10+-+电气CAD技术

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1、图示化电网多功能短路电流计算软件介绍第10章10.1软件功能特点1)功能：(1)电网结线图绘制及数据库创建与处理。(2)计算任何结线的高压，低压，矿井电网0~∞任一时刻的对称与不对称短路电流。(3)计算不接地系统的单相接地电容电流。(4)计算短路时网络中支路电流的分布及节点电压。(5)短路非周期分量计算。(6)输出：电网元件参数，转移阻抗，序阻抗，各时刻短路电流，短路容量，冲击电流，单相、两相及两相接地、三路短路电流，支路分布电流及分布系数，电容电流，电动机反馈电流等。2)主要特点：(1)图形操作输入原始数据，电气元件参数为铭牌数

2、据，计算机自动归算处理。(2)自动查询主干与分支网络，形成节点导纳矩阵及相关矩阵；自动寻查形成零序网络；自动查短路电流计算曲线，自动创建数据库表单；自动形成打印报表及自动生成计算用阻抗图。(3)适用多电压等级：10.2计算数学模型及程序实现10.2.1数学模型①110KV及以上电网采用复杂闭式电网模型。②110KV以下放射网及0.4KV、矿井127~1140kv等低压电网采用开式电网模型。③对既含有多电源闭式网络，又有放射负荷分支的电网采用网络分块的复合数学模型。(1)网络分块复合模型将电力网分成主干网络和放射式分支网络两个部分。

3、主干网络是指包含电源（含附加电源）节点及其互联网络与环形网络部分；负荷分支网络是指由某一方向单向馈电的网络。负荷分支网络与主干网络相连的节点称为相关节点。任何一个电力网络都是由一个主干网络及若干个负荷分支网络所构成。见图10.1（a）。(2)主干网络的数学描述含有N1个节点，其中N个非电源节点，M个电源节点的主干网络。节点导纳方程为[y][v]=[I](1)其中[y]为N1阶节点导纳矩阵，[v]、[I]为N1维节点电压电流列向量。将（1）按非电源节点（不含短路节点），电源节点，短路节点（或相关节点）分块展开如下：(2)其中下标H、

4、G、F分别表示与非电源节点，电源节点，短路节点（或相关节点）有关的量。消去非电源节点得：（3）简写为（4）为消去负荷与节点后的导纳矩阵，称为保留短路节点（或相关节点）与电源节点的转移导纳矩阵。令（5）（）与分别为节点i与k(f)间的转移导纳及转移阻抗。于是得到以k(f)点为中心，以各电源节点为顶点的星形网络。见图10.1（b）与（c）。若f节点为主干网络中节点，则按图10.1（b）的星形网络可求得转移阻抗与短路参数主干网络Kf(a)网络分块f(b)化简网络12mkf(c)短路节点在分支网中12m图10.1复合模型网络分块及化简(3

5、)放射式负荷分支网络的数学描述(4)转移阻抗计算转移阻抗分三步计算：①用导纳矩阵法计算相关节点k相对于各电源节点的转移阻抗，见图10.1(c)。②按相关矩阵法计算短路节点f与相关节点k间转移阻抗。Zkf=[Z]×[Gf](6)③消去相关节点k，得到图10-1(b)网络，求得短路点对电源点的转移阻抗Zif。(5)短路电流及其分布计算放射式负荷分支网络部分各分支路电流按下式计算[If]=If×[Gf](7)其中[If]=(If1,If2…Ifq)T为支路电流列矩阵主干网络部分短路电流分布计算相当于在相关节点流出故障点电流If时的闭式电

6、网短路电流分布，详见第8章8.2.2。10.2.2软件结构及模块设计1）软件结构流程图见图10.2。绘图及参数输入计算短路参数、短路电流分布，写表短路作业方式设定（最大、最小、任意）短路类型选择（三相、两相、单相接地、两相接地）形成节点导纳矩阵及阻抗矩阵短路点指定（单一节点、全部节点、线路中某点）短路时刻指定数据规范化处理结束图10.2多功能短路计算软件流程图2)模块设计(1)图形输入及编辑图形系统包括图形界面，图库及编辑程序。图库是由电器元件的标准图符及基本图元的集合。已绘制的子图及整图均有缩放、平移、旋转及图面标注功能。(2)

7、数据管理及数据输入短路软件系统设置了动态（临时）库和静态（基本）库两个数据库。动态库只有一个，静态库数量与电网数相同，每个电网一个。每个库中设有各类数据表：原始数据表；计算结果表；图形数据表等。(3)计算方式及故障设置。运行方式：最大、最小和任意方式，默认为最大方式。短路类型：三相、两相、单相接地、两相接地短路及全部类型。短路点指定：指定母线、全部母线、线路中某点。短路时间：任意时刻(4)数据规范化及计算模块接地电容电流计算中网络元件分四类：发电机与隐极式同步发电机，凸极式同步电动机，架空线及电缆线。架空线又分为四种：单（双）回线

8、无避雷线及单（双）回线有避雷线。电缆线包括各种不同的标准截面，电压等级为6、10、35kv等几种。(5)短路电流分布图、阻抗图的自动生成显示模块(6)结果查询及输出主要输出的项目有：①各元件原始数据表②各类电网的不同方式、不同短路类型及不同时刻短路