電力系統(tǒng)短路故障計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)11

1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）信息工程系電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目:電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 鐘建偉 2012年 03 月 18 日信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名 學(xué) 號 成 績設(shè)計(jì)題目電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容電力系統(tǒng)故障的計(jì)算程序設(shè)計(jì)及編制和調(diào)試。根據(jù)所給的電力系統(tǒng)，編制短路電流計(jì)算程序，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)試，最后完成一個(gè)切實(shí)可行的電力系統(tǒng)計(jì)算應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)要求1在對稱短路計(jì)算、簡單不對稱短路計(jì)算中任選一種計(jì)算作為計(jì)算作業(yè)。2計(jì)算機(jī)語言自選。3設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試出相關(guān)的通用計(jì)算程序。4輸入

2、輸出數(shù)據(jù)一律以文件格式形成。（1）對稱短路計(jì)算的輸入輸出數(shù)據(jù) (供參考)輸入數(shù)據(jù)可考慮為以下兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)1（可用變量表示）：節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、故障節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)2（可用二維數(shù)組表示）：支路參數(shù)即 支路首端號、支路末端號、支路電抗值輸出數(shù)據(jù)（可用二維數(shù)組表示）為：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣或阻抗矩陣、故障節(jié)點(diǎn)、故障點(diǎn)電流、支路電流、各節(jié)點(diǎn)電壓。（2）簡單不對稱短路計(jì)算的輸入輸出數(shù)據(jù) (供參考)輸入數(shù)據(jù)可考慮為以下兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)1（可用變量表示）：節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、故障節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)2（可用二維數(shù)組表示）：支路參數(shù)即支路首端號、支路末端號、支路正序電抗值、負(fù)序電抗值、零序電抗值輸出數(shù)據(jù)（可用二維數(shù)組表示）為：故障節(jié)點(diǎn)、故障點(diǎn)

3、電流、各支路電流、各節(jié)點(diǎn)電壓的序分量和相分量。5要求計(jì)算的題目（1）采用所編制的程序進(jìn)行電力系統(tǒng)分析例6-3題，習(xí)題6-10、6-11對稱短路計(jì)算；（2）采用所編制的程序進(jìn)行電力系統(tǒng)分析例8-5題、習(xí)題8-1簡單不對稱短路計(jì)算；注：在（1）、（2）中選取其中之一做為計(jì)算題。6考核考核時(shí)間：第10周以前；考核地點(diǎn)：學(xué)院計(jì)算機(jī)房；考核內(nèi)容：運(yùn)行所設(shè)計(jì)的程序,就該程序回答老師隨機(jī)提問。7參考資料（可以跟據(jù)編程情況自行增減）（1）電力系統(tǒng)分析（上冊） 華中科技大學(xué)出版社 何仰贊（2）電力系統(tǒng)故障的計(jì)算機(jī)輔助分析 重慶大學(xué)出版社 米麟書等（3）電力系統(tǒng)故障分析 清華大學(xué)出版社 周榮光（4）短路電流實(shí)用計(jì)

4、算方法 電力工業(yè)出版社 西安交通大學(xué)等（5）電網(wǎng)計(jì)算與程序設(shè)計(jì) 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 周作仁等（6）電力系統(tǒng)計(jì)算 水利電力出版社 周孝信等（7）電力系統(tǒng)計(jì)算 水利電力出版社 西安交通大學(xué)等8課程設(shè)計(jì)說明書格式（1）封面（見后頁）（2）內(nèi)容順序： 課程設(shè)計(jì)說明 選擇所用計(jì)算機(jī)語言的理由 程序主框圖及主要數(shù)據(jù)變量說明 程序及說明（所引用的計(jì)算公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明來源） 3道計(jì)算題及網(wǎng)絡(luò)圖,分別打印輸入數(shù)據(jù)及說明/輸出數(shù)據(jù)及說明 參考資料時(shí)間安排第一周：星期一到周四，查資料和搜集關(guān)于電力系統(tǒng)短路故障的信息。同時(shí)對兩種語言的簡單了解和運(yùn)用。星期五到星期天構(gòu)思電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。第二周：星期一至星期

