1、电力系统短路计算课程设计课程设计(论文)题 目 名 称 电力系统短路计算课程设计 课 程 名 称 电力系统暂态分析 学 生 姓 名 XXX 学 号 XXX 系 、专 业 07级电力系统运行及其控制 指 导 教 师 XXXX 2010年 7 月 2 日目 录1手工计算.12 程序设计.72.1 程序流程图.72.2MATLAB程序设计. 82.3 运行结果.19 结束语. 20邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业07电力系统运行与控制学生姓名蔡尧星学 号0741227316题目名称电力系统某节点金属性两相短路接地计算设计时间2010年6.217.2课程名称电力系统暂态分析课程编号1212022
2、03设计地点综合仿真室教研室一、 课程设计（论文）目的1. 掌握电力系统短路计算的基本原理；2. 掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C+语言）；3. 采用计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。二、 已知技术参数和条件某6节点电力系统如图1所示。线路和变压器正序和零序电抗如表1.1所示（基准功率为）。变压器连接方式如图1所示。节点3和节点5间的YNyn接线变压器中性点通过电抗器接地，电抗大小为0.1p.u.（标幺值）。发电机正序、零序电抗包括中性点接地电抗如表1.2所示（基准功率为）。忽略电阻、并联电抗和负载，并假定负序电抗等于正序电抗。计算节点6发生金
3、属性两相短路接地故障情况下的故障电流，各相电压。图1 6节点的单线图表1.1 线路和变压器数据（标幺值）节点编号节点编号节点编号节点编号140.2250.400350.0420.042150.1050.200460.1250.250160.2150.390560.1750.350240.0350.035表1.2 发电机暂态阻抗；p.u.编号（发电机）正序电抗零序电抗接地电抗10.200.060.0020.150.040.0530.250.080.00三、任务和要求要求：1.手工计算，手写，采用A4纸，得出计算结果。2.编写程序：它包括程序源代码；程序说明；部分程序的流程图；程序运行结果，电子版
4、。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）【1】何仰赞等.电力系统分析（上.下）.华中理工大学出版社。【2】西安交通大学等.电力系统计算.水利电力出版社。【3】陈衍.电力系统稳态分析.水利电力出版社。【4】李光琦.电力系统暂态分析.水利电力出版社。五、进度安排2010.6.18 ：下达课程设计的计划书，任务书，设计题目及分组情况。2010.6.216.24 ：学生完成短路计算的手工计算2010.6.25 ：讲述课程设计编程的思路、要求;举例：用MATLAB软件编写的部分程序2010.6.266.27 ：学生编写程序2010.6.28 ：上机调试程序2010.6.296.30 ：
5、上机调试程序，得出正确结果2010.7.1 ：完成课程设计的手工计算和计算机语言编程等设计内容，整理课程设计报告。2010.7.2 ：组织学生答辩六、教研室审批意见教研室主任（签字）： 年 月 日七、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。2程序设计2.1 程序设计框图利用MATLAB程序编程计算故障点的短路故障电流及故障点相电压。两相短路接地故障计算的原理框图如图2.1所示。 图2.1两相短路接地故障计算的原理框图2.2MATL
6、AB程序设计clear all;format long eY1=-j*23.619417 0 0 j*4.444444 j*9.523810 j*4.6511630 -j*35.238095 0 j*28.571429 0 00 0 -j*27.809524 0 j*23.80524 0j*4.444444 j*28.571429 0 -j*41.015873 0 j*8.000000j*9.523810 0 j*23.809524 0 -j*39.047619 j*5.714286j*4.651163 0 0 j*8.000000 j*5.714286 -j*18.365449 %输入正序负
7、序导纳矩阵Y0=-j*31.3736 0 0 j*2.5 j*5.000000 j*2.564103 0 -j*33.8346 0 j*28.5714 0 0 0 0 -j*9.2083 0 j*5.2083 0 j*2.5 j*28.5714 0 -j*35.0714 0 j*4 j*5 0 j*5.2083 0 -j*5.2083 j2.857182 0 0 0 j*4 j*2.8571 -j*3.2784 %输入零序导纳矩阵、disp(正序导纳矩阵);Y1disp(负序导纳矩阵);Y0N1=input(please input 正负序网络节点数 ：);N2=input(please in
8、put 零序网络节点数 ：);N3=input(please input 正负序短路编号（正负序导纳矩阵中短路点对应的编号） ：);N4=input(please input 零序短路编号（零序导纳矩阵中短路点对应的编号） ：);disp(fault表示输入短路类型 1表示单相a短路 2表示两相bc短路 3表示两相bc短路接地)fault=input(please input fault的值 ：);%求正序和负序因子表YY1=zeros(N1,N1);for m=1:N1 for n=m :N1 if n=m YY1(m,m)=Y1(m,m); for k=1:m-1 YY1(m,m)=YY1
9、(m,m)-YY1(k,m)*YY1(k,m)*YY1(k,k); end else YY1(m,n)=Y1(m,n); for k=1:m-1 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 endendfor m=1:N1 YY1(m,m)=1/YY1(m,m);endYY2=YY1;disp(正序因子表);YY1 disp(负序因子表);YY2%求零序因子表YY0=zeros(N2,N2);for m=1:N2 for n=m :N2 if n=m YY0(m,m)=Y0(
10、m,m); for k=1:m-1 YY0(m,m)=YY0(m,m)-YY0(k,m)*YY0(k,m)*YY0(k,k); end 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 YY0(m,n)=YY0(m,n)/YY0(m,m); end endendfor m=1:N2 YY0(m,m)=1/YY0(m,m);enddisp(零序因子表);YY0%正负序阻抗矩阵第N3列元素f1=zeros(1,N1);h1=zeros(1,N1);z1=zeros(N1,N1);
