電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、信息工程系2011-2012學(xué)年度下學(xué)期電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)班級K0309414指導(dǎo)教師鐘建偉信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號(hào)成績設(shè)計(jì)題目電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容電力系統(tǒng)故障的計(jì)算程序設(shè)計(jì)及編制和調(diào)試。1 .計(jì)算機(jī)計(jì)算原理2 .電力系統(tǒng)短路計(jì)算計(jì)算機(jī)算法(1)對稱短路計(jì)算(2)簡單不對稱短路計(jì)算設(shè)計(jì)要求1 .在對稱短路計(jì)算、簡單不對稱短路計(jì)算中任氏-種計(jì)算作為計(jì)算作業(yè)。2 .計(jì)算機(jī)語言自選。3 .設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試出相關(guān)的通用計(jì)算程序。4 .輸入/輸出數(shù)據(jù)一律以文件格式形成。(1)對稱短路計(jì)算的輸入/輸出數(shù)據(jù)(2)簡單不對稱短

2、路計(jì)算的輸入/輸出數(shù)據(jù)5 .要求計(jì)算的題目(1)采用所編制的程序進(jìn)行電力系統(tǒng)分析例6-3題，習(xí)題6-10、6-11對稱短路計(jì)算；時(shí) 間 安 排：分析短路計(jì)算的原因、類型、后果。周二：電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算。周三：畫出程序流程圖。周四：寫出程序。周五：實(shí)例計(jì)算。參 考 資 料(1)電力系統(tǒng)分析(上冊)華中科技大學(xué)出版社何仰贊(2)電力系統(tǒng)故障的計(jì)算機(jī)輔助分析重慶大學(xué)出版社 米麟書等(3)電力系統(tǒng)故障分析清華大學(xué)出版社 周榮光(4)短路電流實(shí)用計(jì)算方法電力工業(yè)出版社 西安交通大學(xué)等(5)電網(wǎng)計(jì)算與程序設(shè)計(jì)湖南科學(xué)技術(shù)出版社周作仁等(6)電力系統(tǒng)計(jì)算水利電力出版社 周孝信等(7)電力系統(tǒng)計(jì)算水利電力出

3、版社 西安交通大學(xué)等電力系統(tǒng)短路故障的計(jì)算機(jī)算法程序設(shè)計(jì)目錄1前言 41.1 短路的原因 41.2 短路的類型 41.3 短路計(jì)算的目的 41.4 短路的后果 52電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算 62.1 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的原始參數(shù) 62.2 制定等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)計(jì)算 62.2.1 標(biāo)幺制的概念 62.2.2 有三級電壓的的網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 72.2.3 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 72.2.4 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖 103程序設(shè)計(jì) 113.1 主流程圖 113.2 詳細(xì)流程圖 123.2.1 創(chuàng)建系統(tǒng)流程圖 123.2.2 加載系統(tǒng)函數(shù)流程圖 133.2.3 計(jì)算子函數(shù)流程圖 143.2.4 改變短

4、路點(diǎn)流程圖 153.3 數(shù)據(jù)及變量說明 153.4 程序代碼及注釋 163.5 測試?yán)?174結(jié)論 235參考文獻(xiàn) 241前言因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對用戶的供電和電氣設(shè)備的正常工作，而且還可能對人生命財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生威脅。從在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行的情況，電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，這些故障絕大多數(shù)多數(shù)是由短路引起的，因此除了對電力系統(tǒng)的短路故障有一較深刻的認(rèn)識(shí)外，還必須熟練掌握電力系統(tǒng)的短路計(jì)算。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。1.1 短路的原因產(chǎn)生短路的原因很多，主要有如下幾個(gè)方面：（1

5、）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化、設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等；（2）氣象條件惡劣，例如雷擊造成的網(wǎng)絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；（3）違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等；（4）其他，如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。1.2 短路的類型在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有： 三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短 路。三相短路也稱為對稱短路，系統(tǒng)各項(xiàng)與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對稱狀態(tài)。其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少， 三相

6、短路的機(jī)會(huì)最少。三相短路雖然很少發(fā)生，但情況較嚴(yán)重，應(yīng)給予足夠的重視。況且， 從短路計(jì)算方法來看， 一切不對稱短路的計(jì)算， 在采用對稱分量法后， 都?xì)w結(jié)為對稱短路的 計(jì)算。因此，對三相短路的的研究是具有重要意義的。1.3 短路計(jì)算的目的在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備的運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列問題的不可缺少的基本計(jì)算，這些問題主要是：（1）選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母 線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度； 計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算指定時(shí)刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等

