課程設計--電力系統(tǒng)短路故障的計算機算法程序設計

1、<p><b>　　信息工程系</b></p><p>　　2011-2012學年度下學期電力系統(tǒng)分析課程設計</p><p>　　電力系統(tǒng)短路故障的計算機</p><p><b>　　算法程序設計</b></p><p>　　姓 名 </p>

2、<p>　　學 號 </p><p>　　班 級 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　信息工程學院課程設計任務書</p><p>　　電力系統(tǒng)短路故障的計算機算法程序設計</p><p><b&g

3、t;　　目錄</b></p><p>　　1前言…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1短路的原因……………………………………………………………………4</p><p>　　1.2短路的類型……………………………………………………………………4</p><p>　　1.3 短路計

4、算的目的………………………………………………………………4</p><p>　　1.4 短路的后果……………………………………………………………………5</p><p>　　2電力系統(tǒng)三相短路電流計算………………………………………………………6</p><p>　　2.1電力系統(tǒng)網絡的原始參數……………………………………………………6</p><

5、p>　　2.2制定等值網絡及參數計算……………………………………………………6</p><p>　　2.2.1標幺制的概念……………………………………………………………6</p><p>　　2.2.2有三級電壓的的網絡中各元件參數標幺值的計算……………………7</p><p>　　2.2.3計算各元件的電抗標幺值………………………………………………7<

6、/p><p>　　2.2.4系統(tǒng)的等值網絡圖…………………………………………………… 10</p><p>　　3程序設計………………………………………………………………………… 11</p><p>　　3.1主流程圖………………………………………………………………… 11</p><p>　　3.2詳細流程圖……………………………………………

7、………………… 12</p><p>　　3.2.1創(chuàng)建系統(tǒng)流程圖…………………………………………………… 12</p><p>　　3.2.2加載系統(tǒng)函數流程圖……………………………………………… 13</p><p>　　3.2.3計算子函數流程圖………………………………………………… 14</p><p>　　3.2.4改變短路點流程圖

8、………………………………………………… 15</p><p>　　3.3數據及變量說明………………………………………………………… 15</p><p>　　3.4程序代碼及注釋………………………………………………………… 16</p><p>　　3.5測試例子………………………………………………………………… 17</p><p>　　4

9、結論……………………………………………………………………………… 23</p><p>　　5參考文獻………………………………………………………………………… 24</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　因為它們會破壞對用戶的供電和電氣設備的正常工作，而且還可能對人生命財產產生威脅。從在電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必須考

10、慮到可能發(fā)生的故障和不正常運行的情況，電力系統(tǒng)的實際運行情況看，這些故障絕大多數多數是由短路引起的，因此除了對電力系統(tǒng)的短路故障有一較深刻的認識外，還必須熟練掌握電力系統(tǒng)的短路計算。</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。</p><p><b>　　1.1 短路的原因</b>

11、</p><p>　　產生短路的原因很多，主要有如下幾個方面：（1）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化、設計、安裝及維護不良所帶來的設備缺陷發(fā)展成短路等；（2）氣象條件惡劣，例如雷擊造成的網絡放電或避雷器動作，架空線路由于大風或導線覆冰引起電桿倒塌等；（3）違規(guī)操作，例如運行人員帶負荷拉閘，線路或設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。</p>&l

12、t;p><b>　　1.2 短路的類型</b></p><p>　　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)各項與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)。其他類型的短路都是不對稱短路。 </p><p>　　電力系統(tǒng)的運行經驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數，兩相短路較少，三相短路的機會最

13、少。三相短路雖然很少發(fā)生，但情況較嚴重，應給予足夠的重視。況且，從短路計算方法來看，一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都歸結為對稱短路的計算。因此，對三相短路的的研究是具有重要意義的。</p><p>　　1.3 短路計算的目的</p><p>　　在電力系統(tǒng)的設計和電氣設備的運行中，短路計算是解決一系列問題的不可缺少的基本計算，這些問題主要是：</p><p&

14、gt;　?。?）選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計算作為依據。這里包括計算沖擊電流以校驗設備的電動力穩(wěn)定度；計算若干時刻的短路電流周期分量以校驗設備的熱穩(wěn)定度；計算指定時刻的短路電流有效值以校驗斷路器的斷流能力等。</p><p>　?。?）為了合理地配置各種繼電保護和自動裝置并確定其參數，必須對電力網中發(fā)生的各種短路進行計算和分析。在這些計算中不但要知

15、道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網絡中的分布情況。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值。</p><p>　?。?）在設計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線時，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，都要進行必要的短路電流計算。</p><p>　?。?）進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，研究短路對用戶工作的影響等，也含有一部分短路計算的內容</p><

