電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計--潮流計算和短路計算的程序?qū)崿F(xiàn)

上傳人：奔*** IP屬地：河北更新時間：2024-03-01 格式：doc 頁數(shù)：48 大?。?.46MB 人氣指數(shù)：12 舉報 版權(quán)申訴

電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計--潮流計算和短路計算的程序?qū)崿F(xiàn)_第1頁

已閱讀1頁，還剩47頁未讀，繼續(xù)免費閱讀

版權(quán)說明：本文檔由用戶提供并上傳，收益歸屬內(nèi)容提供方，若內(nèi)容存在侵權(quán)，請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、　　電力系統(tǒng)的潮流計算和短路故障的計算機　　算法程序設(shè)計　　信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書　　目錄　　一．潮流計算4&

2、lt;p>　　1 電力系統(tǒng)圖及初步分析4　　1.1 電力系統(tǒng)圖及設(shè)計任務(wù)4　　1.2 初步分析5　　2 牛頓-拉夫遜法簡介5　　2.1概述5　　2.2 一般概念6</p

3、>　　2.3 潮流計算的修正方程6　　2.4 直角坐標表示的修正方程7　　3 程序設(shè)計10　　3.1 程序流程圖10　　3.2 潮流計算程序運行結(jié)果如下：10<p&

4、gt;　　二．三相短路計算14　　2.1計算原理：利用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流14　　2.2三相短路計算流程圖：15　　2.3習(xí)題實例16　　2.4 三相短路計算程序及結(jié)果如下：17　　三．不對稱短路計算19<

5、/p>　　3.1不對稱短路課程設(shè)計的題目19　　3.2課程設(shè)計的設(shè)計任務(wù)及設(shè)計大綱20　　3.3 電力系統(tǒng)不對稱故障時元件的序參數(shù)和等值電路20　　3.3.1電力系統(tǒng)不對稱故障時用標幺值表示的各序等值電路21　　3.4 電力系統(tǒng)不對稱故

6、障時各序等值電路的化簡與計算22　　3.4.1正序等值電路的化簡計算22　　3.4.2負序等值電路的化簡計算23　　3.4.3零序等值電路的化簡計算24　　3.5電力系統(tǒng)不對稱故障時元件參數(shù)的計算24　　3.5.1理論分

7、析24　　3.5.2各元件各序等值電路電抗標幺值的計算25　　3.6電力系統(tǒng)不對稱故障分析與計算28　　3.6.1單相接地短路29　　3.6.2兩相直接接地短路30　　3.6.3兩相短路32&l

8、t;p>　　3.7正序等效定則的內(nèi)容32　　3.8 短路計算的matlab/simulink模型如下：33　　3.9.1變壓器和線路參數(shù)設(shè)置：33　　3.9.2短路模塊和負載模塊的參數(shù)設(shè)置34　　3.9.3故障相短路相電流和相電壓波形35

9、;　　設(shè)計總結(jié)36　　參考文獻37　　附錄38　　一．潮流計算　　1 電力系統(tǒng)圖及初步分析&

10、lt;/p>　　1.1 電力系統(tǒng)圖及設(shè)計任務(wù)　　此電力系統(tǒng)圖有Auto CAD2012軟件畫出　　網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標幺值如下：　　Z12=0.1+j0.4;y120=y210=j0.01538;z13=j0.13;k=1.1;z14=0.12+j0.5;y140=y410=j0.019

11、20;　　z24=0.08+j0.4;y240=y420=j0.01413　　系統(tǒng)中節(jié)點1，2為PQ節(jié)點，節(jié)點3為P節(jié)點，節(jié)點4為平衡節(jié)點，已給定　　P1s+jQ1s=-0.3-j0.18,P2s+jQ2s=-0.55-j0.13 P3s=0.5,V3s=1.10,V4s=<p&

12、gt;　　容許誤差為。試用牛頓法計算潮流分布　　1.2 初步分析　　潮流計算在數(shù)學(xué)上可歸結(jié)為求解非線性方程組，其數(shù)學(xué)模型簡寫如下： 　　2 牛頓-拉夫遜法簡介　　2.1概述

13、　　牛頓－拉夫遜法是目前求解非線性方程最好的一種方法。這種方法的特點就是把對非線性方程的求解過程變成反復(fù)對相應(yīng)的線性方程求解的過程，通常稱為逐次線性化過程，就是牛頓－拉夫遜法的核心。　　牛頓-拉夫遜法的基本原理是在解的某一鄰域內(nèi)的某一初始點出發(fā)，沿著該點的一階偏導(dǎo)數(shù)——雅可比矩陣J，朝減小方程的誤差的方向前進一步，在新的點上再計算誤差和雅可比矩陣，重復(fù)這一過程直到誤差達到收斂標

