2009級(jí)高等電力系統(tǒng)分析作業(yè)短路計(jì)算編程報(bào)告

1、短路計(jì)算：學(xué)號(hào)：20913034專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化完成日期：2010.05.10一、設(shè)計(jì)目的電力系統(tǒng)短路故障分為三相對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路，其中不對(duì)稱短路又分為單相接地短路、兩相短路和兩相短路接地三種。本次設(shè)計(jì)旨在通過學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)短路計(jì)算的原理熟悉并掌握短路計(jì)算的計(jì)算機(jī)算法。二、程序說明本次編程設(shè)計(jì)的環(huán)境是贊，銀，華技大學(xué)，對(duì)稱短路算例參考：電力系統(tǒng)分析（上冊(cè)），不對(duì)稱算例參考電力系統(tǒng)分析(高（等教育）。1、三相對(duì)稱短路網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)據(jù)為“xt”。具體計(jì)算過程中采用了一系列簡(jiǎn)化處理，包括：1）忽略發(fā)電略不計(jì)。壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線路的電容，負(fù)荷忽所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于 1。假定所

2、有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)具有相同的相位，所有元件僅用電抗表示。各節(jié)點(diǎn)的電壓的正常分量的標(biāo)幺值都取做 1。計(jì)算結(jié)果輸出到“三相短路計(jì)算結(jié)果.txt”。2、不對(duì)稱三相短路導(dǎo)入數(shù)據(jù)“in1.txt”、“in2.txt”、“in0.txt”分別為正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)， “inVcs.txt”是個(gè)節(jié)點(diǎn)初始電壓的標(biāo)幺值。短路類型用 fault 表示（fault=1 單相短路接地;fault=2 兩相相間短路;fault=3 兩相短路接地）。短路點(diǎn)位 k。計(jì)算結(jié)果輸出到“不對(duì)稱短路計(jì)算結(jié)果.txt”。3、注意：每次導(dǎo)入txt 數(shù)據(jù)文檔前都要將 workspace 清空。三、程序流程圖（1） 三相對(duì)稱短路輸入數(shù)據(jù)2）不

3、對(duì)稱短路輸入數(shù)據(jù)計(jì)算故障點(diǎn)各序電流分量，并相電流選擇故障類型 fault和故障點(diǎn) k形成三個(gè)序網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)阻抗陣ZZ1,ZZ2,ZZ0形成三個(gè)序網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣 YY1,YY2,YY0計(jì)算任意支路電流計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)電壓選擇短路點(diǎn)f對(duì)導(dǎo)納陣求逆，形成節(jié)點(diǎn)阻抗矩Z形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y四、程序代碼（1）對(duì)稱短路“duanlujisuan.m”%三相短路計(jì)算程序%參考資料：電力系統(tǒng)分析（上冊(cè)）（華技大學(xué)）第六章 例 6-3%簡(jiǎn)化處理：1、忽略發(fā)電不計(jì)。壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線路的電容，負(fù)荷忽略%2、所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于 1。3、假定所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)具有相同的相位，所有元件僅用電抗表示。4、各節(jié)點(diǎn)的

4、電壓的正常分量的標(biāo)幺值都取做 1。clc;n=input(節(jié)點(diǎn)數(shù) n=); b=input(支路數(shù) b=); Fr=in(:,1);點(diǎn)號(hào)賦予 From To=in(:,2);節(jié)點(diǎn)號(hào)賦予To z=in(:,3)*i;g=in(:,4);E=zeros(b,1); for i=1:bif g(i)=1E(i)=1.0;end end a=max(Fr); c=max(To); if caa=c;end刪除了參考節(jié)點(diǎn)的總節(jié)點(diǎn)數(shù)%輸入節(jié)點(diǎn)數(shù) n,包含參考節(jié)點(diǎn)%輸入支路數(shù) b%將矩陣的第一列即各支路的開始節(jié)%將矩陣的第三列即各支路的結(jié)束%發(fā)電機(jī)支路%發(fā)電機(jī)電勢(shì)%根據(jù)給出的起始節(jié)點(diǎn)號(hào)信息求出Y=zeros

5、(a,a);計(jì)算任意節(jié)點(diǎn)各序電壓 U1,U2,U0 和任意支路各序電流 I1,I2,I0%生成一個(gè)和導(dǎo)納矩陣一樣維數(shù)的空矩陣，準(zhǔn)備存入信息forl=1:b%對(duì)各支路進(jìn)行循環(huán) if Fr(l)=0&To(l)=0Y(Fr(l),To(l)=-1/z(l);Y(To(l),Fr(l)=Y(Fr(l),To(l);兩節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納在導(dǎo)納矩陣中的值就等于阻抗的倒數(shù)的相反數(shù)endif Fr(l)=0Y(Fr(l),Fr(l)=Y(Fr(l),Fr(l)+1/z(l);endif To(l)=0%Y(To(l),To(l)=Y(To(l),To(l)+1/z(l);導(dǎo)納就等于每個(gè)與此節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的支路的阻

