电力系统分析课程设计报告书29

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1、信息工程系电力系统分析课程设计报告书题目: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：学号：学生姓名：指导教师：钟建伟2012年03月15日信息工程学院课程设计任务书学生姓名学号成绩设计题目电力系统故障分析设计内容给定的系统接线图，按照要求手工计算出各种简单故障的电气量值；设计要求1．计算机计算原理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

2、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。运用合理的计算方法，就是要求所选用的计算方法能快速准确地得出正确结果，同时还应要求在解算过程中占用内存少，以利提高计算机的解题规模。选择合适的语言编写程序，就是首先确定用什么计算机语言来编制程序；其次是作出计算的流程图；第三根据流程图用选择的语言编写计算程序。然后上机调试，直到语法上无错误。所编制的程序难免存在逻辑错误，因此先用一个已知结果的系统作为例题进行计算。用程序计算的结果和已知结果相比较，如果结果相差甚远就要逐步分析程序的计算步骤，查出问题的出处；如果结果比

3、较接近，则逐步分析误差来源；直到结果正确为止。最后将所编制出的正确计算程序，用于电力系统的实际计算。2．电力系统短路计算计算机算法一般在电力系统短路计算中，多数情况下只要计算短路电流、电压的周期分量起始值。因此，电力系统短路电流计算的数学模型，可归结为求解短路故障初始状态下的等值电路稳态解的问题。对于三相对称短路，可建立一相等值电路的计算模型，对于不对称短路，则可应用对称分量法建立系统的正、负、零序网络，从而建立故障计算的序网模型。时间安排参考资料（1）对称短路计算有关数学模型和原理框图以及已知结果的例题，参见《电力系统分析》第六章。常用的计算方法为节点导纳矩阵法或节点阻抗矩阵

4、法，其形成方法分别参见《电力系统分析》第四章。（2）简单不对称短路计算有关数学模型、原理框图以及已知结果的例题参见《电力系统分析》第八章8-4节一、任务设计阶段：（一）计算的假设1、不计各元件的电阻，即R=0；2、各元件的正序和负序电抗相等，即X1=X2；3、不计线路电容电流的影响；4、计算简单短路故障时，各发电机电势的标幺值均为E=j1。5、各种短路均为金属性短路，纵向不对称故障指一相断相和两相断相；6、故障形式取A相为特殊相，故障计算以A相为基准相。（二）准备工作1、始数据计算根据给定的系统原始数据计算系统各元件的标幺值参数，取。（1）发电机参数①计算公式：X=X②计算结果

5、厂名编号XS(MVA)U(KV)X(标幺值)A厂1#，2#0.18862.510.53.0083#，4#0.14575.010.51.933B厂1#0.14162.510.52.2562#，3#0.16231.256.35.184(2)变压器①计算公式：X=,(i,j,k,=1,2,3)②计算结果：厂站编号A厂1#、2#60.011.161.863#、4#90.010.251.139B厂1#63.010.51.6672#、3#31.510.53.333C站31.59.8116.165.913.184-0.0701.946D站50.09.8217.56.232.109-0.145

6、1.391(3)线路①计算公式：，，，②计算结果：线路A-CA-DC-DD-EE-B长度L（Km）4025306080X1（标幺值）1.2100.7560.9071.8152.420X0（标幺值）3.6292.2682.7225.4447.260（4）系统系统Ⅰ：X1=0.36X0=0.87系统Ⅱ：X1=0.38X0=0.51二、序网络的制定根据上面的基本数据可以制定出系统的正序、负序、零序网络图。由假设2可知，正、负序网络相同，故在此只需制定正、零序网络。网络如下所示：说明：正序网络中电源支路的等效电抗为发电机电抗与变压器电抗之和，系统Ⅰ、Ⅱ均处理为发电机模型。（三）、手工计

7、算系统故障时各电气量为了便于验证程序运行的正确性，在编制程序之前先对系统进行手工的故障计算，确定故障时系统的各个电气量。其大体步骤是：化简序网络，计算出各个序网的电流分布系数，计算特定故障点的正、零序综合电抗并由此确定故障点的短路电流，利用分布系数求出各支路电流，计算各节点电压。1、化简序网络对系统网络进行“星-三角”变换，得下图：2、计算电流分支系数在特定故障点加入单位电流，求出各支路电流，该电流即为支路的电流分支系数。而原网络三角形回路的支路电流可由星形支路电流求得，其关系如下：现将计算