5、三，電力系統(tǒng)短路故障的設(shè)計(jì)。星期四到星期六，整理程序，通過仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)。星期天，整理資料打印。 參考資料何仰贊，電力系統(tǒng)分析（上），華中科技大學(xué)出版社，2001 胡華.MATLAB數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教程.銀川：寧夏人民出版社.2007目錄1.Matlab和Microsoft Visual C+軟件簡介51.1Matlab簡介51.2 Microsoft Visual C+的簡介52.電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)71短路的基本知識72.計(jì)算項(xiàng)目條件83.計(jì)算步驟84.簡化計(jì)算法95.程序主框圖及主要數(shù)據(jù)變量說明106.計(jì)算電流及網(wǎng)絡(luò)中的電流分布127.程序流程圖：158程序部分15總結(jié)18參考資料

6、：191.Matlab和Microsoft Visual C+軟件簡介1.1Matlab簡介在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，往往要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，其中包括矩陣運(yùn)算。這些運(yùn)算一般來說難以用手工精確和快捷地進(jìn)行，而要借助計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的程序做近似計(jì)算。目前流行用Basic、Fortran和c語言編制計(jì)算程序, 既需要對有關(guān)算法有深刻的了解，還需要熟練地掌握所用語言的語法及編程技巧。對多數(shù)科學(xué)工作者而言，同時(shí)具備這兩方面技能有一定困難。通常，編制程序也是繁雜的，不僅消耗人力與物力,而且影響工作進(jìn)程和效率。為克服上述困難，美國Mathwork公司于1967年推出了“Matrix Laboratory”（縮

7、寫為Matlab）軟件包，并不斷更新和擴(kuò)充。目前最新的5.x版本（windows環(huán)境）是一種功能強(qiáng)、效率高便于進(jìn)行科學(xué)和工程計(jì)算的交互式軟件包。其中包括：一般數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號處理、建模和系統(tǒng)控制和優(yōu)化等應(yīng)用程序，并集應(yīng)用程序和圖形于一便于使用的集成環(huán)境中。在此環(huán)境下所解問題的Matlab語言表述形式和其數(shù)學(xué)表達(dá)形式相同，不需要按傳統(tǒng)的方法編程。不過，Matlab作為一種新的計(jì)算機(jī)語言，要想運(yùn)用自如，充分發(fā)揮它的威力，也需先系統(tǒng)地學(xué)習(xí)它。但由于使用Matlab編程運(yùn)算與人進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的思路和表達(dá)方式完全一致，所以不象學(xué)習(xí)其它高級語言-如Basic、Fortran和C等那樣難于掌握。實(shí)

8、踐證明，你可在幾十分鐘的時(shí)間內(nèi)學(xué)會Matlab的基礎(chǔ)知識，在短短幾個(gè)小時(shí)的使用中就能初步掌握它.從而使你能夠進(jìn)行高效率和富有創(chuàng)造性的計(jì)算。 Matlab大大降低了對使用者的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)語言知識的要求，而且編程效率和計(jì)算效率極高，還可在計(jì)算機(jī)上直接輸出結(jié)果和精美的圖形拷貝，所以它的確為一高效的科研助手。自推出后即風(fēng)行美國，流傳世界。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)

9、點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。其中電力行業(yè)的專用工具箱SimPowerSystems也在電力系統(tǒng)分析與計(jì)算中發(fā)揮了重大作用。1.2 Microsoft Visual C+的簡介Microsoft Visual C+是Microsoft公司推出的開發(fā)Win32環(huán)境程序，面向?qū)ο蟮目梢暬删幊滔到y(tǒng)。它不但具有程序框架自動生成、靈活方便的類管理、代碼編寫和界面設(shè)計(jì)集成交互操作、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點(diǎn)，而且通過簡單的設(shè)置就可使其生成的程序框架支持?jǐn)?shù)據(jù)庫接口、OLE2，WinSo

