2009级高等电力系统分析作业短路计算编程报告

1、短路计算：学号：20913034专业：电力系统及其自动化完成日期：2010.05.10一、设计目的电力系统短路故障分为三相对称短路和不对称短路，其中不对称短路又分为单相接地短路、两相短路和两相短路接地三种。本次设计旨在通过学习电力系统短路计算的原理熟悉并掌握短路计算的计算机算法。二、程序说明本次编程设计的环境是赞，银，华技大学，对称短路算例参考：电力系统分析（上册），不对称算例参考电力系统分析(高（等教育）。1、三相对称短路网络参数数据为“xt”。具体计算过程中采用了一系列简化处理，包括：1）忽略发电略不计。压器和输电线路的电阻，不计输电线路的电容，负荷忽所有变压器的标幺变比都等于 1。假定所

2、有发电机的电势具有相同的相位，所有元件仅用电抗表示。各节点的电压的正常分量的标幺值都取做 1。计算结果输出到“三相短路计算结果.txt”。2、不对称三相短路导入数据“in1.txt”、“in2.txt”、“in0.txt”分别为正、负、零序网络参数， “inVcs.txt”是个节点初始电压的标幺值。短路类型用 fault 表示（fault=1 单相短路接地;fault=2 两相相间短路;fault=3 两相短路接地）。短路点位 k。计算结果输出到“不对称短路计算结果.txt”。3、注意：每次导入txt 数据文档前都要将 workspace 清空。三、程序流程图（1） 三相对称短路输入数据2）不

3、对称短路输入数据计算故障点各序电流分量，并相电流选择故障类型 fault和故障点 k形成三个序网的节点阻抗阵ZZ1,ZZ2,ZZ0形成三个序网的节点导纳阵 YY1,YY2,YY0计算任意支路电流计算任意节点电压选择短路点f对导纳阵求逆，形成节点阻抗矩Z形成节点导纳矩阵Y四、程序代码（1）对称短路“duanlujisuan.m”%三相短路计算程序%参考资料：电力系统分析（上册）（华技大学）第六章 例 6-3%简化处理：1、忽略发电不计。压器和输电线路的电阻，不计输电线路的电容，负荷忽略%2、所有变压器的标幺变比都等于 1。3、假定所有发电机的电势具有相同的相位，所有元件仅用电抗表示。4、各节点的

4、电压的正常分量的标幺值都取做 1。clc;n=input(节点数 n=); b=input(支路数 b=); Fr=in(:,1);点号赋予 From To=in(:,2);节点号赋予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删除了参考节点的总节点数%输入节点数 n,包含参考节点%输入支路数 b%将矩阵的第一列即各支路的开始节%将矩阵的第三列即各支路的结束%发电机支路%发电机电势%根据给出的起始节点号信息求出Y=zeros

5、(a,a);计算任意节点各序电压 U1,U2,U0 和任意支路各序电流 I1,I2,I0%生成一个和导纳矩阵一样维数的空矩阵，准备存入信息forl=1:b%对各支路进行循环 if Fr(l)=0&To(l)=0Y(Fr(l),To(l)=-1/z(l);Y(To(l),Fr(l)=Y(Fr(l),To(l);两节点之间的互导纳在导纳矩阵中的值就等于阻抗的倒数的相反数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);导纳就等于每个与此节点相关联的支路的阻

6、抗的倒数相叠加endenddisp(节点导纳阵:) Y%显示导纳阵 disp(节点阻抗阵:) Z=inv(Y)%求出阻抗阵f=input(输入短路节点号f=);%自zf=input( zf=);Z(:,f);输入短路点对地阻抗%通常忽略%阻抗阵第 f 列元素%短路电流及网络中的电流分布V=zeros(a,1);If=1/(Z(f,f)+zf)%短路电流 If V=1-Z(:,f)/(Z(f,f)+zf)%网络中任一节点电压 I=zeros(b,1);for i=1:b%各支路电流if Fr(i)=0&To(i)=0I(i)=(V(To(i)-V(Fr(i)*Y(Fr(i),To(i);end