14、準，即得到了非線性方程組的解。因為越靠近解，偏導(dǎo)數(shù)的方向越準，收斂速度也越快，所以牛頓法具有二階收斂特性。　　2．2 一般概念　　對于非線性代數(shù)方程組　　即 (2－1)<p&g

15、t;　　在待求量的某一個初始計算值附件，將上式展開泰勒級數(shù)并略去二階及以上的高階項，得到如下的線性化的方程組　　(2－2)　　上式稱之為牛頓法的修正方程式。由此可以求得第一次迭代的修正量　　(2－3)<p&g

16、t;　　將和相加，得到變量的第一次改進值。接著再從出發(fā)，重復(fù)上述計算過程。因此從一定的初值出發(fā)，應(yīng)用牛頓法求解的迭代格式為　　(2－4)　　(2－5)　　上兩式中：是函數(shù)對于變量的一階偏導(dǎo)數(shù)矩陣，即雅可比矩陣；為迭代次數(shù)。</p&g

17、t;　　由式（2－4）和式子（2－5）可見，牛頓法的核心便是反復(fù)形成求解修正方程式。牛頓法當(dāng)初始估計值和方程的精確解足夠接近時，收斂速度非常快，具有平方收斂特性。　　2.3 潮流計算的修正方程　　運用牛頓－拉夫遜法計算潮流分布時，首先要找出描述電力系統(tǒng)的非線性方程。這里仍從節(jié)點電壓方程入手，設(shè)電力系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣已知，則系統(tǒng)中某節(jié)點（節(jié)

18、點）電壓方程為　　從而得 　　進而有（2－6）　　式（2－6）中，左邊第一項為給定的節(jié)點注入功率，第二項為由節(jié)點電壓求得的節(jié)點注入功率。他們二者之差就是節(jié)點功率的不平衡量。現(xiàn)在有待解決的問題就是各節(jié)點功率的不平衡量都趨近于零時，各節(jié)點電壓應(yīng)具有的價值。<

19、/p>　　由此可見，如將式（2－6）作為牛頓－拉夫遜中的非線性函數(shù)，其中節(jié)點電壓就相當(dāng)于變量。建立了這種對應(yīng)關(guān)系，就可列出修正方程式，并迭代求解。但由于節(jié)點電壓可有兩種表示方式——以直角做表或者極坐標表示，因而列出的迭代方程相應(yīng)地也有兩種，下面分別討論。　　2.4 直角坐標表示的修正方程　　節(jié)點電壓以直角坐標表示時，令、，且將

20、導(dǎo)納矩陣中元素表示為，則式（2－7）改變?yōu)?lt;/p>　?。?－7）　　再將實部和虛部分開，可得　?。?－8）　　這就是直角坐標下的功率方程。可見，一個節(jié)點列出了有功和無功兩個方程。&

21、lt;p>　　對于節(jié)點（），給定量為節(jié)點注入功率，記為、，則由式（2－8）可得功率的不平衡量，作為非線性方程　　（2－9）　　式中、——分別表示第節(jié)點的有功功率的不平衡量和無功功率的不平衡量。　　對于節(jié)點（），給定量為節(jié)點注入有功功率及電壓數(shù)值，記為、，因此，可以利用有

22、功功率的不平衡量和電壓的不平衡量表示出非線性方程，即有　?。?－10）　　式中為電壓的不平衡量。　　對于平衡節(jié)點（），因為電壓數(shù)值及相位角給定，所以也確定，不需要參加迭代求節(jié)點電壓。　　因此，對于個節(jié)點的系統(tǒng)只能列出個方程，其中有功功

23、率方程個，無功功率方程個，電壓方程個。將式（2－9）、式（2－10）非線性方程聯(lián)立，稱為個節(jié)點系統(tǒng)的非線性方程組，且按泰勒級數(shù)在、（）展開，并略去高次項，得到以矩陣形式表示的修正方程如下。　?。?－11）　　上式中雅可比矩陣的各個元素則分別為　　將（2－11）寫成縮寫形式&

24、lt;/p>　?。?－12）　　對雅可比矩陣各元素可做如下討論：　　當(dāng)時，對于特定的，只有該特定點的和是變量，于是雅可比矩陣中各非對角元素表示為　　當(dāng)時，雅可比矩陣中各對角元素的表示式為　　由上述表達式可知

25、，直角坐標的雅可比矩陣有以下特點：　　1) 雅可比矩陣是階方陣，由于、等等，所以它是一個不對稱的方陣。　　2) 雅可比矩陣中諸元素是節(jié)點電壓的函數(shù)，在迭代過程中隨電壓的變化而不斷地改變。　　3) 雅可比矩陣的非對角元素與節(jié)點導(dǎo)納矩陣中對應(yīng)的非對角元素有關(guān)，當(dāng)中的為零時，雅可比矩陣中相應(yīng)的、、、也都為零，因此，雅可