7、。（2）為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并確定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的 各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。 在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。有時(shí)還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。（3）在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確 定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作的影響等，也含有一部分短路計(jì)算的內(nèi)容此外，確定輸電線路對通訊的干擾，對已發(fā)生故障進(jìn)行分析，都必須進(jìn)行短路計(jì)算。在實(shí)際工作中，根據(jù)一定的任務(wù)進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，必須首先確定計(jì)算條件。所謂計(jì)算條件，

8、一般包括，短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，短路的類型好發(fā)生的地點(diǎn)，以及短路發(fā)生后所采取的措施等。從短路計(jì)算的角度來看， 系統(tǒng)運(yùn)行方式指的是系統(tǒng)中投入運(yùn)行的發(fā)電、變電、輸電、用電的設(shè)備的多少以及它們之間相互聯(lián)接的情況，計(jì)算不對稱短路時(shí)，還包括中性點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。對于不同的計(jì)算目的，所采用的計(jì)算條件是不同的。1.4 短路的后果隨著短路類型、發(fā)生地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的不同，短路的后果可能指破壞局部地區(qū)的正常供 電，也可能威脅整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。短路的危險(xiǎn)后果一般有以下的幾個(gè)方面：(1)短路故障使短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)比正常值大許多倍的電流，由于短路電流的 電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的

9、支架遭到破壞。(2)短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，設(shè)備可能過熱以致?lián)p壞。(3)短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步 電動(dòng)機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小， 轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅度下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢，設(shè)備損壞等嚴(yán) 重后果。(4)當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電廠可能失去同 步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電。這是短路故障最嚴(yán)重后果。(5)發(fā)生不對稱短路時(shí)，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的 電動(dòng)勢，這對于架設(shè)在高壓電力線附近的通訊線路或鐵

10、道訊號(hào)系統(tǒng)等會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。2電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算2.1電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的原始參數(shù)圖2.1電力系統(tǒng)接線圖電力系統(tǒng)接線如上圖所示。發(fā)電機(jī)G -G2為汽輪發(fā)電機(jī)，每臺(tái)S2為無窮大電源系統(tǒng)，電抗為零。400MVA xd =0.285 ,負(fù)序電抗X2 =0.29 ;發(fā)電機(jī)G3為水輪發(fā)電機(jī)，280MVA xd =0.203 ,負(fù)序電抗x2 =0.22 ;變壓器 Ti、T2 ,每臺(tái) 4i0MVA VS %=i4.6, 刈 =xi ;T3變壓器，260MVA VS %=i4.i, x。=xi ;T4變壓器，360MVA VS %=8.3, x0=xi ;Li 線路,180km, xi =0.405 Q /

11、kmX0 =3xi ;L2 線路,220km, xi =0.33 Q /km ,Xo =3xi ;L3 線路,95km, xi =0.405 Q /km ,xo =3xi ;2.2制定等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)計(jì)算2.2.1 標(biāo)幺制的概念在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用V, A, W Q表示，這種用實(shí)際有名單位表示物理量的方法稱為有名單位制。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，還廣泛的使用標(biāo)幺制。標(biāo)幺制是相對單位制的一種， 在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示。 標(biāo)幺值定義由下 式給出：(2-1 )=實(shí)際有名值（任意單位） 基準(zhǔn)值（與有名值同單位）由此可見，標(biāo)幺值是一個(gè)沒有量綱的數(shù)值，對于同一個(gè)實(shí)際的有名

12、值，基準(zhǔn)值選得不必須同時(shí)說明它的基準(zhǔn)值,同，其標(biāo)幺值也就不同。因此，當(dāng)我們說明一個(gè)量的標(biāo)幺值時(shí), 否則，標(biāo)幺值的意義是不明確的。下:當(dāng)選定電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值分別為% , SB和Zb時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)幺值如V*S*z*V vZII BSSB zZbP jQSBR jXZb(jSBRZbQSB,Xj zbR jQ*R*jX*“2-2)2-22.2.2標(biāo)幺值的選擇在電力系統(tǒng)分析中，主要涉及對稱三相電路計(jì)算。計(jì)算時(shí)習(xí)慣上多采用線電壓V,線電流I ,三相功率S和一相等值阻抗 Z,各物理量之間存在下列關(guān)系：V = 3ZI = 3VpS = J3VI=3Sp '同單相電路一樣，應(yīng)使各量基準(zhǔn)值之