7、ifFr(i)=0%发电机支路一端接地 I(i)=(V(To(i)-E(i)/z(i);endend Ifid=fopen(三相短路计算结果.txt,wt);fpr fpr fpr fpr fpr fpr fprfprf(fid,三相短路电流%d+%f*i,real(If),imag(If); f(fid,n);f(fid,节点电压:);f(fid,n);f(fid,%fn,V);f(fid,各支路电流:);f(fid,n);f(fid,%f*in,-imag(I);fclose(fid);（2） 不对称短路“buduichengjisuan.m”%不对称短路计算程序%参考资料：电力系统分析(

8、高等教育）clc;Vcs=inVcs(:,1);%各节点的初始电压标幺值%in1.txt、in2.txt、in0.txt 分别为正序、负序、零序网络参数Fr1=in1(:,1);节点号赋予 Fr1 To1=in1(:,2);束节点号赋予 To1 z1=in1(:,3)*i; b1=length(Fr1); n1=max(Fr1); c=max(To1);if cn1n1=c;end%求正序导纳矩阵Y1 和正序阻抗矩阵 ZZ1 Y1=zeros(n1,n1);for l=1:b1%对各支路进行循环if Fr1(l)=0&To1(l)=0 Y1(Fr1(l),To1(l)=-1/z1(l);%将矩

9、阵的第一列即各支路的开始%将矩阵的第二列即各支路的结%支路数%除去参考节点的节点数Y1(To1(l),Fr1(l)=Y1(Fr1(l),To1(l);%两节点之间的互导纳在导纳矩阵中的值就等于阻抗的倒数的相反数 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);%自导纳就等于每个与此节点相关联的支路的阻抗的倒数相叠加 endend Y1;ZZ1=inv(Y1);%求负序导纳矩阵Y2 和负序阻抗矩阵 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%除去参考节点的节点数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);%求零序导纳矩阵 Y0 和零序阻抗矩阵ZZ0,零序网络的节点 1 和 2 分别对应正序网络的节点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%除去参考节点的节点数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(输入短路类型 fault=);地;fault=2 两相相间短路;fault=3 两相短路接地k=input(输入短路节点 k=);%输入短路类型 ;fault=1 单相短路接%输入故障节点号%计根据故障类型选择不同的计算公式，算故障点各序电流 iult=1Ik1=Vcs(k)/(ZZ1

13、(k,k)+ZZ2(k,k)+ZZ0(k,k);Ik2=Ik1;%单相短路接地时的各序电流分量Ik0=Ik1;IkA=3*Ik1%短路点A 相电流IkB=0IkC=0elseiffault=2Ik1=Vcs(k)/(ZZ1(k,k)+ZZ2(k,k); Ik2=-1*Ik1;%两相相间短路时的各序电流分量Ik0=0; IkA=0IkB=sqrt(3)*Ik1 IkC=-IkBfault=3%短路点 B 相电流%短路点 C 相电流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);%两相短路接地时的各序电流分量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%计算短路点各相的各序电压分量 Uk1=Vcs(k)-ZZ1(k,k)*Ik1;Uk2=-ZZ2(k,k)*Ik2;Uk0=-ZZ0(k,k)*Ik0;%计算任意点的各序电压分量 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%计算各支路电流的各序分量I1=zeros(b1,1); fori=1:b1%各支路正序电流 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、%各支路负序电流 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%各支路零序电流 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(不对称短路计算结果.txt,wt)

17、;fpr fpr fpr fprfprf(fid,n);f(fid,短路类型fault=%d,fault); f(fid,n);f(fid,短路点正序电流 Ik1=%f*in,imag(Ik1);f(fid,短路点负序电流 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,短路点零序电流 Ik0=%f*in,imag(Ik0); f(fid,n);f(fid,短路点A 相电流 IkA=%f*i,imag(IkA); f(fid,短路点 B 相电流 IkB=%f*i,imag(IkB); f(fid,短路点 C 相电流 IkC=%f*i,imag(IkC); f(fid,n);f(fid,各