10、ck網(wǎng)絡(luò)、3D控制界面。 它以擁有“語法高亮”，IntelliSense（自動編譯功能）以及高級除錯功能而著稱。比如，它允許用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，單步執(zhí)行等。還有允許用戶在調(diào)試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動正在調(diào)試的程序。其編譯及建置系統(tǒng)以預(yù)編譯頭文件、最小重建功能及累加連結(jié)著稱。這些特征明顯縮短程式編輯、編譯及連結(jié)的時(shí)間花費(fèi)，在大型軟件計(jì)劃上尤其顯著。Visual Studio 是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，Visual Studio 可以用來創(chuàng)建 Windows 平臺下的 Windows 應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和 Office 插件。Visual

11、 Studio 是目前最流行的 Windows 平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。目前已經(jīng)開發(fā)到 10.0 版本，也就是 Visual Studio 2010。 Visual Studio 2008 包括各種增強(qiáng)功能，例如可視化設(shè)計(jì)器（使用 .NET Framework 3.5 加速開發(fā)）、對 Web 開發(fā)工具的大量改進(jìn)，以及能夠加速開發(fā)和處理所有類型數(shù)據(jù)的語言增強(qiáng)功能。Visual Studio 2008 為開發(fā)人員提供了所有相關(guān)的工具和框架支持，幫助創(chuàng)建引人注目的、令人印象深刻并支持 AJAX 的 Web 應(yīng)用程序。 開發(fā)人員能夠利用這些豐富的客戶端和服務(wù)器端框架輕松構(gòu)建以客戶為中心的 Web 應(yīng)用程

12、序，這些應(yīng)用程序可以集成任何后端數(shù)據(jù)提供程序、在任何當(dāng)前瀏覽器內(nèi)運(yùn)行并完全訪問 ASP NET 應(yīng)用程序服務(wù)和 Microsoft 平臺。2.電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)1短路的基本知識1.1系統(tǒng)短路的特點(diǎn) 根據(jù)電力系統(tǒng)短路的特點(diǎn)，建立了合理的短路的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上， 形成電力系統(tǒng)短路電流實(shí)用汁算方法；節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的支路追加法編制了對任意一個(gè)電力系統(tǒng)在任意點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)三相短路電流及其分布的通用計(jì)算程序 該辦法適用予各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)從一個(gè)側(cè)面展示了計(jì)算機(jī)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的廣闊前景 所給的電力系統(tǒng)，編制短路電流計(jì)算程序，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)試，最后完成一個(gè)切實(shí)可行的電力系統(tǒng)計(jì)算應(yīng)用

13、程序。通過自己設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)計(jì)算程序使同學(xué)們對電力系統(tǒng)分析有進(jìn)一步理解，同時(shí)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。電力系統(tǒng)的短路故障是嚴(yán)重的，而又是發(fā)生幾率最多的故障，一般說來，最嚴(yán)重的短路是三相短路。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)， 其短路電流可達(dá)數(shù)萬安以至十幾萬安，它們所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)將使電氣設(shè)備遭受嚴(yán)重破環(huán)。為此，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，繼電保護(hù)裝置必須迅速切除故障線路，以避免故障部分繼續(xù)遭受危害，并使非故障部分從不正常運(yùn)行情況下解脫出來，這要求電氣設(shè)備必須有足夠的 機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定度，開關(guān)電氣設(shè)備必須具備足夠的開斷能力，即必須經(jīng)得起可能最大短路的侵?jǐn)_而不致?lián)p壞。因此， 電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算是電力系統(tǒng)運(yùn)行分析，設(shè)計(jì)