16、;p>　　此外，確定輸電線路對通訊的干擾，對已發(fā)生故障進行分析，都必須進行短路計算。</p><p>　　在實際工作中，根據一定的任務進行短路計算時，必須首先確定計算條件。所謂計算條件，一般包括，短路發(fā)生時系統(tǒng)的運行方式，短路的類型好發(fā)生的地點，以及短路發(fā)生后所采取的措施等。從短路計算的角度來看，系統(tǒng)運行方式指的是系統(tǒng)中投入運行的發(fā)電、變電、輸電、用電的設備的多少以及它們之間相互聯(lián)接的情況，計算不對稱短路時

17、，還包括中性點的運行狀態(tài)。對于不同的計算目的，所采用的計算條件是不同的。</p><p>　　1.4 短路的后果</p><p>　　隨著短路類型、發(fā)生地點和持續(xù)時間的不同，短路的后果可能指破壞局部地區(qū)的正常供電，也可能威脅整個系統(tǒng)的安全運行。短路的危險后果一般有以下的幾個方面：</p><p>　?。?）短路故障使短路點附近的支路中出現比正常值大許多倍的電流，由

18、于短路電流的電動力效應，導體間將產生很大的機械應力，可能使導體和它們的支架遭到破壞。</p><p>　?。?）短路電流使設備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時間較長時，設備可能過熱以致?lián)p壞。</p><p>　?。?）短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負荷是異步電動機，它的電磁轉矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時，電動機的電磁轉矩顯著減小，轉速隨之下降。當電壓大幅度下降時，電

19、動機甚至可能停轉，造成產品報廢，設備損壞等嚴重后果。</p><p>　?。?）當短路發(fā)生地點離電源不遠而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(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。這是短路故障最嚴重后果。</p><p>　?。?）發(fā)生不對稱短路時，不平衡電流能產生足夠的磁通在鄰近的電路內感應出很大的電動勢，這對于架設在高壓電力線附近的通訊線路或鐵道訊號系統(tǒng)等會產生嚴重的影響。<

20、;/p><p>　　2電力系統(tǒng)三相短路電流計算</p><p>　　2.1電力系統(tǒng)網絡的原始參數</p><p>　　圖2.1 電力系統(tǒng)接線圖</p><p>　　電力系統(tǒng)接線如上圖所示。S1 ，S2 為無窮大電源系統(tǒng)，電抗為零。</p><p>　　發(fā)電機G1 -G2 為汽輪發(fā)電機，每臺400MVA，xd‘’=0.285

21、，負序電抗x2 =0.29；</p><p>　　發(fā)電機G3 為水輪發(fā)電機，280MVA，xd‘’=0.203，負序電抗x2 =0.22；</p><p>　　變壓器T1 、T2 ，每臺410MVA，Vs %=14.6，x0 ≈x1 ；</p><p>　　T3變壓器，260MVA，Vs %=14.1，x0 ≈x1 ； </p><p>　　

22、T4變壓器，360MVA，Vs %=8.3，x0 ≈x1 ；</p><p>　　L1 線路，180km，x1 =0.405Ω/km，x0 ≈3x1 ；</p><p>　　L2 線路，220km，x1 =0.33Ω/km，x0 ≈3x1 ；</p><p>　　L3 線路，95km，x1 =0.405Ω/km，x0 ≈3x1 ；</p><p&

23、gt;　　2.2制定等值網絡及參數計算</p><p>　　2.2.1標幺制的概念</p><p>　　在一般的電路計算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用V，A，W，Ω表示，這種用實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)計算中，還廣泛的使用標幺制。標幺制是相對單位制的一種，在標幺制中各物理量都用標幺值表示。標幺值定義由下式給出：</p><p>　

24、　標幺值=（2-1）</p><p>　　由此可見，標幺值是一個沒有量綱的數值，對于同一個實際的有名值，基準值選得不同，其標幺值也就不同。因此，當我們說明一個量的標幺值時，必須同時說明它的基準值，否則，標幺值的意義是不明確的。</p><p>　　當選定電壓、電流、功率和阻抗的基準值分別為,,和時，相應的標幺值如下：</p><p>　　2.2.2 標幺

25、值的選擇</p><p>　　在電力系統(tǒng)分析中，主要涉及對稱三相電路計算。計算時習慣上多采用線電壓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系：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　同單相電路一樣，應使各量基準值之間的關系與其有名值間的關系具有相同的方程式：</p><p&g

26、t;<b>　　(3)</b></p><p>　　選擇在標幺制中便有：</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　由此可見，在標幺制中，三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全相同，線電壓和相電壓的標幺值相等，三相功率和單相功率的標幺值相等。在選擇基準值時，習慣上也只選VB和SB 。由此得：