13、間的關(guān)系與其有名值間的關(guān)系具有相同的方程式:Vb= 3ZbIb =SB = 3V B I B = 3V P 田 I B = 3SP 田(2)選擇在標(biāo)幺制中便有:V * _ z * I * - V p*S* =V* I * = Sp*由此可見，在標(biāo)幺制中，三相電路的計(jì)算公式與單相電路的計(jì)算公式完全相同,(4)線電壓和相電壓的標(biāo)幺值相等，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相等。在選擇基準(zhǔn)值時(shí)，習(xí)慣上也只選VB和Sb。由此得：z bVb3IBSb3VbI乂5)這樣，電流和阻抗的標(biāo)幺值則為:z*R jxZb= R* + jX* = RVf+jxSB2Vb,采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果最后還要換算成有名值,其換

14、算公式為:V =V*VbI = I*I B = Isb3VBs = S*Sb2 z =(R* + jx*)VB Sb .2.2.2有三級電壓的的網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算T-2(6)T-1LII(a)Rk1 : 1k2:1XT2XC/WX(b)XG*k1*:1XT1*k2*:1XT2*XR*(c)圖2.2有三段不同電壓等級的輸電系統(tǒng)電力系統(tǒng)中有許多不同電壓等級的線路段，它們由變壓器來耦聯(lián)o2.2 (a)表不了由三個(gè)不同電壓等級的電路經(jīng)兩臺(tái)變壓器耦聯(lián)所組成的輸電系統(tǒng),略去各元件的電阻和變壓器的勵(lì)磁支路，可以算出各元件的實(shí)際有名值，變壓器的漏抗均按原方繞組電壓計(jì)算，這樣我們就得到各元件電抗用實(shí)際

15、有名值表示的等值電路，如圖2.2 (b)所示，圖中kV(Ni)1 Vti(Nh)2二V G(N)xG- xG(N)*-'Sg(N)2V(NI )xTx(N)*qS(N)2XR% VR（N）XR_ 100 W'3IR（N） ' XT22VT2（NNk_VT2（NlI）xT2（N）*-zkT 2 =t,ST2（N）Vt2（NiiJX L和XC分別是架空線路 L和電纜線路C的實(shí)際電抗。百分值也是一種相對單位制， 對于 同一物理量，如果基準(zhǔn)值相同，則百分值 =100X標(biāo)幺值，對于變壓器，其標(biāo)幺電抗 XT（N）*常 用下式計(jì)算：Vs%XT（N）* 一 100由于三段電路的電壓等級

16、不同，彼此間只是通過磁路耦合而沒有直接的電氣聯(lián)系，可以對各段電路分別選基準(zhǔn)電壓。假定分別選Vb，Vnn）, Vbw,至于功率，整個(gè)輸電系統(tǒng)用統(tǒng)一，所以各段的基準(zhǔn)功率都為SBO選定基準(zhǔn)電壓后，可對每一元件都按各段的基準(zhǔn)電壓用公式（5）將其電抗的實(shí)際有名值換算成標(biāo)幺值，即k*_Sb_Xg*XG - 2V b一 SbXtiXtivB。）St 2*- XtSb2 V B（n）V（NI）V（Nn）k B（I）V B（ I /V B（ n）用標(biāo)幺參數(shù)表示的等值電路如圖（c）XL*一 Sb_ XL _2V B（H ）SbXr* - XR./V B（n）_"2_Vt.zlVt”）T 2k B（n）

17、Vb（h）'Vb（w）所本,其中變壓器kB（ I - n） =Vb（ i）/V b （n）為第I段和第II段的基準(zhǔn)電壓之比，稱為基準(zhǔn)變比。通常選擇適當(dāng)基準(zhǔn)電壓，使變壓器電路得到簡化，比如選擇I, II段基準(zhǔn)電壓之比kB（I-n）,等于變壓器下的變比 kT1, I,II段的基準(zhǔn)電壓之比等于變壓器T2的變比kT2,則可得kT1*=1, kT2*=1,這樣在標(biāo)幺參數(shù)的電路中就不需串聯(lián)理想變壓器了。在實(shí)際的計(jì)算中，總是把基準(zhǔn)電壓選得等于（或接近于）該電壓級的額定電壓。這樣可以從計(jì)算結(jié)果清晰地看到實(shí)際電壓偏離額定值的成程度。為了解決上述的困難， 在工程計(jì)算中規(guī)定，各個(gè)電壓等級都以其平均額定電壓M