11、for k=1:N1 if k=N3 f1(1,k)=1; h1(1,k)=f1(1,k)*YY1(k,k); end if kN3 for m=N3:k-1 %将k写成N1了 f1(1,k)=f1(1,k)-YY1(m,k)*f1(1,m); end h1(1,k)=f1(1,k)*YY1(k,k); endenddisp(f1的值);f1disp(h1的值);h1for 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); endendz2=z1;disp(正序阻抗矩阵第N3列元素);di
12、sp(z1=);disp(z1(:,N3);disp(负序阻抗矩阵第N3列元素);disp(z2=);disp(z2(:,N3); %求零序阻抗矩阵第N4列元素f0=zeros(1,N2);h0=zeros(1,N2);z0=zeros(N1,N1);for k=1:N2 if k=N4 % 这里的4表示零序导纳矩阵中的短路节点号（实际上是6但是矩阵中为4） f0(1,k)=1; h0(1,k)=f0(1,k)*YY0(k,k); end if kN4 for m=N4:k-1 f0(1,k)=f0(1,k)-YY0(m,k)*f0(1,m); %将k写成N1了 end h0(1,k)=f0(
13、1,k)*YY0(k,k); endenddisp(f0的值);f0disp(h0的值);h0for m=N2:-1:1 z0(m,N4)=h0(1,m); for k=m+1:N2 z0(m,N4)=z0(m,N4)-YY0(m,k)*z0(k,N4); endenddisp(零序阻抗矩阵第N4列元素);disp(z0=);disp(z0(:,N4);%求短路电流ZFF1=z1(N3,N3);ZFF2=ZFF1ZFF0=z0(N4,N4);IF1=0;IF2=0;IF0=0;if fault=1; IF1=1/(ZFF0+ZFF1+ZFF2); IF2=IF1; IF0=IF1;else f
14、ault=2; IF1=1/(ZFF1+ZFF2); IF2=-IF1; if fault=3 IF1=1/(ZFF1+ZFF2*ZFF0/(ZFF0+ZFF2); IF2=-IF1*ZFF0/(ZFF2+ZFF0); IF0=-IF1*ZFF2/(ZFF2+ZFF0); endenddisp(ZFF1 ZFF2 ZFF0的值分别为：);ZFF1ZFF2ZFF0disp(正序短路电流);IF1 %正序短路电流disp(负序短路电流);IF2 %负序短路电流disp(零序短路电流);IF0 %零序短路电流%求节点电压V1=zeros(N1,1);V2=zeros(N1,1);V0=zeros(N
15、1,1);%由于z0矩阵中的编号和实际中的编号不一样所以要进行转换%用于求节点电压的零序阻抗矩阵第N3列元素for k=1:N1 V1(k,1)=1-IF1*z1(k,N3); V2(k,1)=-IF2*z2(k,N3); V0(k,1)=-IF0*z0(k,N4);enddisp(节点正序电压);V1disp(节点负序电压);V2disp(节点零序电压);V0%计算短路点的线路电压a=-1/2+sqrt(3)/2*j;if fault=1 Vfb=j*(a*a-a)*ZFF2+(a*a-1)*ZFF0*IF1; Vfc=j*(a-a*a)*ZFF2+(a-1)*ZFF0*IF1; Vfa=0
16、;else if fault=2 Vfa=2*j*ZFF2*IF1; Vfb=-1/2*Vfa; Vfc=-1/2*Vfa; else if fault=3 Vfa=j*3*ZFF2*ZFF0/(ZFF2+ZFF0)*IF1; Vfb=0; Vfc=0; end endenddisp(短路点的线路电压);VfaVfbVfcY1 = Columns 1 through 3 0 -2.361941700000000e+001i 0 0 0 0 -3.523809500000000e+001i 0 0 0 0 -2.780952400000000e+001i 0 +4.444444000000000
17、e+000i 0 +2.857142900000000e+001i 0 0 +9.523809999999999e+000i 0 0 +2.380952400000000e+001i 0 +4.651163000000000e+000i 0 0 Columns 4 through 6 0 +4.444444000000000e+000i 0 +9.523809999999999e+000i 0 +4.651163000000000e+000i 0 +2.857142900000000e+001i 0 0 0 0 +2.380524000000000e+001i 0 0 -4.101587300
18、000000e+001i 0 0 +8.000000000000000e+000i 0 0 -3.904761900000000e+001i 0 +5.714286000000000e+000i 0 +8.000000000000000e+000i 0 +5.714286000000000e+000i 0 -1.836544900000000e+001iY0 = Columns 1 through 3 0 -3.137360000000000e+001i 0 0 0 0 -3.383460000000000e+001i 0 0 0 0 -9.208300000000000e+000i 0 +2
19、.500000000000000e+000i 0 +2.857140000000000e+001i 0 0 +5.000000000000000e+000i 0 0 +5.208300000000000e+000i 0 0 0 Columns 4 through 6 0 +2.500000000000000e+000i 0 +5.000000000000000e+000i 0 +2.564103000000000e+000i 0 +2.857140000000000e+001i 0 0 0 0 +5.208300000000000e+000i 0 0 -3.507140000000000e+0