27、 </p><p>　　這樣，電流和阻抗的標幺值則為： (5)</p><p>　　采用標幺值進行計算，所得結果最后還要換算成有名值，其換算公式為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　2.2.2有三級電壓的的網絡中各元件參數標幺值的計算

28、 </p><p>　　圖2.2有三段不同電壓等級的輸電系統(tǒng)</p><p>　　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)。圖2.2（a）表示了由三個不同電壓等級的電路經兩臺變壓器耦聯(lián)所組成的輸電系統(tǒng)，略去各元件的電阻和變壓器的勵磁支路，可以算出各元件的實際有名值，變壓器的漏抗均按原方繞組電壓計算，這樣我們就得到各元件電抗用實際有名值表示的等值電路，如圖2.

29、2（b）所示，圖中</p><p><b>　　， ，</b></p><p><b>　　， ，</b></p><p>　　XL和XC分別是架空線路L和電纜線路C的實際電抗。百分值也是一種相對單位制，對于同一物理量，如果基準值相同，則百分值=100×標幺值，對于變壓器，其標幺電抗xT(N)*常用下式計算：&l

30、t;/p><p>　　由于三段電路的電壓等級不同，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電壓。假定分別選VB(Ⅰ)，VB（Ⅱ），VB（Ⅲ），至于功率，整個輸電系統(tǒng)用統(tǒng)一，所以各段的基準功率都為SB。</p><p>　　選定基準電壓后，可對每一元件都按各段的基準電壓用公式（5）將其電抗的實際有名值換算成標幺值，即</p><p><b

31、>　　， ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　， （7）</b></p><p>　　用標幺參數表示的等值電路如圖（c）所示，其中變壓器kB（Ⅰ-Ⅱ）=VB（Ⅰ）/VB（Ⅱ）為第I段和第II段的基準電壓之比，稱為基準變比。</p><p>

32、;　　通常選擇適當基準電壓，使變壓器電路得到簡化，比如選擇I，II段基準電壓之比kB（Ⅰ-Ⅱ），等于變壓器下的變比kT1，I,II段的基準電壓之比等于變壓器T2的變比kT2，則可得kT1*=1，kT2*=1，這樣在標幺參數的電路中就不需串聯(lián)理想變壓器了。</p><p>　　在實際的計算中，總是把基準電壓選得等于（或接近于）該電壓級的額定電壓。這樣可以從計算結果清晰地看到實際電壓偏離額定值的成程度。為了解決上述的

33、困難，在工程計算中規(guī)定，各個電壓等級都以其平均額定電壓Vav作為基準電壓，根據我國現行的電壓等級，各級平均額定電壓規(guī)定為：</p><p>　　3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（kV）</p><p>　　在分段計算中以上述平均額定電壓作為各級基準電壓。</p><p>　　2.2.3計算各元件的電抗標幺值</p&g

34、t;<p>　　在本次實驗中，選取SB=1000MVA，VB=Vav</p><p>　　2.2.4系統(tǒng)的等值網絡圖</p><p>　　圖2.3電力系統(tǒng)的等值網</p><p><b>　　3程序設計</b></p><p><b>　　主體流程圖</b></p>&l

35、t;p>　　圖3-1 主體流程圖</p><p><b>　　詳細流程圖</b></p><p>　　創(chuàng)建系統(tǒng)（create）流程圖</p><p>　　圖3-2 create函數流程圖</p><p>　　加載系統(tǒng)函數（load）流程圖</p><p>　　圖3-3 節(jié)點導納矩陣形成流程圖

36、</p><p>　　計算子函數（calculate）流程圖 </p><p>　　圖3-4 計算子函數流程圖</p><p>　　改變短路節(jié)點（change）流程圖</p><p>　　圖3-5 change函數流程圖</p><p><b>　　數據及變量說明</b></p>

37、<p>　　本程序中將電路的支路分為三類：電抗支路、電流支路、發(fā)電機直流，數據輸入時分開輸入格式如下：</p><p>　　電抗支路：支路數、節(jié)點首端好、節(jié)點末端好，支路電抗值。</p><p>　　發(fā)電機支路：發(fā)電機臺數、發(fā)電機接入點，發(fā)電機電勢、發(fā)電機之路電抗。</p><p>　　電容支路：支路數、電容節(jié)點號，電容支路電抗值。</p>

38、<p>　　程序中的變量定義如下：</p><p>　　FILE *fp; //文件指針</p><p>　　float If; //短路電流</p><p>　　float V0[10]; //節(jié)點電壓初值</p><p>　　fl

39、oat In[10]; //注入電流</p><p>　　float V[10]; //節(jié)點電壓</p><p>　　float I[10]; //支路電流</p><p>　　int count[2][10]; //數組用于儲存支路號</p>&