18、v作為基準(zhǔn)電壓，根據(jù)我國現(xiàn)行的電壓等級，各級平均額定電壓規(guī)定為：3.15 , 6.3, 10.5 , 15.75 , 37, 115, 230, 345, 525 （kV）在分段計(jì)算中以上述平均額定電壓作為各級基準(zhǔn)電壓。2.2.3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值在本次實(shí)驗(yàn)中，選取 Sb=1000MVA Vb=V/XG1*一 XG2* 一 XG1(N)*XG3*XG 3(N)*XT1*= XT22Vg1(n)Sg(N)2VG3(n) Sb X TSg(N)2V 3BVs%Xt3*Vs3%100XT,VS4XL1*XL2XL3*S； =0.285 1000 =0.7125V2b4001000= 0.2030

19、.72502802VTI 1(n )Sb100St2T1(N)2VT3(N)St3(N)Sb2V B(T1)1000= 0.146 = 0.35614102VB(T3)2VT4(n) Sb100 S2T 4(N)2V B(T4)SbXLVB(l1)SbXL2VB(L2)=XlSB23VB(L3)1000= 0.1410.5423260= 0.083 1000 =0.23063601000-0.405 1802230=0.33 220= 0.405 952.2.4系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖S1O1.37 801000345210002602= 1.3780= 0.6100= 0.7273i.35 610.

20、35 610.72 730.23 0610.54 23S2O 0 0.61 000.71 250.71 25：.0.72 50圖2.3電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)3程序設(shè)計(jì)3.1 主體流程圖圖3-1主體流程圖3.2 詳細(xì)流程圖3.2.1 創(chuàng)建系統(tǒng)（create ）流程圖3.2.23.2.3圖3-2 create 函數(shù)流程圖加載系統(tǒng)函數(shù)(load )流程圖圖3-3節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣形成流程圖計(jì)算子函數(shù)(calculate )流程圖文件讀入電路參數(shù)根據(jù)支路參數(shù)建立節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣求取LDU分解的因子表矩陣下三角否求取DUZj向量求取節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣列向量11求取短路點(diǎn)電流1r求取節(jié)點(diǎn)電壓1求取支路電流1建立文件存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果

21、（結(jié)束）圖3-4計(jì)算子函數(shù)流程圖3.2.4改變短路節(jié)點(diǎn)（change）流程圖圖3-5 change 函數(shù)流程圖3.3數(shù)據(jù)及變量說明本程序中將電路的支路分為三類：電抗支路、電流支路、發(fā)電機(jī)直流,數(shù)據(jù)輸入時(shí)分開輸入格式如下：電抗支路：支路數(shù)、節(jié)點(diǎn)首端好、節(jié)點(diǎn)末端好，支路電抗值。發(fā)電機(jī)支路：發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)、發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)，發(fā)電機(jī)電勢、發(fā)電機(jī)之路電抗。電容支路：支路數(shù)、電容節(jié)點(diǎn)號(hào)，電容支路電抗值。程序中的變量定義如下：FILE *fp;/文件指針float If;/短路電流float V010;/節(jié)點(diǎn)電壓初值float In10;/注入電流float V10;/節(jié)點(diǎn)電壓float I10;i，/支路電流in

22、t count210;/數(shù)組用于儲(chǔ)存支路號(hào)float z1010;/儲(chǔ)存支路電抗值float yjs1010;/存放計(jì)算導(dǎo)納矩陣中的中間值float ye10;/儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)支路導(dǎo)納float Y1010;/節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣float Z1010;/阻抗矩陣float dk;/電抗值int e110;float yc10;/節(jié)點(diǎn)對地電抗float ycjs10;int e10;/發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)float E10;float Ig10;float Emid10;float ze10;/儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)支路導(dǎo)納int m,n,a,f,i=0,j=0,sd,md,butn,times,timesc;/*n是節(jié)點(diǎn)數(shù)

23、，a是支路數(shù)，f是短路點(diǎn)，i為行標(biāo)，j為列標(biāo)*/1、文件讀入程序如下：printf("請輸入系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，支路數(shù)，故障節(jié)點(diǎn) n");scanf("%d%d%d",&n,&a,&f);fp=fopen(name,"w+");fprintf(fp,"系統(tǒng)參數(shù)如下所示：nn");fprintf(fp,"1.系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為dn2.系統(tǒng)的支路數(shù)為dn3.系統(tǒng)的短路點(diǎn)為坨坨"總力；fprintf(fp,"支路電抗參數(shù)如下n");2、計(jì)算主程序如下：(1)、If=V

