运算能力已日新月异，人工运算的时代慢慢隐形化， 程序化计算设计必将成为主体。为此，运用计算机计算短路电流已成为可能，也会带来很大 的方便。 依照所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切 实可行的电力系统计算应用程序。 通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有 进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。 所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间

4、的“短接” 。在 电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其 绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统是发生了短路故障。在三相系统中，短路故障可 分为两大类：即对称短路（三相短路）和不对称短路（两相短路、两相接地短路、单相接地 短路） 。其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。所以 我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。 1.2论证论证方案方案的可行性的可行性 在大量实际计算中，短路计算有着比较固定的方式，这就为计算机计算垫定了基础，根 据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上， 形成 电力

5、系统短路电流实用汁算方法； 节点阻抗矩阵的支路追加法 编制了对任意一个电力系统 在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序。 该办法适用予各种复杂 结构的电力系统从一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景 其原理如下： 1.节点导纳矩阵计算电压初始值的原理 在电力系统分析的第四章中学到了矩阵方程:YV=I,故由矩阵性质得： 信息工程学院课程设计 2 V=ZI 2.节点阻抗矩阵计算短路电流的原理 利用节点阻抗矩阵计算短路电流如图所示，假定系统中的节点f经过过渡阻抗 发生短路。对于正常状态的网络而言，发生短路相当于在故障节点f增加了一个 注入电流。因此，网络中任一节点i的电压可表

6、示为： 公式一 ： 由式可见，任一节点i的电压都由两项叠加而成。第一项是当时由网络内所 有电源在节点i产生的电压， 也就是短路前瞬间正常运行状态下的节点电压， 记为 。第二项是当网络中所有电流源都断开，电势源都短接时，仅仅由 短路电流 在节点i产生的电压。这两个分量的叠加，就等于发生短路后 节点i的实际电压，即 公式二也适用于故障节点 f，于是有： 是故障节点 f 的自阻抗，也称输入阻抗。 根据故障的边界条件： 由以上两个方程式解出： f I Gj fifjiji IZIZV )0( i V f I fifii IZVV )0( ff Z ff IV , fffff IZVV )0( 0 fff IzV fff f f zZ V I )0( 信息工程学院课程设计 3 2.总总体设计体设计 2.1程序程序语言语言及论述及论述