电力系统短路故障的Matlab计算机算法.doc

2011-2012学年度下学期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专业：电气工程及其自动化班级：0309406学号：030940601学生姓名：陈飞虎指导教师：钟健伟2012年2月28日信息工程学院课程设计任务书学生姓名陈飞虎学号030940601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，应用计算机进行电力系统计算，首先要掌握电力系统相应计算的数学模型；其次是运用合理的计算方法；第三则是选择合适的计算机语言编制计算程序.建立电力系统计算的相关数学模型，就是建立用于描述电力系统相应计算的有关参数间的相互关系的数学方程式。该数学模型的建立往往要突出问题的主要方面，即考虑影响问题的主要因素，而忽略一些次要因素，使数学模型既能正确地反映实际问题，又使计算不过于复杂.设计要求1．在对称短路计算、简单不对称短路计算中任选一种计算；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；5．要求计算的题目：采用所编制的程序进行《电力系统分析》例6-3题，习题6-10、6-11对称短路计算.时间安排2012、2、20--2、22查阅电力系统短路故障相关资料；2012、2、23--2、25网上查询电力系统短路故障的计算机算法资料；2012、2、26--2、27对相应的题目给予详细的解法，确定编程语言；2012、2、27--2、29确定matlab为编程语言，学习matlab编程；2012、3、01--3、05掌握matlab编写的算法，用matlab解题；2012、3、06--3、10完成报告，并检查上交.参考资料[1]《电力系统分析》华中科技大学出版社何仰赞，温增银;[2]《电力系统故障分析》清华大学出版社周荣光;[3]《短路电流实用计算方法》电力工业出版社西安交通大学等;[4]《电网计算与程序设计》湖南科学技术出版社周作仁等.目录课程设计说明41任务提出与方案论证51.1任务提出51.2方案论证62设计思路72.1短路电流的计算方法72.2利用节点阻抗矩阵计算短路电流83详细设计103.1分析与计算103.2程序主框图及主要数据变量说明134总结18参考文献19课程设计说明本文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，形成电力系统短路电流实用汁算方法即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机程序，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。电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般说来，最严重的短路是三相短路。当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起可能最大短路的侵扰而不致损坏。因此，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。在电力设计中选择电气设备必须计算短路电流,短路电流的计算是电气专业设计不可缺少的环节,是电力设计中最重要的计算之一。传统的设计方法中,短路电流的计算是以手工计算形式进行的,先通过手工方法化简电力网络,求出各电源点对短路点的转移阻抗,从而求出计算用电抗XJS,再查找运算曲线,以求得短路电流的周期分量。手工计算过程非常繁杂,工作量大,容易出错。由于计算机能够快速完成复杂计算,所以人们希望能够使用计算机来替代手工计算。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必行。本文针对《电力系统分析》例6-3题进行了详细的计算机算法的分析和设计。1任务提出与方案论证1.1任务提出随着电力工业的发展，电网规模不断扩大，继电保护整定计算和管理的工作量和技术难度大大增加，现场运行人员对继电保护整定计算系统的要求也越来越高。短路计算作为整个继电保护系统的核心部分也越来越受到重视。电力系统在运行过程中发生的故障大多数为短路故障(简称为短路)。其基本类型有：对称短路和不对称短路；其中对称短路故障为三相接地短路；不对称短路包括：单相接地短路、两相接地短路和两相短路。同时还包括不对称纵向故障：单相断线和两相断线。用计算机进行故障分析时，主要采取2条基本假设：系统各元件的参数是恒定的，因而可以应用叠加原理；除了发生不对称故障的局部以外，系统其余部分各元件的三相参数是