26、比矩陣也是一個稀疏矩陣。　　3 程序設(shè)計　　3.1 程序流程圖　　3.2 潮流計算程序運行結(jié)果如下：　　請輸入節(jié)點數(shù)：n=4　　請輸入支路數(shù):n1=4

27、;　　請輸入平衡母線節(jié)點號isb=4　　請輸入誤差精度pr=0.00001　　請輸入由之路參數(shù)形成的矩陣B1=[1 2 0.1+0.4i 0.3056i 1 0;1 3 0+0.3i 0 1.1 0;1 4 0.12+0.5i 0.0382i 1 0;2 4 0.08+0.4i 0.02826i 1 0] 　　請

28、輸入各節(jié)點參數(shù)形成的矩陣B2=[0 -0.3-0.18i 1 0 0 2;0 -0.55-0.13i 1 0 0 2;0 0.5+0i 1 1.1 0 3;0 0 1 1.05 0 1] 　　節(jié)點號和對地參數(shù):X=[1 0;2 0;3 0;4 0] 　　導(dǎo)納矩陣Y=　　1

29、.0421 - 7.4054i -0.5882 + 2.3529i 0 + 3.3333i -0.4539 + 1.8911i　　-0.5882 + 2.3529i 1.0690 - 4.5899i 0 -0.4808 + 2.4038i　　0 + 3.3333i 0

30、 0 - 3.3333i 0 　　-0.4539 + 1.8911i -0.4808 + 2.4038i 0 0.9346 - 4.2617i　　初始功率參數(shù)OrgS=　　0.0000&

31、lt;/p>　　-0.1719　　-0.0000　　-0.1669　　0

32、　0　　功率和電壓的不平衡量DetaS=　　-0.3000　　-0.0081　　-0.5500&

33、lt;b>　　0.0369　　0.5000　　0　　第一次迭代的雅克比矩陣Jacbi=　　7.5773 1.0421 -2.3529 -0.5882 -

34、3.3333 0　　-1.0421 7.2335 0.5882 -2.3529 0 -3.3333　　-2.3529 -0.5882 4.7568 1.0690 0 0　　0.5882 -2.3529 -1

35、.0690 4.4229 0 0　　-3.3333 0 0 0 3.3333 0　　0 0 0 0 0 2.0000　　第一次迭代的修正

36、方程DetaU=　　-0.0236　　-0.0005　　-0.1232　　-0.0186<

37、p>　　0.1264　　0　　節(jié)點1的電壓是　　0.9995 - 0.0236i　　節(jié)點2的電壓是</p&g

38、t;　　0.9814 - 0.1232i　　節(jié)點3的電壓是　　1.0000 + 0.1264i　　節(jié)點4的電壓是　　1

39、;　　I =　　-0.2959 + 0.1801i　　-0.5294 + 0.1331i　　0.5000 - 0.0018i　　雅克比矩陣Jacbi=　　7.5569

40、 0.9205 -2.3378 -0.6435 -3.3315 -0.0787　　-1.5124 7.1967 0.6435 -2.3378 0.0787 -3.3315　　-2.2368 -0.8672 4.5060 1.0852 0 0

41、　　0.8672 -2.2368 -2.1441 4.2398 0 0　　-3.3333 0.4213 0 0 3.3315 0.0787　　0 0 0 0 0.2528 2.000

42、0　　修正方程DetaU=　　0.0006　　-0.0117　　0.0001　　-0.0215&l

43、t;/b>　　0.0023　　-0.0083　　I =　　-0.2993 + 0.1891i　　-0.5464

44、 + 0.2039i　　0.5058 - 0.0132i　　雅克比矩陣Jacbi=　　7.4799 0.9009 -2.3106 -0.6353 -3.2925 -0.0769　　-1.4994 7.1016 0.6353 -2.31

45、06 0.0769 -3.2925　　-2.1863 -0.8543 4.4783 1.0448 0 0　　0.8543 -2.1863 -2.1377 4.0705 0 0　　-3.3057 0.428

46、9 0 0 3.2925 0.0769　　0 0 0 0 0.2574 1.9834　　修正方程DetaU=　　1.0e-003 *　　-0.0119

47、　　-0.1922　　-0.0131　　-0.4809　　0.0367<

48、;p>　　-0.0420　　I =　　-0.2994 + 0.1893i　　-0.5468 + 0.2057i　　0.5060 - 0.0137i

49、　雅克比矩陣Jacbi=　　7.4786 0.9007 -2.3101 -0.6352 -3.2919 -0.0769　　-1.4994 7.1001 0.6352 -2.3101 0.0769 -3.2919　　-2.1851 -0.8541 4.477

