发电厂电气部分课程设计

发电厂电气部分课程设计
摘要：三相短路故障是电力系统中最为严重的故障，在实际生活中是要极力避免的。

同时，通过故障切除时间的对比与分析，得出故障发生后，在最短时间内切除故障是保证电力系统正常运行，减少经济损失的办法之一。

短路计算是电力系统中相当关键的一步，其涉及到后续过程中各种电气设备的选择。

在电路短路计算过程中是相当繁琐的，本文通过编程计算，以及MATLAB中simulink 的仿真，可以减少运算、提高效率。

关键词：短路计算；电力系统；MATLAB；simulink仿真
一、课程设计的意义、任务及要求
“短路”是电力系统中常发生的一种故障。

所谓短路是指电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。

电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起的，危害很大。

发生短路是会有很大的危害，由于电流突然增大、电压突然下降，这样以来给电力系统带来很大的危害，例如造成大面积停电、影响通讯、造成设备的损害等。

发生短路后对生产和生活都会有很大的影响，因此了解短路是很有必要的。

1.课程设计的意义
根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。

通过自己设计电力系统计算程序对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机应用能力的训练。

对电力系统的短路进一步认识，学会分析短路过程。

了解matlab中仿真在电力系统的仿真，对matlab的计算功能有更加深刻的认识。

练习排版能力以合适的版面提交报告。

2.课程设计的任务
第一据所给的电力系统对其进行短路分析，计算出短路阻抗的标幺值，导纳矩阵以及各点短路是的短路电压，任何两点之间的短路电流。

分析不同点短路时这些值的变化过程。

第二编程计算各点短路是的短路电压，任何两点之间的短路电流，深入了解编程语言。

用适当的方法来达到计算的目的。

第三搭建仿真电路，经行参数设置以及仿真。

以模拟电路来研究，实际的短路计算，测量各部分的短路电压，以及短路电流。

第四对比3中方法的结果进行比较、分析说明误差原因。

二、方案设计与论证
要实现对于短路处的电流、节点电压及支路电流的计算可以通过C语言编程、VB编程及matlab中实现，具体选取哪一种方案需要多方面比较才能够最终确定到底选取哪一种进行最终的编程及仿真。

1.方案一：C语言编程
1.C语法限制不太严格，程序设计自由度大虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。

2. 简洁紧凑、灵活方便C语言一共只有32个关键字,9种控制语句，程序书写形式自由，主要用小写字母表示。

它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起 C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。

3. 运算符丰富C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。

从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。

灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

4. 数据结构丰富 C语言的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。

能用来实现各种复杂的数据结构的运算并引入了指针概念，使程序效率更高。

另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。

且计算功能、逻辑判断功能强大。

5. C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作
由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够像汇编语言一样对位、
字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元，可用来写系统软件。

2.方案2：matlab语言
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交
互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

2.1 MATLAB的优势特点
1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；
2) 具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；
3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；
4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、电力系统工具箱等) ，为用户提供了大量方便实用的处理工具。

2.2 MATLAB在计算编程中的应用
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、 FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，在使用过程中语言形式与C语言类似，但比C语言要简答，更适合计算使用。

其具有很强大的计算功能，可以通过编写.M文件来实现计算过程，并且具有很好的高效性能，这
在其他语言中是不能与之相比的。

2. 3 MATLAB在电力系统中的应用
MATLAB中simulink有丰富的工具箱,其中simpowersystems（电力系统工具箱）是专为电力系统分析设计的，此工具箱简单容易掌握于初学者掌握。

能够应用于电力系统的短路电流稳定性分析、潮流计算等。

通过此可以对短路计算有一个很好的仿真，图2-1是电力系统工具箱
图2-1 simpowersystems工具箱
在simpowersystems工具箱中有图中几大模块，如测量模块、基本单元模块以及电源模块等，在这些模块内有各种电源、电阻、电动机、电压表、万用表等电力系统中的基本元器件。

在simulink中建立.mdl文件通过simpowersystems的元器件搭建成仿真电路就可以对电路就行很好的仿真模拟。

2.4 MATLAB在建立交互式界面中的应用
图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。

用C语言、VB等其他语言编写GUI不适合速成，对于新手在短时间内要想编辑出自己的交互式界面难度是很大的，在MATLAB中编写GUI相对比较简单，其根据图形化窗口进行编辑适合速成，对于新手有一定的帮助。

在MATLAB中将GUI的编写变为模块化，用户仅需要将自己想要的模块拖动到窗口中，就能够狠快的建立起用户自己的GUI这对于短时间内我们有很多任务来说是相当有用的。