6、抗的倒數(shù)相疊加endenddisp(節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣:) Y%顯示導(dǎo)納陣 disp(節(jié)點(diǎn)阻抗陣:) Z=inv(Y)%求出阻抗陣f=input(輸入短路節(jié)點(diǎn)號(hào)f=);%自zf=input( zf=);Z(:,f);輸入短路點(diǎn)對(duì)地阻抗%通常忽略%阻抗陣第 f 列元素%短路電流及網(wǎng)絡(luò)中的電流分布V=zeros(a,1);If=1/(Z(f,f)+zf)%短路電流 If V=1-Z(:,f)/(Z(f,f)+zf)%網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)電壓 I=zeros(b,1);for i=1:b%各支路電流if Fr(i)=0&To(i)=0I(i)=(V(To(i)-V(Fr(i)*Y(Fr(i),To(i);end

7、ifFr(i)=0%發(fā)電機(jī)支路一端接地 I(i)=(V(To(i)-E(i)/z(i);endend Ifid=fopen(三相短路計(jì)算結(jié)果.txt,wt);fpr fpr fpr fpr fpr fpr fprfprf(fid,三相短路電流%d+%f*i,real(If),imag(If); f(fid,n);f(fid,節(jié)點(diǎn)電壓:);f(fid,n);f(fid,%fn,V);f(fid,各支路電流:);f(fid,n);f(fid,%f*in,-imag(I);fclose(fid);（2） 不對(duì)稱短路“buduichengjisuan.m”%不對(duì)稱短路計(jì)算程序%參考資料：電力系統(tǒng)分析(

8、高等教育）clc;Vcs=inVcs(:,1);%各節(jié)點(diǎn)的初始電壓標(biāo)幺值%in1.txt、in2.txt、in0.txt 分別為正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Fr1=in1(:,1);節(jié)點(diǎn)號(hào)賦予 Fr1 To1=in1(:,2);束節(jié)點(diǎn)號(hào)賦予 To1 z1=in1(:,3)*i; b1=length(Fr1); n1=max(Fr1); c=max(To1);if cn1n1=c;end%求正序?qū)Ъ{矩陣Y1 和正序阻抗矩陣 ZZ1 Y1=zeros(n1,n1);for l=1:b1%對(duì)各支路進(jìn)行循環(huán)if Fr1(l)=0&To1(l)=0 Y1(Fr1(l),To1(l)=-1/z1(l);%將矩

9、陣的第一列即各支路的開始%將矩陣的第二列即各支路的結(jié)%支路數(shù)%除去參考節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)Y1(To1(l),Fr1(l)=Y1(Fr1(l),To1(l);%兩節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納在導(dǎo)納矩陣中的值就等于阻抗的倒數(shù)的相反數(shù) endif Fr1(l)=0Y1(Fr1(l),Fr1(l)=Y1(Fr1(l),Fr1(l)+1/z1(l);endif To1(l)=0Y1(To1(l),To1(l)=Y1(To1(l),To1(l)+1/z1(l);%自導(dǎo)納就等于每個(gè)與此節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的支路的阻抗的倒數(shù)相疊加 endend Y1;ZZ1=inv(Y1);%求負(fù)序?qū)Ъ{矩陣Y2 和負(fù)序阻抗矩陣 ZZ2 Fr2=in2(

10、:,1);To2=in2(:,2);z2=in2(:,3)*i; b2=length(Fr2); n2=max(Fr1); c2=max(To1); if c2n2n2=c2;end%除去參考節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)Y2=zeros(n2,n2);for l=1:b2if Fr2(l)=0&To2(l)=0 Y2(Fr2(l),To2(l)=-1/z2(l);Y2(To2(l),Fr2(l)=Y2(Fr2(l),To2(l);endif Fr2(l)=0Y2(Fr2(l),Fr2(l)=Y2(Fr2(l),Fr2(l)+1/z2(l);endif To2(l)=0Y2(To2(l),To2(l)=Y2(T

11、o2(l),To2(l)+1/z2(l);endend Y2;ZZ2=inv(Y2);%求零序?qū)Ъ{矩陣 Y0 和零序阻抗矩陣ZZ0,零序網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn) 1 和 2 分別對(duì)應(yīng)正序網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)2 和 3Fr0=in0(:,1);To0=in0(:,2);z0=in0(:,3)*i; b0=length(Fr0);n0=max(Fr0);c0=max(To0); if c0n0n0=c0;end%除去參考節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)Y0=zeros(n0,n0);for l=1:b0if Fr0(l)=0&To0(l)=0 Y0(Fr0(l),To0(l)=-1/z0(l);Y0(To0(l),Fr0(l)=Y0(Fr0