50、9 1.0440 0 0　　0.8541 -2.1851 -2.1376 4.0665 0 0　　-3.3056 0.4291 0 0 3.2919 0.0769　　0

51、 0 0 0 0.2574 1.9834　　修正方程DetaU=　　1.0e-006 *　　-0.0103　　-0.0909

52、　　-0.0039　　-0.2568　　0.0092　　-0.0028　　迭代次數(shù)為

53、　　4　　節(jié)點1的電壓是　　0.9876 - 0.0231i　　節(jié)點2的電壓是　　0.9595

54、- 0.1231i　　節(jié)點3的電壓是　　0.9917 + 0.1287i　　節(jié)點4的電壓是　　1　　可見：上述計算結(jié)

55、果，與電力系統(tǒng)分析教材上的結(jié)果基本一致。我們也可以用matlab/simulink中提供的圖形用戶分析界面powergui模塊以及SimPowerSystem模塊搭建模型，進行潮流計算分析，同樣可以驗證上述結(jié)果。另外，也可以運用中國電力科學(xué)院開發(fā)的電力系統(tǒng)分析綜合程序軟件PSASP進行潮流計算。由于時間有限，在此不再贅述。　　三相短路計算

56、　　2.1計算原理：利用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流　　如圖3-1所示假定系統(tǒng)中的節(jié)點f 經(jīng)過渡阻抗zf發(fā)生短路。這個過渡阻抗zf不參與形成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，如果保持故障處的邊界條件不變，把網(wǎng)絡(luò)的原有部分同故障支路分開　　圖3-1　　因此，對于正常的網(wǎng)絡(luò)狀

57、態(tài)而言，發(fā)生短路相當(dāng)于在故障節(jié)點f增加了一個注入電流-If，因此，網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點i的電壓可以表示為　　（3-1）　　式中，G為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有源節(jié)點的集合。　　由上式可見，任一節(jié)點i的電壓都由兩項疊加而成，第一項表示當(dāng)注入電流If=0時由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電源在節(jié)點i產(chǎn)生的電壓，也就是短路前

58、瞬間正常運行狀態(tài)下的節(jié)點電壓，這是節(jié)點電壓的正常分量，記作Vi（0）。第二項是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有電流源都斷開，電壓源都短接時，僅僅由短路電流If在節(jié)點i產(chǎn)生的電壓，這就是節(jié)點電壓的故障分量。　　由此可知，式（3-1）又可表示為　　（3-2）　　式（3-2 ）也適用于故障點f，于是有

59、　?。?-3）　　式中，是故障點f 的自阻抗，也稱為輸入阻抗。　　根據(jù)邊界條件　　（3-4）　　由式（3-3

60、）和（3-4）可以得出　　（3-5）　　即可求出短路電流。　　注意：上述計算方法以及公式來源于電力系統(tǒng)分析上冊P136-P137　　2.2三相短路計算流程圖：<p&g

61、t;　　2.3習(xí)題實例　　【例6-3】在如圖2-3所示的電力系統(tǒng)中分別在節(jié)點1和節(jié)點5接入發(fā)電機支路，其標幺值參數(shù)為：　　。在節(jié)點3發(fā)生三相短路，計算短路電流及網(wǎng)絡(luò)中的電流分布。線路的電阻和電容略去不計，變壓器的標幺變比等于1。各元件參數(shù)的標幺值如下：　　圖2-3電力系統(tǒng)等值

62、網(wǎng)絡(luò)圖　　圖2-4 三相短路時的等值網(wǎng)絡(luò)圖(用multisim軟件可畫出)　　Y=　　-j13.8716 0 j9.5238 0 0 　　0 -j8.3333 0

63、 j4.7619 0　　j9.5238 0 -j15.2329 j2.2960 j3.4440　　0 j4.7619 j2.2960 -j10.9646 j3.9360　　2.4 三相短路計算程序及結(jié)果如下：&

64、lt;p>　　n=input('請輸入短路節(jié)點號f=');　　Y=[0-16.905j, 9.5238j, 0, 0 , 0;　　0+9.5238j, 37.4084j, 15.3846j, 12.5000j, 0;　　0,

65、 15.3846j, -35.3846j, 20.000j, 0;　　0, 12.5000j, 20.000j, -37.9348j, 5.4348j;　　0, 0, 0, 5.4348j, -9.9802j];

66、　　disp('導(dǎo)納矩陣Y='),disp(Y)　　Z=inv(Y); %求逆矩陣，得到阻抗矩陣　　disp('阻抗矩陣Z='),disp(Z)　　disp('短路電流If為')<p&g

