电力系统简单不对称故障计算机算法

长沙学院课程设计说明书题目电力系统简单不对称故障的计算机算法系(部)电子与通信工程系专业(班级)电气工程及其自动化02姓名扶泗洲学号2009024106指导教师张丹，冯婉起止日期2012.12.22-2012.12.26电力系统分析课程设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：冯婉课题名称电力系统简单不对称故障的计算机算法设计内容及要求当电力系统发生简单不对称故障时，用计算机编写程序的方式完成电力网络中短路参数的计算。要求：1、根据所给的电力系统，手算方式完成计算；2、编制计算程序，通过计算机调试，机算方式完成计算；3、提交一份完整的课程设计资料，包括原理、手算过程、程序框图、源程序、符号说明表、算例及计算结果、参考文献、设计总结等。电力网络具体见《电力系统分析》P34016.4图设计工作量1、形成所给网络的节点导纳矩阵，准备原始数据，并手工计算短路电流；2、复习系统三相短路的基本原理，建立数学模型；3、确定合适的数值计算方法；4、上机编程调试，分析；5、仿真系统的短路参数，并与手工计算比较。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第1天课题介绍，答疑，收集材料第2天学习MATLAB第3天手算短路参数，编写计算机程序第4天编写计算机程序并调试，比较手算与机算结果第5天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日长沙学院课程设计鉴定表姓名扶泗洲学号2009024106专业电气工程及其自动化班级2设计题目指导教师指导教师意见：评定成绩：教师签名：日期：答辩小组意见：评定成绩：答辩小组长签名：日期：教研室意见：最终评定等级：教研室主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。目录摘要.......................................................................................................................................................................5一．前言...................................................................................................................................................................5二.电力系统短路故障的基本知识.........................................................................................................................62.1短路故障的概述........................................................................................................................................6三.对称分量法及其在计算中的应用.....................................................................................................................63.1不对称三相量的分解................................................................................................................................6四．简单不对称短路的分析与计算.......................................................................................................................84.1单相（a相）接地短路.............................................................................................................................84.2两相（b,c相）短路..............................................................................................................................104.3两相（b相和c相）短路接地..............................................................................................................11五．简单不对称短路的计算机算法...........................................................................................................................135.1简单故障的计算程序原理...........................................................................................................................13六．设计数据及记录.................................................................................................................................................146.1．设计要求..................................................................................................................................................146.2.手算数据....................................................................................................................................................14七.总结....................................................................................................................................................................18参考文献：.............................................................................................................................................................19附录..........................................................................................................................................................................20摘要在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。分析计算不对称短路方法很多，目前实际最常用的方法是对称分量法。而以对称分量法为核心的计算方法又可有解析法和计算机程序算法等，本论文的主要工作即介绍这两种计算方法。解析法，是将微分方程代数化、暂态分析稳态化、不对称转化为对称并叠加完成不对称故障的分析与计算。计算机程序算法是在形成三个序网的节点导纳矩阵后，对其应用高斯消去法求得故障端点等值阻抗，根据故障类型选用相应公式计算各序电流、电压，进而合成三相电流、电压。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,c++,JAVA的支持.可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。Matlab是一个高度集成的系统，集科学计算、图象处理、声音处理于一体，具有极高的编程效率。近年来，Matlab已经从最初的“矩阵实验室”，渗透到科学与工程计算的多个领域，在自动控制、信号处理、神经网络、模糊逻辑、小波分析等多个方向，都有着广泛的应用。本文根据电力系统路的特点，建立了合理的短路的数学模型，在此基础上，形成电力系统短路电流实用汁算方法．编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路时短路电流及其分布的通用计算程序．从一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景．根据所给的电力系统，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。电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。关键词:单相接地短路，两相短路，两相接地短路，对称分量法，节点导纳矩阵一．前言《电力系统分析》是一门介绍电力系统稳态运行分析、故障分析和暂态过程分析的课程。电力系统分析的基础为电力系统潮流计算、短路故障计算和稳定计算。在电力系统运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障（简称短路）。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（或中性线）之间的连接。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘损坏。此外运行人员在短路检修后未拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。短路问题是电力技术方面的基本问题之一。在发电厂、变电站以及整个电力系统的设计和运行工作中，都必须事先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、确定限制短路电流措施等的重要依据。为此计算短路时各种运行参量（电流、电压等）是非常必要的。短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。电力运行经验指出，单相接地短路占大多数。因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。二.电力系统短路故障的基本知识2.1短路故障的概述在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。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（或中性线）之间的连接。除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。电力系统短路可分为三相短路，单相接地短路。两相短路和两相接地短路等。三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为不对称短路。其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。电