14、計(jì)算的重要環(huán)節(jié)，許多電業(yè)設(shè)計(jì)單位和個(gè)人傾注極大精力從事這一工作的研究。由于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，隨著生產(chǎn)發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步系統(tǒng)日趨擴(kuò)大和復(fù)雜化，短路電流計(jì)算工作量也隨之增大，采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算勢在并行。1.2概念簡介 短路：電力系統(tǒng)故障的基本形式。短路故障：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。 短路類型：4種。最多的短路類型：單相短路 對稱短路（三相短路）、非對稱短路（其余三種短路類型）。 斷線故障（非全相運(yùn)行、縱向故障）：一相斷線、二相斷線。不對稱故障：非對稱短路、斷線故障 簡單、復(fù)雜故障：簡單故障指系統(tǒng)中僅有一處短路或斷線故障；復(fù)雜故障指系統(tǒng)中不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生不對稱

15、故障。 1.3短路原因、危害 原因：客觀（絕緣破壞：架空線絕緣子表面放電，大風(fēng)、冰雹、臺風(fēng)）、主觀（誤操作）。 危害：短路電流大（熱效應(yīng)、電動效應(yīng)）、故障點(diǎn)附件電壓下降、功率不衡失去穩(wěn)定、不對稱故障產(chǎn)生不平衡磁通影響通信線路。 1.4解決措施：繼電保護(hù)快速隔離、自動重合閘、串聯(lián)電抗器等 短路計(jì)算重要性 1.5對任務(wù)所涉及的關(guān)鍵：電力系統(tǒng)無窮大容量供電系統(tǒng) ，數(shù)學(xué)模型節(jié)點(diǎn)方程， 短路電流方程，阻抗矩陣2.計(jì)算項(xiàng)目條件 2.1 假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量.用戶處短路后,系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多. 具體規(guī)定: 對于335KV級電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算,可以認(rèn)為110KV及以的系統(tǒng)

16、的容量為無限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗. 2.2在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí),只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對于架空線和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻. 2.3短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,都以三相短路為計(jì)算條件.因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r(shí)的短路電流都小于三相短路電流.能夠分?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏? 3.計(jì)算步驟3.1做出電力系統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)圖在計(jì)算用圖中應(yīng)包括與短路電流計(jì)算有關(guān)的全部電力元件（如系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），以及它們之間的連接關(guān)系。在元件旁邊應(yīng)注明它們的技術(shù)數(shù)據(jù)，

17、如額定電壓、額定容量、線路的長度及線路型號等。另外，在計(jì)算圖上應(yīng)標(biāo)明短路點(diǎn)。為了便于計(jì)算，每個(gè)元件按順序編號。3.2計(jì)算各元件參數(shù)根據(jù)給定的電力系統(tǒng)，首先確定是用標(biāo)幺值的計(jì)算方法計(jì)算短路電流，還是用實(shí)際值計(jì)算的方法。一般在有兩個(gè)及兩個(gè)以上的電壓等級情況下用標(biāo)幺值的方法較實(shí)際值的方法計(jì)算簡便，用實(shí)際值計(jì)算時(shí)，首先選定一個(gè)基準(zhǔn)值（即電壓等級），此基準(zhǔn)值應(yīng)選被計(jì)算短路電流短路點(diǎn)的電壓等級，然后將其他電壓等級所有的阻抗用變壓器變比原理換算到基本級上來。用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，首先選定一個(gè)基準(zhǔn)容量，此基準(zhǔn)容量的選擇應(yīng)上“便于計(jì)算”，使x值小數(shù)點(diǎn)前后的0最少。一般選取整數(shù)，如：系統(tǒng)大，取Sb=1000MVA;系統(tǒng)