12、(l),To0(l);endif Fr0(l)=0Y0(Fr0(l),Fr0(l)=Y0(Fr0(l),Fr0(l)+1/z0(l);endif To0(l)=0Y0(To0(l),To0(l)=Y0(To0(l),To0(l)+1/z0(l);endend Y0;ZZ0=inv(Y0);fault=input(輸入短路類型 fault=);地;fault=2 兩相相間短路;fault=3 兩相短路接地k=input(輸入短路節(jié)點(diǎn) k=);%輸入短路類型 ;fault=1 單相短路接%輸入故障節(jié)點(diǎn)號(hào)%計(jì)根據(jù)故障類型選擇不同的計(jì)算公式，算故障點(diǎn)各序電流 iult=1Ik1=Vcs(k)/(ZZ1

13、(k,k)+ZZ2(k,k)+ZZ0(k,k);Ik2=Ik1;%單相短路接地時(shí)的各序電流分量Ik0=Ik1;IkA=3*Ik1%短路點(diǎn)A 相電流IkB=0IkC=0elseiffault=2Ik1=Vcs(k)/(ZZ1(k,k)+ZZ2(k,k); Ik2=-1*Ik1;%兩相相間短路時(shí)的各序電流分量Ik0=0; IkA=0IkB=sqrt(3)*Ik1 IkC=-IkBfault=3%短路點(diǎn) B 相電流%短路點(diǎn) C 相電流elseIk1=Vcs(k)/(ZZ1(k,k)+ZZ2(k,k)*ZZ0(k,k)/(ZZ2(k,k)+ZZ0(k,k);Ik2=-Ik1*ZZ0(k,k)/(ZZ2

14、(k,k)+ZZ0(k,k);%兩相短路接地時(shí)的各序電流分量Ik0=-Ik1*ZZ2(k,k)/(ZZ2(k,k)+ZZ0(k,k); IkA=0IkB=sqrt(3)*sqrt(1-ZZ0(k,k)*ZZ2(k,k)/(ZZ0(k,k)+ZZ2(k,k)2)*Ik1IkC=IkBend%計(jì)算短路點(diǎn)各相的各序電壓分量 Uk1=Vcs(k)-ZZ1(k,k)*Ik1;Uk2=-ZZ2(k,k)*Ik2;Uk0=-ZZ0(k,k)*Ik0;%計(jì)算任意點(diǎn)的各序電壓分量 U1=zeros(n1,1); U2=zeros(n1,1); U0=zeros(n1,1);for i=1:n1 if i=kU1

15、(i)=Vcs(i)-ZZ1(i,k)*Ik1;U2(i)=-ZZ2(i,k)*Ik2;U0(i)=-ZZ0(i,k)*Ik0;else U1(i)=Uk1;U2(i)=Uk2; U0(i)=Uk0;end end U1 U2U0%計(jì)算各支路電流的各序分量I1=zeros(b1,1); fori=1:b1%各支路正序電流 if Fr1(i)=0&To1(i)=0I1(i)=(U1(To1(i)-U1(Fr1(i)*Y1(Fr1(i),To1(i);endif Fr1(i)=0I1(i)=(U1(To1(i)-0)/z1(i);endend I1I2=zeros(b2,1); fori=1:b2

16、%各支路負(fù)序電流 if Fr2(i)=0&To2(i)=0I2(i)=(U2(To2(i)-U2(Fr2(i)*Y2(Fr2(i),To2(i);endif Fr2(i)=0I2(i)=(U2(To2(i)-0)/z2(i);endend I2% 正序I0=zeros(b0,1); fori=1:b0%各支路零序電流 if Fr0(i)=0&To0(i)=0I0(i)=(U0(To0(i)-U0(Fr0(i)*Y0(Fr0(i),To0(i);endif Fr0(i)=0I0(i)=(U0(To0(i)-0)/z0(i);endend I0fid=fopen(不對(duì)稱短路計(jì)算結(jié)果.txt,wt)

17、;fpr fpr fpr fprfprf(fid,n);f(fid,短路類型fault=%d,fault); f(fid,n);f(fid,短路點(diǎn)正序電流 Ik1=%f*in,imag(Ik1);f(fid,短路點(diǎn)負(fù)序電流 Ik2=%f*in,imag(Ik2);fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fpr fprfprf(fid,短路點(diǎn)零序電流 Ik0=%f*in,imag(Ik0); f(fid,n);f(fid,短路點(diǎn)A 相電流 IkA=%f*i,imag(IkA); f(fid,短路點(diǎn) B 相電流 IkB=%f*i,imag(IkB); f(fid,短路點(diǎn) C 相電流 IkC=%f*i,imag(IkC); f(fid,n);f(fid,各