24、0f-1/Zf-1f-1;(短路電流計(jì)算)for(i=0;i<n;i+)Vi=V0i-Zif-1*If;(2)、for(i=0;i<n;i+)(導(dǎo)納矩陣計(jì)算)for(j=0;j<n;j+)Y皿i=Yii-yjsij;Yii=Yii-yei-ycjsi； for(i=0;i<n;i+) for(j=i+1;j<n;j+) Yij=yjsij;Y皿i=yjsij 3.4 程序代碼及注釋具體源程序代碼及其注釋見附錄。3.5 測試算例【例6-3】在如圖3-5所示的電力系統(tǒng)中分別在節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)5接入發(fā)電機(jī)支路，其標(biāo)幺值參數(shù)為：E1 =e5 =1.0, z1 = j0.15,

25、z5 = j0.22。在節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相短路，計(jì)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(jì)，變壓器的標(biāo)幺變比等于1。各元件參數(shù)的標(biāo)幺值如下：42 = j0.105,k12 = 1.05, z45 = j0.184,k45 =0.96,z24 = 0.03 j0.08,z23 = 0.024 j0.065, Z34 =0.018j0.05, y240 = y420 =002。230 = 丫320 =0.016羋40 = 丫430 = j0.013由以上網(wǎng)絡(luò)圖可得計(jì)算過程如下：(1)、形成輸入文件：系統(tǒng)參數(shù)如下所示：1 .系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為52 .系統(tǒng)的支路數(shù)為 53 .系統(tǒng)的短路點(diǎn)為 3支

26、路電抗參數(shù)如下z12=0.1050z23=0.0650z24=0.0800z43=0.0500z54=0.1840發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)及其電抗如下：共 2臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)z1=0.1500z5=0.2200e1=1.0000e5=1.0000共0個(gè)節(jié)點(diǎn)有接地電容(2)、計(jì)算后得到的輸出文件：計(jì)算結(jié)果如下：1、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：-16.1905 9.52389.5238 -37.4084 15.3846 12.500015.3846 -35.3846 20.000012.5000 20.0000 -37.9348 5.43485.4348 -9.98022、節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣：0.11810.09580.0902

27、0.08580.04670.09580.16290.15330.14590.07940.09020.15330.18600.16110.08770.08580.14590.16110.17290.09410.04670.07940.08770.09410.15153、短路節(jié)點(diǎn)是:34、短路電流：If=5.37675、各節(jié)點(diǎn)電壓：V1=0.5152V2=0.1758V3=0V4=0.1336V5=0.52826、發(fā)電機(jī)支路電流如下：Ig10=-3.2321Ig50=-2.14457、各支路電流：I12=-3.2321 I23=-2.7046 I24=-0.5275 I43=-2.6720 I54

28、=-2.14451、短路電流工 1f=5.37672、各節(jié)點(diǎn)電壓為UI = 0,5152 U2=O,1T5S U3 = O.0006 UM = O . 1 336 U5= O.SNWNX X ” X ” X ” X X X ” X ” M M X M X K X X X X X X X M X ” X X X X X X 3.墓電機(jī)支路電流如下二Ig1Q=-3.2321Ig50=-2,1MU5儲(chǔ)各支路電流為I21=-3,2321I3 2= -2 -70H6工4 N = -O . 5275I3M=-2.672Q MHS是否保存文件, 保存請按1, 不保存按Z圖3-8對稱短路計(jì)算結(jié)果請輸入新的短路

29、節(jié)點(diǎn)4短路計(jì)算結(jié)果如下1、短路電流工If=5.73452、各節(jié)點(diǎn)電壓為U1 =0.5036U2=O.1561U3=0.0679U4=O.OOOOU5=0.4554x * x * 蕤蕤xx*ex* 蕤xxxxxx 蕤蕤蕤 蕤*xxx * *e x 蕤蕤 3、發(fā)電機(jī)支路電流如下:Ig 1 G = -3.3O93Ig5 | 0 = - 2 . M752XX 蕤XX XX XX XXX XXX XXXXX XX X XX XX XX乂#X4、各支路電沆為I21 = -3 * 3093I32=-1.3577IH2=-1.951GI34 = 1 .3577 145=-2.4752是否保存文件，保存請按L不