18、小，取Sb=100MVA.3.3.基準(zhǔn)電壓一般選取平均電壓：Ub=Uav比額定電壓高5%，Un(kV) 220 110 35 10 0.38 ;Uav(kV) 230 115 37 10.5 0.4 然后算出基準(zhǔn)電流值。3.4繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖繪制電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖的目的是便于短路電流計(jì)算。圖中應(yīng)標(biāo)明各元件的序號及阻抗。3.5網(wǎng)絡(luò)化簡網(wǎng)絡(luò)化簡是將等值網(wǎng)絡(luò)化簡到最簡單的形式，若有兩個(gè)及兩個(gè)以上的電源，則歸并成一個(gè)電源。有并聯(lián)的回路化簡成串聯(lián)。采取多電源歸并成一個(gè)電源的方法，是因?yàn)槲覀儾扇×艘幌盗械募僭O(shè)條件，所以在計(jì)算中可以用電源的阻抗相并聯(lián)的方法。3.6進(jìn)行短路電流計(jì)算通過以上工作，把一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)

19、化簡成只有一個(gè)等效元件的系統(tǒng)，等效元件的一端是綜合電動勢，另一端是綜合阻抗和短路點(diǎn)，這樣就可以用最簡單的歐姆定律來計(jì)算短路電路，即I=E/X；式中E-系統(tǒng)電源對短路點(diǎn)的綜合次暫態(tài)電動勢，在化簡計(jì)算中取1；X-系統(tǒng)對短路點(diǎn)的綜合阻抗。 必須注意：根據(jù)以上步驟，用實(shí)際值求得的短路電流，都是歸算到基本級的數(shù)值，要想得到非基本級的短路電流，必須根據(jù)變壓器的變比換算到要計(jì)算短路電流的那個(gè)電壓等級。用標(biāo)幺值方法計(jì)算求得的短路電流，要想得到實(shí)際值，還必須乘以相應(yīng)電壓等級的基準(zhǔn)電流值。4.簡化計(jì)算法 即使設(shè)定了一些假設(shè)條件,要正確計(jì)算短路電流還是十分困難,對于一般用戶也沒有必要.一些設(shè)計(jì)手冊提供了簡化計(jì)算的圖

20、表.省去了計(jì)算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時(shí)沒有設(shè)計(jì)手冊怎么辦?下面介紹一種 “口訣式”的計(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法. 在介紹簡化計(jì)算法之前必須先了解一些基本概念. 4.1主要參數(shù) Sd三相短路容量 (MVA)簡稱短路容量校核開關(guān)分?jǐn)嗳萘?Id三相短路電流周期分量有效值(KA)簡稱短路電流校核開關(guān)分?jǐn)嚯娏?和熱穩(wěn)定 IC三相短路第一周期全電流有效值(KA) 簡稱沖擊電流有效值校核動穩(wěn)定 ic三相短路第一周期全電流峰值(KA) 簡稱沖擊電流峰值校核動穩(wěn)定 x電抗() 其中系統(tǒng)短路容量Sd和計(jì)算點(diǎn)電抗x 是關(guān)鍵. 4.2.標(biāo)么值 計(jì)算時(shí)選定一個(gè)基準(zhǔn)容量(Sjz)和

21、基準(zhǔn)電壓(Ujz).將短路計(jì)算中各個(gè)參數(shù)都轉(zhuǎn)化為和該參數(shù)的基準(zhǔn)量的比值(相對于基準(zhǔn)量的比值),稱為標(biāo)么值(這是短路電流計(jì)算最特別的地方,目的是要簡化計(jì)算). (1)基準(zhǔn) 基準(zhǔn)容量 Sjz =100 MVA 基準(zhǔn)電壓 UJZ規(guī)定為8級. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上兩項(xiàng),各級電壓的基準(zhǔn)電流即可計(jì)算出,例: UJZ (KV)37 因?yàn)?S=1.73*U*I 所以 IJZ (KA)1.565.59.16144 (2)標(biāo)么值計(jì)算 容量標(biāo)么值 S* =S/SJZ.例如:當(dāng)10KV母線上短路容量為200 MVA時(shí),其標(biāo)