20、01i 0 0 +4.000000000000000e+000i 0 0 -5.208300000000000e+000i 0 +2.857100000000000e+000i 0 +4.000000000000000e+000i 0 +2.857100000000000e+000i 0 -3.278400000000000e+000i正序导纳矩阵Y1 = Columns 1 through 3 0 -2.361941700000000e+001i 0 0 0 0 -3.523809500000000e+001i 0 0 0 0 -2.780952400000000e+001i 0 +4.44
21、4444000000000e+000i 0 +2.857142900000000e+001i 0 0 +9.523809999999999e+000i 0 0 +2.380952400000000e+001i 0 +4.651163000000000e+000i 0 0 Columns 4 through 6 0 +4.444444000000000e+000i 0 +9.523809999999999e+000i 0 +4.651163000000000e+000i 0 +2.857142900000000e+001i 0 0 0 0 +2.380524000000000e+001i 0 0
22、 -4.101587300000000e+001i 0 0 +8.000000000000000e+000i 0 0 -3.904761900000000e+001i 0 +5.714286000000000e+000i 0 +8.000000000000000e+000i 0 +5.714286000000000e+000i 0 -1.836544900000000e+001i负序导纳矩阵Y0 = Columns 1 through 3 0 -3.137360000000000e+001i 0 0 0 0 -3.383460000000000e+001i 0 0 0 0 -9.2083000
23、00000000e+000i 0 +2.500000000000000e+000i 0 +2.857140000000000e+001i 0 0 +5.000000000000000e+000i 0 0 +5.208300000000000e+000i 0 0 0 Columns 4 through 6 0 +2.500000000000000e+000i 0 +5.000000000000000e+000i 0 +2.564103000000000e+000i 0 +2.857140000000000e+001i 0 0 0 0 +5.208300000000000e+000i 0 0 -3
24、.507140000000000e+001i 0 0 +4.000000000000000e+000i 0 0 -5.208300000000000e+000i 0 +2.857100000000000e+000i 0 +4.000000000000000e+000i 0 +2.857100000000000e+000i 0 -3.278400000000000e+000iplease input 网络节点数 ：6please input 零序网络节点数 ：6please input 正负序短路编号（正负序导纳矩阵中短路点对应的编号） ：6please input 零序短路编号（零序导纳矩阵中
25、短路点对应的编号） ：6fault表示输入短路类型 1表示单相a短路 2表示两相bc短路 3表示两相bc短路接地please input fault的值 ：3正序因子表YY1 = Columns 1 through 3 0 +4.233804754791366e-002i 0 0 0 0 +2.837837857012418e-002i 0 0 0 0 +3.595890386329518e-002i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 4 through 6 -1.881690813960396e-001 -4.032195206172955e-001 -1.96921160
26、2470967e-001 -8.108108284514245e-001 0 0 0 -8.560103366026690e-001 0 0 +5.877670844705451e-002i -1.053329503710766e-001 -5.216553407562652e-001 0 0 +6.830071284011730e-002i -5.822347028529298e-001 0 0 0 +1.272842145325835e-001i负序因子表YY2 = Columns 1 through 3 0 +4.233804754791366e-002i 0 0 0 0 +2.8378
27、37857012418e-002i 0 0 0 0 +3.595890386329518e-002i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 4 through 6 -1.881690813960396e-001 -4.032195206172955e-001 -1.969211602470967e-001 -8.108108284514245e-001 0 0 0 -8.560103366026690e-001 0 0 +5.877670844705451e-002i -1.053329503710766e-001 -5.216553407562652e-001 0 0 +6.8
28、30071284011730e-002i -5.822347028529298e-001 0 0 0 +1.272842145325835e-001i零序因子表YY0 = Columns 1 through 3 0 +3.187393222327052e-002i 0 0 0 0 +2.955554373333806e-002i 0 0 0 0 +1.085976781816405e-001i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 4 through 6 -7.968483055817630e-002 -1.593696611163526e-001 -8.172804523548460e-002 -8.444432622226951e-001 0 0 0 -5.656092872734382e-001 0 0 +9.306427593808672e-002i -3.707905529572902e-002 -3.912720071365359e-001 0 0 +6.892674464886308e-001i -2.358419857589230e+000 0 0 0 -1.50470