30、保存按2圖3-8改變短路點(diǎn)后計(jì)算結(jié)果【習(xí)題6-10如圖3-9所示網(wǎng)絡(luò)，略去負(fù)荷，試用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣法求節(jié)點(diǎn)5發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流及線路L-2、L-3的電流。已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) G-1: S = 120 MVA, x" d = 0.23; G-2:S = 60 MVA, x"d = 0.14變壓器 T-1: S = 120 MVA, VS = 10.5%; T-2:Sn = 60 MVA, VS = 10.5%線路參數(shù) xi = 0.4 Q /km, b1 = 2.8 x 10-6 S/km線路長度 L-1: 120 km, L-2: 80 km, L-3:

31、 70 km取 S = 120 MVA, VB = Mv圖3-9電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖ZT13/2/1/24ZT22zG2®E2圖3-10三相短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖(1)、形成輸入文件：系統(tǒng)參數(shù)如下所示：1 .系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為：52 .系統(tǒng)的支路數(shù)為：53 .系統(tǒng)的短路點(diǎn)為：5支路電抗參數(shù)如下：z3 5=0.29036 z4 5=0.25406 z3 4=0.43554 z1 3=0.1050 z2 4=0.2100發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)及其電抗如下：共 2臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)：z1=0.2300z2=0.2800e1=1.0500e2=1.0500共3個(gè)節(jié)點(diǎn)有接地電容：Y3=-32.372299Y4=-34.

32、077000Y5=-43.185200(2)、得到的輸出文件：計(jì)算結(jié)果如下：1、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：-13.87169.5238-8.33334.76199.5238-15.2329 2.2960 3.44404.7619 2.2960 -10.9646 3.93613.44402、節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣3.9361 -7.35690.18190.06160.16000.06160.20780.08980.16000.08980.23300.10790.15360.15710.13260.12420.19320.1079 0.1536 0.1571 0.2689 0.21740.1326 0.1242 0.1

33、932 0.2174 0.3427 3、短路節(jié)點(diǎn)是：54、短路電流：If=3.12635、各節(jié)點(diǎn)電壓：V1=0.6471V2=0.6723V3=0.4632V4=0.3890V5=06、發(fā)電機(jī)支路電流如下：Ig10=-1.7516Ig20=-1.34917、各支路電流：I35=-1.5954 I45=-1.5310 I34=-0.1705 I13=-1.7516 I24=-1.3491請輸入新的短路節(jié)點(diǎn)S短路計(jì)算結(jié)果如下1、短路電流：11= 3.1 263N、各節(jié)點(diǎn)電壓為U1=0.6471U2=0.G723U3=0.H&32UH= O.3890U5 = O.0003X XX XX X

34、MX XX X X X XX XX X *乂 XX XX X 注蕤 XX X X MX X3、發(fā)電機(jī)支路電流如下:l91 0=-1 . 751 6Ig2O=-1 .3H91各支路電沆為I53=-1.5954I54=-1,5310It1* 3 = -O 1 705IE 3 1 1 = -1 - 7516It2* 2 = -1 . 3491是否保存文件，保存請按1,不保存按N圖3-11對稱短路計(jì)算結(jié)果【習(xí)題6-11電力系統(tǒng)等值電路如圖3-13所示，支路阻抗的標(biāo)幺值已注明圖中。(1)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣(或節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣)，并用以計(jì)算節(jié)點(diǎn) 3的三相短路電流。圖3-12電力系統(tǒng)等值電路圖2-77圖3-13最

35、終計(jì)算等值電路圖由以上網(wǎng)絡(luò)可得輸入文件如下：系統(tǒng)參數(shù)如下所示：1 .系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為：32 .系統(tǒng)的支路數(shù)為：23 .系統(tǒng)的短路點(diǎn)為：3支路電抗參數(shù)如下：z1 2=0.2000 z2 3=0.1000發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)及其電抗如下：共2臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)：z1=0.2000z3=0.130435e1=1.0500e3=0.913043共1個(gè)節(jié)點(diǎn)有接地電容：Y2=-2.000000(2)、得到的輸出文件：計(jì)算結(jié)果如下：1、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：-10.0000 5.00005.0000 -14.5000 10.000010.0000 -17.6667 2、節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣0.1394 0.0789 0.04460.0