22、么值容量 S* = 200/100=2. 電壓標(biāo)么值 U*= U/UJZ ; 電流標(biāo)么值 I* =I/IJZ 4.3無限大容量系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算公式 短路電流標(biāo)么值: I*d = 1/x* (總電抗標(biāo)么值的倒數(shù)). 短路電流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA) 沖擊電流有效值: Ic = Id *1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC沖擊系數(shù),取1.8 所以 IC =1.52Id 沖擊電流峰值: Ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA) 當(dāng)1000KVA及以下變壓器二次側(cè)短路時(shí),沖擊系數(shù)KC ,取1.3 這時(shí):沖擊電流有效值IC =1.09*Id(KA

23、) 沖擊電流峰值: ic =1.84 Id(KA) 掌握了以上知識,就能進(jìn)行短路電流計(jì)算了.公式不多,又簡單.但問題在于短路點(diǎn)的總電抗如何得到?例如:區(qū)域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業(yè)變電所變壓器的電抗,等等. 一種方法是查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標(biāo)么值.求得總電抗后,再用以上公式計(jì)算短路電流; 設(shè)計(jì)手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流. 下面介紹一種 “口訣式”的計(jì)算方法,只要記牢7句口訣,就可掌握短路電流計(jì)算方法. 4.4簡化算法 【1】系統(tǒng)電抗的計(jì)算 系統(tǒng)電抗，百兆為一。容量增減，電抗反比。100除系統(tǒng)容量 例：基準(zhǔn)容量 100MVA。當(dāng)

24、系統(tǒng)容量為100MVA時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/1001 當(dāng)系統(tǒng)容量為200MVA時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/2000.5 當(dāng)系統(tǒng)容量為無窮大時(shí)，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/0 系統(tǒng)容量單位：MVA 系統(tǒng)容量應(yīng)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供。當(dāng)不能得到時(shí)，可將供電電源出線開關(guān)的開斷容量 5.程序主框圖及主要數(shù)據(jù)變量說明5.1 利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流如圖所示，假定系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)f經(jīng)過過渡阻抗發(fā)生短路。對于正常狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)而言，發(fā)生短路相當(dāng)于在故障節(jié)點(diǎn)f增加了一個(gè)注入電流 。因此，網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)i的電壓可表示為： 公式一 由式可見，任一節(jié)點(diǎn)電壓i的電壓都由兩項(xiàng)疊加而成。第一項(xiàng)是當(dāng) 時(shí)由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電

25、源在節(jié)點(diǎn)i產(chǎn)生的電壓，也就是短路前瞬間正常運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)電壓，記為 。第二項(xiàng)是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有電流源都斷開，電勢源都短接時(shí)，僅僅由短路電流 在節(jié)點(diǎn)i產(chǎn)生的電壓。這兩個(gè)分量的疊加，就等于發(fā)生短路后節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際電壓，即公式二公式二也適用于故障節(jié)點(diǎn)f，于是有是故障節(jié)點(diǎn)f的自阻抗，也稱輸入阻抗。方程式含有兩個(gè)未知量 ，根據(jù)故障的邊界條件：由以上兩個(gè)方程式解出：5.2題目簡圖由MATLAB求的導(dǎo)納矩陣為：Y= -j13.872 0 j9.524 0 0 0 -j8.333 0 j4.762 0 J9.524 0 -j15.233 j2.296 j3.444 0 j4.672 j2.296 -j10.965

26、 j3.936 0 0 j3.444 j3.936 -j7.357 Z矩陣為：Z=j0.072 0 -j0.105 0 0 0 j0.120 0 -j0.214 0 -j0.105 0 j0.067 -j0.436 -j0.290 0 -j0.209 -j0.436 j0.091 -j0.254 0 0 -j0.290 -j0.254 j0.1366.計(jì)算電流及網(wǎng)絡(luò)中的電流分布6.1當(dāng)節(jié)點(diǎn)5發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算各參數(shù)=-j13.872, =0=-0.687,=-=-j15.233-=-j8.694 ,6.2阻抗矩陣元素計(jì)算，6.3節(jié)點(diǎn)注入電流源計(jì)算時(shí)，取=j1.05，節(jié)點(diǎn)電壓初值 (注意：=0