40、lt;p>　　float z[10][10]; //儲存支路電抗值</p><p>　　float yjs[10][10]; //存放計算導納矩陣中的中間值</p><p>　　float ye[10]; //儲存發(fā)電機支路導納</p><p>　　float Y[10][10];

41、 //節(jié)點導納矩陣</p><p>　　float Z[10][10]; //阻抗矩陣</p><p>　　float dk; //電抗值</p><p>　　int e1[10];</p><p>　　float yc[10]; //節(jié)點對地

42、電抗</p><p>　　float ycjs[10];</p><p>　　int e[10]; //發(fā)電機接入點</p><p>　　float E[10]; </p><p>　　float Ig[10];</p><p>　　float Emid[10];</p>

43、<p>　　float ze[10]; //儲存發(fā)電機支路導納</p><p>　　int m,n,a,f,i=0,j=0,sd,md,butn,times,timesc;/*n是節(jié)點數，a是支路數，f是短路點，i為行標，j為列標*/</p><p>　　1、文件讀入程序如下：</p><p>　　printf("

44、;請輸入系統(tǒng)的節(jié)點數，支路數，故障節(jié)點\n");</p><p>　　scanf("%d%d%d",&n,&a,&f);</p><p>　　fp=fopen(name,"w+");</p><p>　　fprintf(fp,"系統(tǒng)參數如下所示:\n\n");</p&

45、gt;<p>　　fprintf(fp,"1.系統(tǒng)的節(jié)點數為%d\n2.系統(tǒng)的支路數為%d\n3.系統(tǒng)的短路點為%d\n\n",n,a,f);</p><p>　　fprintf(fp,"支路電抗參數如下\n");</p><p>　　2、計算主程序如下：</p><p>　?。?）、 If=V0[f-1]/Z[

46、f-1][f-1];（短路電流計算）</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p>　　V[i]=V0[i]-Z[i][f-1]*If;</p><p>　?。?）、for(i=0;i<n;i++)（導納矩陣計算）</p><p><b>　　{</b></p><

47、p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　Y[i][i]=Y[i][i]-yjs[i][j];</p><p>　　Y[i][i]=Y[i][i]-ye[i]-ycjs[i];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p&

48、gt;<p>　　for(j=i+1;j<n;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Y[i][j]=yjs[i][j];</p><p>　　Y[j][i]=yjs[i][j];</p><p><b>　　}</b></p><

49、;p><b>　　程序代碼及注釋</b></p><p>　　具體源程序代碼及其注釋見附錄。</p><p><b>　　測試算例</b></p><p>　　【例6-3】在如圖3-5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，其標幺值參數為：</p><p>　　。在節(jié)點3發(fā)生三相短

50、路，計算短路電流及網絡中的電流分布。線路的電阻和電容略去不計，變壓器的標幺變比等于1。各元件參數的標幺值如下：</p><p>　　圖3-6 電力系統(tǒng)等值網絡圖</p><p>　　圖3-7 三相短路時的等值網絡圖</p><p>　　由以上網絡圖可得計算過程如下：</p><p>　　（1）、形成輸入文件：</p><p

51、><b>　　系統(tǒng)參數如下所示:</b></p><p>　　1.系統(tǒng)的節(jié)點數為5</p><p>　　2.系統(tǒng)的支路數為5</p><p>　　3.系統(tǒng)的短路點為3</p><p><b>　　支路電抗參數如下</b></p><p>　　z12=0.1050z23

52、=0.0650z24=0.0800z43=0.0500z54=0.1840</p><p>　　發(fā)電機接入點及其電抗如下：共2臺發(fā)電機進入系統(tǒng)</p><p>　　z1=0.1500z5=0.2200</p><p>　　e1=1.0000e5=1.0000</p><p>　　共0個節(jié)點有接地電容</p>&l

53、t;p>　?。?）、計算后得到的輸出文件：</p><p><b>　　計算結果如下：</b></p><p><b>　　1、節(jié)點導納矩陣:</b></p><p>　　-16.1905 9.5238 </p><p>　　

54、9.5238 -37.4084 15.3846 12.5000 </p><p>　　15.3846 -35.3846 20.0000 </p><p>　　12.5000 20.0000 -37.9348 5.4348 </p><p>　　5.4348 -9.9802 </p&

55、gt;<p><b>　　2、節(jié)點阻抗矩陣:</b></p><p>　　0.1181 0.0958 0.0902 0.0858 0.0467 </p><p>　　0.0958 0.1629 0.1533 0.1459 0.0794 </p><p>　　0.0902

56、 0.1533 0.1860 0.1611 0.0877 </p><p>　　0.0858 0.1459 0.1611 0.1729 0.0941 </p><p>　　0.0467 0.0794 0.0877 0.0941 0.1515 </p><p><b>　　3、短路