36、789 0.1577 0.08930.0446 0.0893 0.10713、短路節(jié)點(diǎn)是:34、短路電流：If=9.18755、各節(jié)點(diǎn)電壓：V1=0.6344V2=0.2188V3=06、發(fā)電機(jī)支路電流如下：Ig10=-2.0781Ig30=-7.00007、各支路電流：I12=-2.0781 I23=-2.1875節(jié)點(diǎn)導(dǎo)老內(nèi)苗巨陣汨5 , OQOQ 1 H - 5000 1 0 . QQ061 O . OOOOi -IT.GGG了。美巨陣女口下另斤本U矢巨陣女口下月斤本1 - OOOO -o - 50001 _ OQQQ1 0 , Q Q 0 O-G . 83331.QOO0帶點(diǎn)阻抗矩陣女口

37、下所示Q -1 39HQ.0 TSSO.0HH6O,OTB9O_15TTG.0893O .OMMGO_0693Q.1 O T11、 短鑿電近0 11= = 3.1 STSXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXN、各節(jié)點(diǎn)電壓汨UI = Q - 63*+UU2= 0*21 號(hào)號(hào) us= e.eoee xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 3、炭電機(jī)支路電流女口下：Ig1O=-2.©TSIIQ3©=-T,0OGO4、 各支略電痂為I E 2 1 = -2 . OTS1T32=-2.1STS是否保存文彳牛，保存1青按

38、不保存按N4設(shè)計(jì)總結(jié)通過計(jì)算結(jié)果與算例答案的對比，計(jì)算結(jié)果與算例標(biāo)準(zhǔn)答案一樣，說明了程序計(jì)算方法和思路的準(zhǔn)確性。說明本次課程設(shè)計(jì)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。通過本次課程設(shè)計(jì)讓自己學(xué)到了很多東西，包括電力系統(tǒng)分析、 和c語言的很知識(shí)。通過做課程設(shè)計(jì)自己又仔細(xì)的將兩門課程相關(guān)章節(jié)看了一遍，特別是c語言，幾乎把整個(gè)課本都看了一遍，并自學(xué)了很多相關(guān)的知識(shí)， 重新看書的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)， 雖然以前學(xué)過，但幾年不用已 經(jīng)忘得差不多啦！當(dāng)然， 重新看書也發(fā)現(xiàn)了許多新的知識(shí)，學(xué)到不少的東西。本次做課程設(shè) 計(jì)老師給我們留了充足的時(shí)間，讓我們耐心去學(xué)習(xí)知識(shí)， 而不像以前一樣趕任務(wù)。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我更好的掌握了電力系統(tǒng)短

39、路計(jì)算的方法。我想作為一個(gè)學(xué)電氣的人這是非常關(guān)鍵的。在剛接到題目時(shí)，我感覺很迷茫，覺得很難，當(dāng)我仔細(xì)準(zhǔn)備的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這也不是想象 中的難，最終通過自己的努力和通過學(xué)的幫助完成了課程設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)給我最大的收獲并不僅僅是相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，這是我第一次做這種要幾門課結(jié)合的課程設(shè)計(jì)，我覺得這使自己應(yīng)用知識(shí)的能力得到了鍛煉，本次課程設(shè)計(jì)用c語言編程序?qū)崿F(xiàn)了電力系統(tǒng)的三相短路計(jì)算。雖然程序能夠計(jì)算，但我也知道還有很多的問題。還需要努力。第一次不自己學(xué)的知識(shí)結(jié)合在一起，覺得很有用，自己沒白學(xué)。在答辯的過程老師對程序提出了修改意見，是自己的程序更加實(shí)用，在這里感謝老師的指導(dǎo)。5參考文獻(xiàn)1何仰贊.電力系統(tǒng)分析M.

40、武昌：華中科技大學(xué)出版社，19952曹繩敏.電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料M.北京：中國電力出版社1998.33紀(jì)雯.電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊M.北京：中國電力出版社，1998.64戈東方.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊M.北京：中國電力出版社,1998.125何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析 （上冊）（第三版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.6何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析題解（上、下）（第三版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.7鄭平安，曾大亮編.程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（C語言）第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2006.6附錄主程序及注釋(這里只給出主要計(jì)算程序)#include <stdio.h>

41、#include <conio.h>#include <windows.h>聲明外部函數(shù)extern void create();extern void load();extern void quit();extern void change(char name20);extern void calculate(char name20)FILE *fp;/文件指針float If;/短路電流float V010;/節(jié)點(diǎn)電壓初值float In10;/注入電流float V10;/節(jié)點(diǎn)電壓float I10;/支路電流int count210;/數(shù)組用于儲(chǔ)存支路號(hào)floa