27、) 6.4阻抗矩陣Z=j0.182 j0.0617 j0.160 j0.0898 j0.133 j0.0617 j0.208 j0.0898 j0.154 j0.124 j0.160 j0.0898 j0.233 j0.157 j0.193 j0.0898 j0.154 j0.157 j0.269 j0.217 j0.133 j0.124 j0.193 j0.217 j0.3436.5對取其倒數(shù)存放在對角線位置，得到因子表如下：j0.072 0 -0.687 0 00 0.208 0 -0.739 0-0.687 0 j0.115 -0.264 -0.396 0 -0.739 -0.264 j

28、0.155 -0.8080 0 -0.396 -0.808 j0.1677.程序流程圖： 8程序部分程序如下：function jd=input(please input jd=);jd=input(please input jd=);if jd=1Y=-j13.872,0,j9.524,0,0;0,-j8.333,0,j4.762,0;j9.524,0,-j15.233, j2.296,j3.444;0,j4.672,j2.296,-j10.965,j3.936; 0,0,j3.444,j3.936,-j7.357;inv(Y);I=1.05/j0.182;V1=0;V2=1.05-0.06

29、17j*I;V3=1.067-0.160j*I;V4=1.069-0.0898j*I;V5=1.071-0.133j*I;I54=(V5-V4)/0.254j;I43=(V4-V3)/0.436j;I24=(V2-V4)/0.254j;I13=(V1-V3)/0.104j;I35=(V3-V5)/0.290j;break,endendif jd=2;Y=-j13.872,0,j9.524,0,0;0,-j8.333,0,j4.762,0;j9.524,0,-j15.233, j2.296,j3.444;0,j4.672,j2.296,-j10.965,j3.936; 0,0,j3.444,j3

30、.936,-j7.357;inv(Y);I=1.05/0.208j;V1=1.05-0.0617j*I;V2=0;V3=1.067-0.0898j*I;V4=1.069-0.154j*I;V5=1.071-0.124j*I;I54=(V5-V4)/0.254j;I43=(V4-V3)/0.436j;I24=(V2-V4)/0.254j;I13=(V1-V3)/0.104j;I35=(V3-V5)/0.290j;break,endendif jd=3;Y=-j13.872,0,j9.524,0,0;0,-j8.333,0,j4.762,0;j9.524,0,-j15.233, j2.296,j3

31、.444;0,j4.672,j2.296,-j10.965,j3.936; 0,0,j3.444,j3.936,-j7.357;inv(Y);I=1.067/0.233j;V1=1.05-0.160j*I;V2=1.05-0.0898j*I;V3=0;V4=1.069-0.157j*I;V5=1.071-0.193j*I;I54=(V5-V4)/0.254j;I43=(V4-V3)/0.436j;I24=(V2-V4)/0.254j;I13=(V1-V3)/0.104j;I35=(V3-V5)/0.290j;break,end endif jd=4;Y=-j13.872,0,j9.524,0,

32、0;0,-j8.333,0,j4.762,0;j9.524,0,-j15.233, j2.296,j3.444;0,j4.672,j2.296,-j10.965,j3.936; 0,0,j3.444,j3.936,-j7.357;inv(Y);I=1.069/0.269j;V1=1.05-0.0898j*I;V2=1.05-0.154j*I;V3=1.067-0.157j*I;V4=0;V5=1.071-0.217j*I;I54=(V5-V4)/0.254j;I43=(V4-V3)/0.436j;I24=(V2-V4)/0.254j;I13=(V1-V3)/0.104j;I35=(V3-V5)/0.290j;break,endendif jd=5;Y=-j13.872,0,j9.524,0,0;0,-j