67、t;　　If=1/0.1860i　　disp('故障后，各節(jié)點電壓為')　　V1=1-0.0902i*If　　V2=1-0.1533i*If　　V3=0　　V4=1-0.161

68、1i*If　　V5=1-0.0877i*If　　disp('故障后，各支路電流為')　　I54=(V5-V4)/0.184i　　I43=(V4-V3)/0.05i　　I23=(V2-V3)/0.065i</p

69、>　　I12=(V1-V2)/0.105i　　I24=(V2-V4)/0.08i　　運行結(jié)果如下：　　請輸入短路節(jié)點號f=3　　導(dǎo)納矩陣Y=&l

70、t;p>　　0 -16.9050i 0 + 9.5238i 0 0 0 　　0 + 9.5238i 0 +37.4084i 0 +15.3846i 0 +12.5000i 0 &l

71、t;p>　　0 0 +15.3846i 0 -35.3846i 0 +20.0000i 0 　　0 0 +12.5000i 0 +20.0000i 0 -37.9348i 0 + 5.4348i&l

72、t;p>　　0 0 0 0 + 5.4348i 0 - 9.9802i　　阻抗矩陣Z=　　0 + 0.0545i 0 - 0.0082i 0 - 0.0077i

73、 0 - 0.0074i 0 - 0.0040i　　0 - 0.0082i 0 - 0.0146i 0 - 0.0137i 0 - 0.0131i 0 - 0.0071i　　0 - 0.0077i 0 - 0.0137i 0 + 0.0288i

74、 0 + 0.0116i 0 + 0.0063i　　0 - 0.0074i 0 - 0.0131i 0 + 0.0116i 0 + 0.0305i 0 + 0.0166i　　0 - 0.0040i 0 - 0.0071i 0 + 0.0063i

75、 0 + 0.0166i 0 + 0.1093i　　短路電流If為　　If =　　0 - 5.3763i　　故障后，各節(jié)點電壓為<

76、;b>　　V1 =　　0.5151　　V2 =　　0.1758　　V3 =

77、　　0　　V4 =　　0.1339　　V5 =　　0.5285

78、;　　故障后，各支路電流為　　I54 =　　0 - 2.1447i　　I43 =　　0 - 2.6774i<

79、;b>　　I23 =　　0 - 2.7047i　　I12 =　　0 - 3.2309i　　I24 =　　0 - 0.5242i&

80、lt;/p>　　可見：此計算結(jié)果與電力系統(tǒng)分析教材上的結(jié)果一樣。　　三．不對稱短路計算　　3.1不對稱短路課程設(shè)計的題目　　電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。　　圖3.1 電力系統(tǒng)簡單結(jié)構(gòu)圖</p&g

81、t;　　在K點發(fā)生不對稱短路，系統(tǒng)各元件參數(shù)如下：(為簡潔，不加下標*)　　發(fā)電機G1：Sn=120MVA，Un=10.5kV，次暫態(tài)電動勢標幺值1.67，次暫態(tài)電抗標幺值為0.9，負序電抗標幺值為0.45；　　變壓器T1：Sn=60MVA，UK%=10.5　　變壓器T2：Sn=60MVA，

82、UK%=10.5　　線路L=105km，單位長度電抗x1= 0.4Ω/km，x0=3x1,　　負荷L1：Sn=60MVA，X1=1.2，X2=0.35　　負荷L2：Sn=40MVA，X1=1.2，X2=0.35　　取SB=120MVA和UB為所在級平均額定電壓Vav。&l

83、t;/p>　　3.2課程設(shè)計的設(shè)計任務(wù)及設(shè)計大綱　　⑴選擇110kV為電壓基本級，畫出用標幺值表示的各序等值電路。并求出各序元件的參數(shù)（要求列出基本公式，并加說明）。　?、苹喐餍虻戎惦娐凡⑶蟪龈餍蚩偟戎惦娍?。　?、荎處發(fā)生單相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相序圖。求出短路電流。

84、　　⑷設(shè)在K處發(fā)生兩相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相序圖。求出短路電流。　　⑸討論正序定則及其應(yīng)用。并用正序定則直接求在K處發(fā)生兩相直接短路時的短路電流。　?、仕伎继岣撸河肕atlab仿真并比較結(jié)果。　　⑺附錄：要畫出完整各序等值電路圖以及給出參數(shù)計算的程序。&l

85、t;/p>　　3.3 電力系統(tǒng)不對稱故障時元件的序參數(shù)和等值電路　　要求：選擇110kV為電壓基本級，畫出用標幺值表示的各序等值電路。并求出各序元件的參數(shù)（要求列出基本公式，并加說明）。　　3.3.1電力系統(tǒng)不對稱故障時用標幺值表示的各序等值電路　　圖3.2電力系統(tǒng)不對稱故障時用標幺值