对MATLAB有一定了解的基础上就可以编写自己的程序。

当然MATLAB在其他很多领域都有应用，在此不再列举例子。

2.5课程设计中选择MATLAB语言的理由
1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。

MATLAB具有丰富的库函数，可以避免繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。

库函数具有很高的可靠性。

2）编程语言与C语言类似，对于有C语言基础的我们来说掌握起来是相当容易的。

3)有强大的计算功能，尤其在计算矩阵这一方面，读者可以根据不同的内部函数求解矩阵例如inv(X)可用来求矩阵的逆、det(X)可计算方阵行列式、X（n,m）可以调用矩阵中的元素等。

4）功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、电力系统工具箱等) ，为用户提供了大量方便实用的处理工具，在仿真电路中可以得到很好的应用。

5）可以很方便的编写、建立人机交换界面，对于新手来说是相当实用的。

6）MATLAB本身比较简单，容易入门，加上我们学习过这个软件，所以我们可以很快的掌握程序设计以及simulink仿真，达到我们预期的效果。

最终可以达到课程设计的目的。

7）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。

综上所述本次课程设计选择MATLAB编程语言进行编程计算、GUI设计以及simulink仿真分析。

三、计算原理与手算过程
1.节点的导纳矩阵
如上式表矩阵Y 表示节点的导纳矩阵，其对角线元素ii Y 表示的是自导钠，其值等于与节点i 所有支路导纳之和。

非对角线元素ij Y 表示i 、
j 两点之间的互导纳，其值等于i 、j 两点之间导纳的负值。

若之间不存在直接支路则有ij Y =0。

节点导纳矩阵的物理意义：自导纳指除节点i 以外所有节点都接地时，从节点i 流入网络的电流同施加于节点i 之间的电压之比；互导纳指从节点i 流入网络的电流同施加于节点k 之间的电压之比。

即如下：
∑+=j ij
i ii y y Y 0 ik ik y Y -=
计算实例：
如图3-1 所示的电力系统中分别在节点1和节点5接入发电机支路，其标幺值参数为： 。

在节点3发生三相短路，计算短路电流及网络中的电流分布。

线路的电阻和电容略去不计，变压器的标幺变比等于1。

各元件参数的标幺值如下： 013.0,016.0,02.0,05.0018.0,065.0024.0,08.003.0,96.0,184.0,05.1,105.043034032023042024034232445451212j y y j y y j y y j z j z j z k j z k j z ======+=+=+=====解： 先讨论网络中含有非基准变比的变压器时导纳矩阵元素的计算。

设节点p
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡n n nn n n n n I I I V V V Y Y Y Y Y Y Y Y Y (21212122221)
11211
图3-1 电力系统等值系统网络图 图3-2变压器等值电路 q 间有变压器支路如图3-2所示。

根据等效电路可以写出节点的自导纳和互导纳 ：
z
kz k kz Y qq 111=-+= z k z k k kz Y qq 22111=-+=
kz
Y Y qp pq 1-== 计其以上关系，导纳关系矩阵可以逐个计算如下：
5238.9105
.0111211j j z Y -=== 0703.9105.005.11112212112j j Z K Y Y =⨯-=-== 0002.331085.911124023012
212242322j y y z k z z Y -=++++= 5388.139989.4123
3223j Z Y Y +-=-== 2121.313728.111134032034
2333j y y z z Y -=+++= 7053.173739.6134
4334j Z Y Y +-=-== 2121.313728.111134032034
2333j y y z z Y -=+++=
5238.344835.1011145
245430420342444j z k y y z z Y -=++++= 6612.5145
4525445j Z k Y Y =-== 4318.5145
45j Z Y -=-= 将以上结果排列成矩阵便得：
2.节点电压以及支路电流的计算
在不要求精确计算的场合，可以不计符合符合电流的影响。

在形成导纳矩阵，所有节点都略去不计，短路前网络处于空载状态，各节点电压的正常分量的标幺值都取做1。

即如下： f
ff z Z I +=1 f If if z Z Z V +-=1
金属型短路时f z =0，因此只要知道节点阻抗矩阵的有关元素就可以计算了。

经过化简以后可以得到以下的简图如图3-3：
图3-3 三相短路时的等值网络图
1E 5
E z z z ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--+-+-+--+-+-+---=4348.56612.50006612.55238.341017070533739.61095891096.40017070533739.62125.313728.115388.139989.4001095891096.45388.139989.41002.331085.90703.90000703.95238.9j j j j j j j j j j j j j j j Y
解：在matlab 中利用inv （Y ）可以求得阻抗矩阵，利用阻抗矩阵以及上述电压和电流的关系可以进行以下求解。