57、節(jié)點是:3</b></p><p>　　4、短路電流:If=5.3767</p><p><b>　　5、各節(jié)點電壓:</b></p><p>　　V1=0.5152V2=0.1758V3=0V4=0.1336V5=0.5282</p><p>　　6、發(fā)電機支路電流如下:</p>&

58、lt;p>　　Ig[1][0]=-3.2321</p><p>　　Ig[5][0]=-2.1445</p><p><b>　　7、各支路電流:</b></p><p>　　I12=-3.2321I23=-2.7046I24=-0.5275I43=-2.6720I54=-2.1445</p><p>　　

59、圖3-8 對稱短路計算結果</p><p>　　圖3-8 改變短路點后計算結果</p><p>　　【習題6-10】如圖3-9所示網絡，略去負荷，試用節(jié)點阻抗矩陣法求節(jié)點5發(fā)生三相短路時，短路點的短路電流及線路L-2、L-3的電流。已知各元件參數如下：</p><p>　　發(fā)電機G-1: SN = 120 MVA, x”d = 0.23; G-2: SN = 60

60、MVA, x”d = 0.14</p><p>　　變壓器T-1: SN = 120 MVA, Vs = 10.5%; T-2: SN = 60 MVA, Vs = 10.5%</p><p>　　線路參數 x1 = 0.4Ω/km, b1 = 2.8×10-6 S/km</p><p>　　線路長度 L-1: 120 km, L-2: 80 km, L-

61、3: 70 km</p><p>　　取SB = 120 MVA, VB = Vav</p><p>　　圖3-9 電力系統(tǒng)網絡圖</p><p>　　圖3-10 三相短路時的等值網絡圖</p><p>　?。?）、形成輸入文件：</p><p><b>　　系統(tǒng)參數如下所示:</b></p

62、><p>　　1.系統(tǒng)的節(jié)點數為：5</p><p>　　2.系統(tǒng)的支路數為：5</p><p>　　3.系統(tǒng)的短路點為：5</p><p><b>　　支路電抗參數如下：</b></p><p>　　z3 5=0.29036 z4 5=0.25406 z3 4=0.43554z1 3=0.1

63、050z2 4=0.2100</p><p>　　發(fā)電機接入點及其電抗如下：共2臺發(fā)電機進入系統(tǒng)：</p><p>　　z1=0.2300z2=0.2800</p><p>　　e1=1.0500e2=1.0500</p><p>　　共3個節(jié)點有接地電容：</p><p>　　Y3=-32.372299

64、Y4=-34.077000Y5=-43.185200</p><p>　?。?）、得到的輸出文件：</p><p><b>　　計算結果如下：</b></p><p><b>　　1、節(jié)點導納矩陣:</b></p><p>　　-13.8716 9.5238

65、 </p><p>　　-8.3333 4.7619 </p><p>　　9.5238 -15.2329 2.2960 3.4440 </p><p>　　4.7619 2.2960 -10.9646 3.9361 </p>

66、<p>　　3.4440 3.9361 -7.3569 </p><p><b>　　2、節(jié)點阻抗矩陣:</b></p><p>　　0.1819 0.0616 0.1600 0.1079 0.1326 </p><p>　　0.0616 0.2078 0.0898 0.1

67、536 0.1242 </p><p>　　0.1600 0.0898 0.2330 0.1571 0.1932 </p><p>　　0.1079 0.1536 0.1571 0.2689 0.2174 </p><p>　　0.1326 0.1242 0.1932 0.2174

68、 0.3427 </p><p><b>　　3、短路節(jié)點是:5</b></p><p>　　4、短路電流：If=3.1263</p><p><b>　　5、各節(jié)點電壓:</b></p><p>　　V1=0.6471V2=0.6723V3=0.4632V4=0.3890V5=0

69、</p><p>　　6、發(fā)電機支路電流如下:</p><p>　　Ig[1][0]=-1.7516</p><p>　　Ig[2][0]=-1.3491</p><p><b>　　7、各支路電流:</b></p><p>　　I35=-1.5954I45=-1.5310I34=-0.170

70、5I13=-1.7516I24=-1.3491</p><p>　　圖3-11 對稱短路計算結果</p><p>　　【習題6-11】電力系統(tǒng)等值電路如圖3-13所示，支路阻抗的標幺值已注明圖中。</p><p>　?。?）形成節(jié)點導納矩陣（或節(jié)點阻抗矩陣），并用以計算節(jié)點3的三相短路電流。</p><p>　　（2）另選一種方法計算短路