86、表示的正序等值電路　　圖3.3電力系統(tǒng)不對稱故障時用標幺值表示的負序等值電路　　圖3.4電力系統(tǒng)不對稱故障時用標幺值表示的零序等值電路　　3.4 電力系統(tǒng)不對稱故障時各序等值電路的化簡與計算　　要求：化簡各序等值電路并求出各序總等值電抗（戴維南等效電路）。</p&g

87、t;　　3.4.1正序等值電路的化簡計算　　圖3.5正序等值電路　　首先求整個網(wǎng)絡(luò)對短路點的正序等值電動勢和正序等值電抗。在圖3.5中，將支路1和支路5并聯(lián)得支路7，它的電抗和電動勢分別為：　　將支路7、2、4串聯(lián)，得支路9，它的電抗為：　　將支路3

88、、6串聯(lián)得支路8，其電抗為：　　將支路8、9并聯(lián)得：　　圖3.6正序等值網(wǎng)絡(luò)化簡后的電路圖　　3.4.2負序等值電路的化簡計算　　圖3.7 負序等值電路　　首先求整個網(wǎng)絡(luò)對短路點的負序等值電抗。在圖3.7中，將支路1和支路5并聯(lián)得

89、支路7，它的電抗分別為：　　將支路7、2、4串聯(lián)，得支路9，它的電抗為：　　將支路3、6串聯(lián)得支路8，其電抗為：　　將支路8、9并聯(lián)得：　　圖3.8負序等值網(wǎng)絡(luò)化簡后的電路圖　　3.4.3零序等值電路的化簡計算

90、　　圖3.9零序等值電路　　將支路1和支路4串聯(lián)得：　　圖3.10負序等值網(wǎng)絡(luò)化簡后的電路圖　　3.5電力系統(tǒng)不對稱故障時元件參數(shù)的計算　　3.5.1理論分析　　進行電力

91、系統(tǒng)計算時，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的相對值進行運算、稱為有名制。在作整個電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖時，必須將其不同電壓級的各元件參數(shù)阻抗、導(dǎo)納以及相應(yīng)的電壓、電流歸算至同一電壓等級—基本級。而基本級一般電力系統(tǒng)中取最高電壓級。　　式中，K1、K2、…Kn為變壓器的變比；R’、X’、G’、B’、分別為歸算前的有名值；R、X、G、B、分別為歸算后的有名值。<

92、;p>　　進行電力系統(tǒng)計算時，采用沒有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的相對值進行運算、稱為標幺制。標幺值的定義為：　　本設(shè)計中MVA，和所在級平均額定電壓相等。在電力系統(tǒng)計算中，用平均額定電壓之比代替變壓器的實際變比時，元件參數(shù)和變量的標幺值的計算可大為簡化。所以將元件參數(shù)和變量歸算至基本級為：　　而求取電力系統(tǒng)各元件（發(fā)電機G、變壓器T、電

93、力線路l、電抗器L）電抗的標么值的計算公式如下：　　3.5.2各元件各序等值電路電抗標幺值的計算　　選取110kV為電壓基本級，在電力系統(tǒng)暫態(tài)分析中，等值電路中的電阻可以忽略不計，所以有以下結(jié)論。　?、虐l(fā)電機G1的各序等值電路電抗標幺值：　　發(fā)電機的正序電抗標幺值。<

94、;/p>　　發(fā)電機的負序電抗標幺值。　　由于變壓器的連接方式為連接，所以零序網(wǎng)絡(luò)與發(fā)電機是斷開的，無零序電流流過，其零序電抗為0。　　MATLAB程序如下：　　%求發(fā)電機參數(shù)的標幺值,計算公式：X=Xd1*(SB/SGN)

95、clear　　Sn=120;SB=120;Xdc1=0.9;Xdc2=0.45;　　XG1b=Xdc1*(SB/Sn);　　disp('一.發(fā)電機1的電抗值 XG1b='),disp(XG1b)　　XG2b=Xdc2*(SB/Sn);&

96、lt;/p>　　disp('發(fā)電機2的電抗值 XG2b='),disp(XG2b)　　程序運行結(jié)果為：　　一.發(fā)電機1的電抗值 XG1b=　　0.9000

97、;　　發(fā)電機2的電抗值 XG2b=　　0.4500　　即有發(fā)電機的正序電抗標幺值，負序電抗標幺值。　?、谱儔浩鱐1和T2的各序等值電路電抗標幺值：　　變壓器T1的正序電抗標幺值。　　變壓器T1