42、t z1010;/儲(chǔ)存支路電抗值float yjs1010;/存放計(jì)算導(dǎo)納矩陣中的中間值float ye10;/儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)支路導(dǎo)納float Y1010;/節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣float Z1010;/阻抗矩陣float dk;/電抗值int e110;float yc10;/節(jié)點(diǎn)對地電抗float ycjs10;int e10;/發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)float E10;float Ig10;float Emid10;float ze10;/儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)支路導(dǎo)納a是支路數(shù)，f是短int m,n,a,f,g,i=0,j=0,sd,md,butn,times,timesc;/*n是節(jié)點(diǎn)數(shù),路點(diǎn)，i為行標(biāo)，j為列標(biāo)f

43、or(i=0;i<10;i+)yci=0;ycjsi=0;Ei=0；Emidi=0;for(i=0;i<10;i+)/初始賦V0i=0;for(j=0;j<10;j+) zij=0；Yij=0； 讀取系統(tǒng)參數(shù) */:nn");%dn2.系統(tǒng)的支路數(shù)為 dn3.系統(tǒng)的短路點(diǎn)/*fp=fopen(name,"r");fscanf(fp,"系統(tǒng)參數(shù)如下所示fscanf(fp,"1. 系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)為為坨已,&"&2,&。；/*fscanf(fp,"讀電抗 */支路電抗參數(shù)如下n")

44、;for(m=0;m<a;m+)fscanf(fp,"z%d %d=%ft",&sd,&md,&dk);i=sd-1;j=md-1;count0m=sd;count1m=md;zij=dk；zji=dk；printf("系統(tǒng)支路電抗如下：n");for(m=0;m<a;m+)i=count0m-1;j=count1m-1;printf("z%d%d = %.4fn",count0m,count1m,zij);fscanf(fp,"nn 發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)及其電抗如下：");fscanf

45、(fp,"共曲發(fā)電機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)n",&times);for(m=0;m<times;m+)fscanf(fp,"z%d=%ft",&em,&zem);fscanf(fp,"n");for(m=0;m<times;m+)fscanf(fp,"e%d=%ft",&em,&Em);printf("輸入的發(fā)電機(jī)支路電抗為n");for(m=0;m<times;m+)printf("z%d=%ft",em,zem);for(m=0

46、;m<times;m+)for(m=0;m<times;m+) printf("e%d=%ft",em,Em);for(m=0;m<times;m+)printf("%d",em);/*讀取節(jié)點(diǎn)地電容 */fscanf(fp,”nif(timesc>0)共階節(jié)點(diǎn)有接地電容n",&timesc);for(m=0;m<timesc;m+)fscanf(fp,"Y%d=%ft",&e1m,&ycm);printf("n系統(tǒng)有升節(jié)點(diǎn)電容n",timesc);f

47、or(m=0;m<timesc;m+) printf("z%d0=%f ",e1m,ycm);fclose(fp);/*for(m=0;m<10;m+)yem=0;計(jì)算節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣 */for(m=0;m<times;m+) for(j=0；j<n；j+) if(j=(em-1) yej=1/zem;Emidj=Em; for(m=0;m<timesc;m+) for(j=0;j<n;j+) if(j=(e1m-1) ycjsj=1/ycm;/*for(i=0;i<n;i+)for(j=0;j<n;j+)if(zi朋=0)yj

48、s皿=0;elseyjsi朋=1/zij；/*系統(tǒng)支路導(dǎo)納*/導(dǎo)納矩陣 */for(i=0;i<n;i+)for(j=0;j<n;j+)Yii=Y皿i-yjs皿;Yii=Yii-yei-ycjsi； for(i=0;i<n;i+) for(j=i+1;j<n;j+)Yij=yjsij;Y皿i=yjsij； printf("nn 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為"); for(i=0;i<n;i+)printf("n");for(j=0；j<n；j+)if(Yij=0) printf(" "); else printf("%8.4f ",Yij);float l1010;float d1010;float u1010;int kk;float sum;for(i=0;i<10;i+)for(j=0;j<10;j+)l皿=0;d皿=0;u皿=0;for(i=0;i<10;i+)l皿i=1;u皿i=1;迭代法求解*/*for(i=0;i<n;i+) sum=0;if(i<1) dii=Y皿i; elsefor(kk=0;kk<i;kk+)sum=sum+ukki