71、電流，并用以驗證（1）的計算結果。</p><p>　　圖3-12 電力系統(tǒng)等值電路圖</p><p>　　圖3-13 經Norton變換后的等值電路圖</p><p>　　圖3-13 最終計算等值電路圖</p><p>　　由以上網絡可得輸入文件如下：</p><p><b>　　系統(tǒng)參數如下所示:<

72、/b></p><p>　　1.系統(tǒng)的節(jié)點數為：3</p><p>　　2.系統(tǒng)的支路數為：2</p><p>　　3.系統(tǒng)的短路點為：3</p><p><b>　　支路電抗參數如下：</b></p><p>　　z1 2=0.2000z2 3=0.1000</p>&l

73、t;p>　　發(fā)電機接入點及其電抗如下：共2臺發(fā)電機進入系統(tǒng)：</p><p>　　z1=0.2000z3=0.130435</p><p>　　e1=1.0500e3=0.913043</p><p>　　共1個節(jié)點有接地電容：</p><p>　　Y2=-2.000000</p><p>　?。?）、得

74、到的輸出文件：</p><p><b>　　計算結果如下：</b></p><p><b>　　1、節(jié)點導納矩陣:</b></p><p>　　-10.0000 5.0000 </p><p>　　5.0000 -14.5000 10.0000 </p>

75、;<p>　　10.0000 -17.6667 </p><p><b>　　2、節(jié)點阻抗矩陣:</b></p><p>　　0.1394 0.0789 0.0446 </p><p>　　0.0789 0.1577 0.0893 </p><p>　　0.0446

76、 0.0893 0.1071 </p><p><b>　　3、短路節(jié)點是:3</b></p><p>　　4、短路電流：If=9.1875</p><p><b>　　5、各節(jié)點電壓:</b></p><p>　　V1=0.6344V2=0.2188V3=0</p>

77、<p>　　6、發(fā)電機支路電流如下:</p><p>　　Ig[1][0]=-2.0781</p><p>　　Ig[3][0]=-7.0000</p><p><b>　　7、各支路電流:</b></p><p>　　I12=-2.0781I23=-2.1875</p><p>　　

78、圖3-15 對稱短路計算結果</p><p><b>　　4設計總結</b></p><p>　　通過計算結果與算例答案的對比，計算結果與算例標準答案一樣，說明了程序計算方法和思路的準確性。說明本次課程設計基本達到了設計的要求。</p><p>　　通過本次課程設計讓自己學到了很多東西，包括電力系統(tǒng)分析、和c語言的很知識。通過做課程設計自己又仔

79、細的將兩門課程相關章節(jié)看了一遍，特別是c語言，幾乎把整個課本都看了一遍，并自學了很多相關的知識，重新看書的時候才發(fā)現，雖然以前學過，但幾年不用已經忘得差不多啦！當然，重新看書也發(fā)現了許多新的知識，學到不少的東西。本次做課程設計老師給我們留了充足的時間，讓我們耐心去學習知識，而不像以前一樣趕任務。通過這次課程設計，我更好的掌握了電力系統(tǒng)短路計算的方法。我想作為一個學電氣的人這是非常關鍵的。在剛接到題目時，我感覺很迷茫，覺得很難，當我仔細準

80、備的時候發(fā)現這也不是想象中的難，最終通過自己的努力和通過學的幫助完成了課程設計。</p><p>　　這次設計給我最大的收獲并不僅僅是相關的專業(yè)知識，這是我第一次做這種要幾門課結合的課程設計，我覺得這使自己應用知識的能力得到了鍛煉，本次課程設計用c語言編程序實現了電力系統(tǒng)的三相短路計算。雖然程序能夠計算，但我也知道還有很多的問題。還需要努力。第一次不自己學的知識結合在一起，覺得很有用，自己沒白學。在答辯的過程老師

81、對程序提出了修改意見，是自己的程序更加實用，在這里感謝老師的指導。</p><p><b>　　5參考文獻</b></p><p>　　[1] 何仰贊．電力系統(tǒng)分析[M]．武昌:華中科技大學出版社,1995</p><p>　　[2] 曹繩敏．電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料[M]．北京:中國電力出版社1998.3</p>&l

82、t;p>　　[3] 紀雯.電力系統(tǒng)設計手冊[M].北京:中國電力出版社,1998.6</p><p>　　[4] 戈東方.電力工程電氣設計手冊[M].北京:中國電力出版社,1998.12</p><p>　　[5] 何仰贊，溫增銀．電力系統(tǒng)分析(上冊)(第三版)．武漢：華中科技大學出版社，2002．</p><p>　　[6] 何仰贊，溫增銀．電力系統(tǒng)分析題解