98、的負序電抗標幺值。　　變壓器T1的零序電抗標幺值。　　由于變壓器T1和變壓器T2的參數(shù)一樣，所以變壓器T2的正序電抗、負序電抗、零序電抗的標幺值與變壓器T1的正序電抗、負序電抗、零序電抗相等。　　MATLAB程序如下：　　%求變壓器T的各序等值電路電抗的參數(shù)，計算公式：X

99、T=Uk%/100*(SB/STN)　　clear　　ST1=60;ST2=60;SB=120;Uk1=10.5;Uk2=10.5;　　XT1=(Uk1/100)*(SB/ST1);　　disp('二.變壓器T的各序電抗 XT

100、1='),disp(XT1)　　XT2=(Uk2/100)*(SB/ST2);　　disp('XT2='),disp(XT2)　　XT0=XT1; %由于變壓器是靜止電器，所以各序參數(shù)相等　　disp('XT0=

101、'),disp(XT0)　　程序運行結(jié)果為：　　二.變壓器T的各序電抗 XT1=　　0.2100　　XT2=

102、　　0.2100　　XT0=　　0.2100　　即有變壓器T1(T2)的正序電抗標幺值，變壓器T1(T2)的負序電抗標幺值，變壓器T1(T2)零序電抗標幺值。

103、　?、请娏€路l的各序等值電路電抗標幺值：　　電力線路l的正序電抗標幺值。　　電力線路l的負序電抗標幺值。　　電力線路l的零序電抗標幺值。　　MATLAB程序如下：　　%輸電線1的各序等值電路的電抗標幺值計算，計算公式：Xl1=X

104、l2=x0*(SB/Uav^2),Xl0=3*Xl1　　clear　　SB=120;x0=0.4;L=105;Uav=115;　　Xl1b=x0*L*(SB/Uav^2);　　disp('三.輸電線的各序電抗 Xl1b=

105、9;),disp(Xl1b)　　Xl2b=x0*L*(SB/Uav^2);　　disp('Xl2b='),disp(Xl2b)　　Xl0b=3*x0*L*(SB/Uav^2);　　disp('Xl0b='),disp(Xl0b)</p

106、>　　程序運行結(jié)果為：　　三.輸電線的各序電抗 Xl1b=　　0.3811　　Xl2b=　　0.3811<

107、/b>　　Xl0b=　　1.1433　　即有電力線路l的正序電抗標幺值，電力線路l的負序電抗標幺值，電力線路l的零序電抗標幺值。　?、蓉摵蒐1的各序等值電路電抗標幺值：

108、　　負荷L1的正序電抗標幺值。　　負荷L1的負序電抗標幺值。　　負荷L2的各序等值電路電抗標幺值：　　負荷L1的正序電抗標幺值。　　負荷L1的負序電抗標幺值。　　MATLAB程序如下：&

109、lt;p>　　%負荷1的各序等值電路的電抗標幺值。計算公式：X1L=X1*(SB/Sn)　　clear　　SB=120;Sn=60;X11=1.2;X12=0.35;　　X1L1b=X11*(SB/Sn);　　disp('

110、;負荷1各序參數(shù) X1L1b='),disp(X1L1b)　　X1L2b=X12*(SB/Sn);　　disp('XlL2b='),disp(X1L2b)　　%負荷2的各序等值電路的電抗標幺值。計算公式：X2L=X1*(SB/Sn)　　SB=120

111、;Sn=40;X21=1.2;X22=0.35;　　X2L1b=X21*(SB/Sn);　　disp('負荷2各序參數(shù) X2L1b='),disp(X2L1b)　　X2L2b=X22*(SB/Sn);　　disp('X2L2b='),dis

112、p(X2L2b)　　程序運行結(jié)果為：　　負荷1各序參數(shù) X1L1b=　　2.4000　　XlL2b=

113、;　　0.7000　　負荷2各序參數(shù) X2L1b=　　3.6000　　X2L2b=　　1.0500

114、;　　即負荷L1的正序電抗標幺值，負荷L1的負序電抗標幺值。負荷L2的正序電抗標幺值，負荷L2的負序電抗標幺值。　　由于變壓器的連接方式為連接，所以零序網(wǎng)絡(luò)與負荷是斷開的，無零序電流流過，其零序電抗為0。　　3.6電力系統(tǒng)不對稱故障分析與計算　　要求：若K處發(fā)生單相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相序圖，求出

115、短路電流；若在K處發(fā)生兩相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相序圖，求出短路電流。　　電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時，無論是單相接地短路、兩相短路還是兩相接地短路，只是在短路點出現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不對稱，而其它部分三相仍舊是對稱的。　　根據(jù)對稱分量法列a相各序電壓方程式為　　上述方程式包含了六個未知量，必須根據(jù)不對稱短路

116、的具體邊界條件列出另外三個方程才能求解。　　3.6.1單相接地短路　　圖3.6.1 單相接地短路　?、胚吔鐥l件　　當(dāng)電力系統(tǒng)中的K點發(fā)生單相（A相）直接短路接地故障時，其短路點的邊界條件為A相在短路點K的對地電壓為零，B相和C相從短路

117、點流出的電流為零，即：　?、茝?fù)合相序圖　　將邊界條件用對稱分量法表示為：　　由上式可以作出單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖如圖3.6.2所示。　　圖3.6.2 單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)(Zf=0)&

118、lt;b>　　所以有：　　MATLAB程序如下：　　%單相接地短路時的短路電流計算　　Uf0=0.95;Zkk1=0.83;Zkk2=0.44;Zkk0=0.78;　　SB=120;UB=115;　　If

119、1=SB/(UB*sqrt(3))*Uf0/(Zkk1+Zkk2+Zkk0)　　If=3*If1　　程序運行結(jié)果為：　　If1 =　　0.2

120、792　　If =　　0.8376　　即發(fā)生單相直接接地短路時，其短路電流If=0.8376。　　3.6.2兩相直接接地短路<b

121、>　　⑴邊界條件　　當(dāng)電力系統(tǒng)中的K點發(fā)生單相（B相和C相）直接短路接地故障時，其短路點的邊界條件為：　　圖3.6.3 兩相直接接地短路　　⑵復(fù)合相序圖　　將邊界條件用對稱分量法表示為：

122、　　由上式可以作出兩相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖如圖3.6.4所示。　　圖3.6.4 單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)(Zf=Zg=0)　　由此圖直接可以求其序電流為(設(shè)各序阻抗為純阻抗)：　　進而推出：　　MATLAB程序如

123、下：　　%兩相接地短路時的短路電流計算　　Uf0=0.95;Zkk1=0.83;Zkk2=0.44;Zkk0=0.78;　　SB=120;UB=115;　　IB=SB/(UB*sqrt(3));　　Zzeta=Zkk2*Zkk0/

124、(Zkk2+Zkk0);　　m(1,1)=sqrt(3)*sqrt(1-(Zkk2*Zkk0/((Zkk2+Zkk0)*(Zkk2+Zkk0))));　　If1=SB/(UB*sqrt(3))*Uf0/(Zkk1+Zzeta);　　disp('兩相接地短路電流的正序分量If1='),disp(If

125、1)　　If=m(1,1)*If1;　　disp('兩相接地短路電流If='),disp(If)　　程序運行結(jié)果為：　　兩相接地短路電流的正序分量If1=

126、0.5150　　兩相接地短路電流If=　　0.7824　　即發(fā)生兩相直接接地短路時，其短路電流正序分量If1=0.5150kA，短路電流If=0.7824kA。　　3.6.3兩相短路</b&

127、gt;　　Matlab程序如下：　　%兩相短路時的短路電流計算　　Uf0=0.95;Zkk1=0.83;Zkk2=0.44;Zkk0=0.78;　　SB=120;UB=115;　　If1=SB/(UB*sqrt(3))*Uf0/(

128、Zkk1+Zkk2);　　disp('兩相短路電流的正序分量If1='),disp(If1)　　If=sqrt(3)*If1;　　disp('兩相短路電流If='),disp(If)　　程序運行結(jié)果為：

129、　　兩相短路電流的正序分量If1=　　0.4507　　兩相短路電流If=　　0.7806　　注釋：以上程序中的計算公

130、式都是根據(jù)正序等效定則得到的。　　3.7正序等效定則的內(nèi)容　　三種簡單不對稱短路時短路電流正序分量的通式為：　　式中，稱附加阻抗。　　正序等效定則：在簡單不對稱短路的情況下，短路點電流的正序分量與在短路點后每一相中加入附加阻抗而發(fā)生三

131、相短路的電流相等。　　表3.7.1 各種類型短路時附加阻抗值　　由于故障相短路點短路電流的絕對值與它的正序分量的絕對值成正比，即：　　式中，是比例系數(shù)。其值視短路的種類而異。各種簡單短路的值見表4.7.2。　　表4.7.2 各種類型短路時比例系數(shù)值

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計

溫馨提示

1. 本站所有資源如無特殊說明，都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等，如果需要附件，請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙，網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽，若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間，僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理，對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯，并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容，請與我們聯(lián)系，我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計--潮流計算和短路計算的程序?qū)崿F(xiàn)

文檔簡介

溫馨提示

最新文檔

評論

電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計--潮流計算和短路計算的程序?qū)崿F(xiàn)

文檔簡介

溫馨提示

最新文檔

評論

免費下載