83、(上、下)(第三版)．武漢：華中科技大學出版社，2002．</p><p>　　[7] 鄭平安，曾大亮編．程序設計基礎(C語言)第二版．北京：清華大學出版社，2006．</p><p><b>　　6附錄</b></p><p>　　主程序及注釋（這里只給出主要計算程序）：</p><p>　　#include <

84、stdio.h></p><p>　　#include <conio.h></p><p>　　#include <windows.h></p><p><b>　　聲明外部函數</b></p><p>　　extern void create();</p><p&g

85、t;　　extern void load();</p><p>　　extern void quit();</p><p>　　extern void change(char name[20]);</p><p>　　extern void calculate(char name[20])</p><p><b>　

86、　{</b></p><p>　　FILE *fp; //文件指針</p><p>　　float If; //短路電流</p><p>　　float V0[10]; //節(jié)點電壓初值</p><p>　　float In[10]

87、; //注入電流</p><p>　　float V[10]; //節(jié)點電壓</p><p>　　float I[10]; //支路電流</p><p>　　int count[2][10]; //數組用于儲存支路號</p><p>　　

88、float z[10][10]; //儲存支路電抗值</p><p>　　float yjs[10][10]; //存放計算導納矩陣中的中間值</p><p>　　float ye[10]; //儲存發(fā)電機支路導納</p><p>　　float Y[10][10]; //節(jié)點

89、導納矩陣</p><p>　　float Z[10][10]; //阻抗矩陣</p><p>　　float dk; //電抗值</p><p>　　int e1[10];</p><p>　　float yc[10]; //節(jié)點對地電抗</p&g

90、t;<p>　　float ycjs[10];</p><p>　　int e[10]; //發(fā)電機接入點</p><p>　　float E[10]; </p><p>　　float Ig[10];</p><p>　　float Emid[10];</p><p>

91、;　　float ze[10]; //儲存發(fā)電機支路導納</p><p>　　int m,n,a,f,g,i=0,j=0,sd,md,butn,times,timesc;/*n是節(jié)點數，a是支路數，f是短路點，i為行標，j為列標</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{yc[

92、i]=0;</b></p><p>　　ycjs[i]=0;</p><p><b>　　E[i]=0;</b></p><p>　　Emid[i]=0;}</p><p>　　for(i=0;i<10;i++) //初始賦</p><p><b>

93、;　　{</b></p><p><b>　　V0[i]=0;</b></p><p>　　for(j=0;j<10;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　z[i][j]=0;</p><p>　　Y[i][j]=0;<

94、/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************讀取系統(tǒng)參數**************************/</p><p>　　fp=fopen(name,"r")

95、;</p><p>　　fscanf(fp,"系統(tǒng)參數如下所示:\n\n");</p><p>　　fscanf(fp,"1.系統(tǒng)的節(jié)點數為%d\n2.系統(tǒng)的支路數為%d\n3.系統(tǒng)的短路點為%d\n\n",&n,&a,&f);</p><p>　　/**************讀電抗*********

96、****/</p><p>　　fscanf(fp,"支路電抗參數如下\n");</p><p>　　for(m=0;m<a;m++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　fscanf(fp,"z%d %d=%f\t",&sd,&m

97、d,&dk); </p><p><b>　　i=sd-1;</b></p><p><b>　　j=md-1;</b></p><p>　　count[0][m]=sd;</p><p>　　count[1][m]=md;</p><p>　　z

98、[i][j]=dk;</p><p>　　z[j][i]=dk;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　printf("系統(tǒng)支路電抗如下：\n");</p><p>　　for(m=0;m<a;m++)</p><p><b>　　{&

99、lt;/b></p><p>　　i=count[0][m]-1;</p><p>　　j=count[1][m]-1;</p><p>　　printf("z%d%d = %.4f\n",count[0][m],count[1][m],z[i][j]);</p><p><b>　　}</b>

100、</p><p>　　fscanf(fp,"\n\n發(fā)電機接入點及其電抗如下：");</p><p>　　fscanf(fp,"共%d臺發(fā)電機進入系統(tǒng)\n",&times);</p><p>　　for(m=0;m<times;m++)</p><p>　　fscanf(fp,"

101、z%d=%f\t",&e[m],&ze[m]);</p><p>　　fscanf(fp,"\n");</p><p>　　for(m=0;m<times;m++)</p><p>　　fscanf(fp,"e%d=%f\t",&e[m],&E[m]);</p>&

102、lt;p>　　printf("輸入的發(fā)電機支路電抗為\n");</p><p>　　for(m=0;m<times;m++) </p><p>　　printf("z%d=%f\t",e[m],ze[m]);</p><p>　　for(m=0;m<times;m++) </p><p&g

103、t;　　for(m=0;m<times;m++) </p><p>　　printf("e%d=%f\t",e[m],E[m]);</p><p>　　for(m=0;m<times;m++) </p><p>　　printf("%d",e[m]);</p><p>　　/********

104、********讀取節(jié)點對地電容**********************/</p><p>　　fscanf(fp,"\n共%d個節(jié)點有接地電容\n",&timesc);</p><p>　　if(timesc>0)</p><p>　　{for(m=0;m<timesc;m++)</p><p>

105、　　fscanf(fp,"Y%d=%f\t",&e1[m],&yc[m]);</p><p>　　printf("\n系統(tǒng)有%d個節(jié)點電容\n",timesc);</p><p>　　for(m=0;m<timesc;m++) </p><p>　　printf("z%d0=%f "

106、;,e1[m],yc[m]); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　fclose(fp);</p><p>　　/*******************************計算節(jié)點阻抗矩陣**************************/</p><p>　　for(m=0;m&

107、lt;10;m++)</p><p><b>　　ye[m]=0;</b></p><p>　　for(m=0;m<times;m++)</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　if(j==(e[m]-1))</p><p>　　{ye[j]=1/ze

108、[m];</p><p>　　Emid[j]=E[m];}</p><p>　　for(m=0;m<timesc;m++)</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　if(j==(e1[m]-1))</p><p>　　ycjs[j]=1/yc[m]; </p>

109、<p>　　/**************系統(tǒng)支路導納*************/ </p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　{if(z[i][j]==0)</p><p>　　yjs[i][j]=0;&

110、lt;/p><p><b>　　else</b></p><p>　　yjs[i][j]=1/z[i][j];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************導納矩陣*************/</p><p>　　for(i=0;i&

111、lt;n;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　Y[i][i]=Y[i][i]-yjs[i][j];</p><p>　　Y[i][i]=Y[i][i]-ye[i]-ycjs[i];</p><p><

112、;b>　　}</b></p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p>　　for(j=i+1;j<n;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Y[i][j]=yjs[i][j];</p><p>　　Y[j][i]=

113、yjs[i][j];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n\n節(jié)點導納矩陣為");</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　prin

114、tf("\n");</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　if(Y[i][j]==0)</p><p>　　printf(" ");</p><p><b>　　else</b></p><p>　

115、　printf("%8.4f ",Y[i][j]); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　float l[10][10];</p><p>　　float d[10][10];</p><p>　　float u[10][10];<

116、/p><p><b>　　int kk;</b></p><p>　　float sum;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p>　　for(j=0;j<10;j++)</p><p><b>　　{</b></p>&

117、lt;p>　　l[i][j]=0;</p><p>　　d[i][j]=0;</p><p>　　u[i][j]=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{</b></

118、p><p>　　l[i][i]=1;</p><p>　　u[i][i]=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************迭代法求解*************/</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p

119、>　　{ sum=0;</p><p><b>　　if(i<1)</b></p><p>　　d[i][i]=Y[i][i];</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　f

120、or(kk=0;kk<i;kk++)</p><p>　　sum=sum+u[kk][i]*u[kk][i]*d[kk][kk];</p><p>　　d[i][i]=Y[i][i]-sum;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(j=i+1;j<n;j++)</p>

121、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　sum=0;</b></p><p><b>　　if(i<1)</b></p><p>　　u[i][j]=Y[i][j]/d[i][i];</p><p><b>　　else<

122、/b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(kk=0;kk<i;kk++)</p><p>　　sum=sum+u[kk][i]*u[kk][j]*d[kk][kk];</p><p>　　u[i][j]=(Y[i][j]-sum)/d[i][i];</p>&l

123、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************LDU屏幕顯示*************/</p><p>　　printf("\nD矩陣如下所示&q

124、uot;);</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("\n");</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p>　　if(d[i][j]==0)<

125、/p><p>　　printf(" ");</p><p><b>　　else</b></p><p>　　printf("%8.4f ",d[i][j]); </p><p><b>　　}</b></p>

126、;<p>　　printf("\nU矩陣如下所示"); </p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("\n");</p><p>　　for(j=0;j<n;j++)

127、</p><p>　　if(u[i][j]==0)</p><p>　　printf(" "); </p><p><b>　　else</b></p><p>　　printf("%8.4f",u[i][j]); </p>&l

128、t;p><b>　　} </b></p><p>　　printf("\n節(jié)點阻抗矩陣如下所示");</p><p>　　float fi[10];</p><p>　　float h[10];</p><p>　　for(j=0;j<10;j++)</p><p>

129、;<b>　　{</b></p><p><b>　　fi[j]=0;</b></p><p>　　h[j]=0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(j=0;j<n;j++)</p><p

130、><b>　　{ </b></p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p><p>　　if((i-j)<0)</p><p><b>　　fi[i]=0;</b></p><p>　　else if((i-j)==0)</p><p>&l