图3-3是节点3在三相短路时的等值网络图，此时利用已知条件可以进行如下求解。

设短路点为节点3，所以有以下的的短路电流：
3766.5186
.0133)0(3j j Z V I f -=== 各节点的短路电压为：
5152.0)3776.5(0902.0113)0(11=-⨯-=-=j j I Z V V f
1758.0)3776.5(1533.0123)0(22=-⨯-=-=j j I Z V V f
03
=V 1336.0)3776.5(1611.0143)0(44=-⨯-=-=j j I Z V V f
5282.0)3776.5(0877.0153)0(55=-⨯-=-=j j I Z V V f
各支路的短路电流为：
1445.2184
.01336.05282.0454554j j Z V V I -=-=-= 720.205
.001336.0433443j j Z V V I -=-=-= 7046.2065.001785.0233232j j Z V V I -=-=-=
231.3105
.01785.05152.0122112j j Z V V I -=-=-= 5275.008
.01336.01785.0244224j j Z V V I -=-=-=
四、编程计算导纳矩阵、节点电压以及支路电流
根据短路计算计算导纳矩阵、节点电压以及支路电流的原理在matlab中编写程序实现对以上数据的的计算。

1.程序分析框图结构
2.程序语句
function If=getif(f) %用公式1-3计算短路电流global Z
If=1/Z(f,f)；
function U=getvp(f) %计算节点电压
global n Z
for i=1:n
U(i)=1-Z(i,f)/Z(f,f)； %用公式1-4计算节点电压end
U(n+1)=0；
function I=getibrantch()
%计算各支路电流（规定电流正向为低节点指向高节点）
global U pcat n b
l=1:n+1；
for k=1:b
c=Pcat(:,k)；
a=l(c>0)；
d=l(c<0)；
if d~=n+1&a<d||a==n+1 %判断节点a，d的前后关系 I(k)=y(a,d)*(U(a)-U(d))； % 节点a在前的算法，y(a,d)为ad节点间的导纳。

else
I(k)=y(a,d)*(U(d)-U(a))； %节点a在后的算法
end
end
五、人机交换界面的制作
人机界面是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，嵌入式人机界面信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。

人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。

它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。

凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（Input）与“输出”（Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。

特定行业的人机界面可能有特定的定义和分类，比如工业人机界面。

在matlab中人机交互界面窗口制作比较简单实用性也比较强，以下是GUI程序设计的过程。

1.GUI设计的程序框图
2.具体程序
hf=figure('Color',[0,1,1],'Position',[100,200,400,200],...
'Name','短路计算','NumberTitle','off','MenuBar','none'); %加标题'短路计算'[白色，蓝色，黄色]
uicontrol(hf,'Style','Text', 'Units','normalized',...
'Position',[0.05,0.9,0.45,0.1],'Horizontal','center',...
'String','请输入','Back',[0,1,1]); %加标题“请输入参数值” [左右，上下，左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.5,0.9,0.45,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','输出电压','Back',[0,1,1]); %加标题‘输出电压’[左右，上下，左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
uicontrol(hf,'Style','Frame','Position',[0.04,0.33,0.45,0.6],... 'Units','normalized','Back',[1,1,0]);
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.05,0.7,0.15,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',... %加标题‘短路点’[左右，上下，左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
'String','短路点','Back',[1,1,0]);
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.05,0.55,0.15,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','短路点电流','Back',[1,1,0]);
he1=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.2,0.7,0.2,0.2],...
'Units','normalized','Back',[0,1,0]); %输入框
he2=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.2,0.4,0.2,0.2],...
'Units','normalized','Back',[0,1,0]);
%输出框
uicontrol(hf,'Style','Frame','Position',[0.52,0.33,0.45,0.6],...
'Units','normalized','Back',[1,1,0]);
%背景框[左右，上下，左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.55,0.75,0.25,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','节点1电压
','Back',[1,1,0]); %输出框[左右，上下，
左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.55,0.65,0.25,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','节点2电压','Back',[1,1,0]);
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.55,0.55,0.25,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','节点3电压','Back',[1,1,0]);
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.55,0.45,0.25,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','节点4电压','Back',[1,1,0]);
uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.55,0.35,0.25,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center',...
'String','节点5电压','Back',[1,1,0]);
ht=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.75,0.75,0.2,0.1],...
%输出框[左右，上下，左右，上下]，[白色，蓝色，黄色]
'Units','normalized','Horizontal','center','Back',[0,1,0]);
ht1=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.75,0.65,0.2,0.1],...
'Units','normalized','Horizontal','center','Back',[0,1,0]);
ht2=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.75,0.55,0.2,0.1],... 'Units','normalized','Horizontal','center','Back',[0,1,0]);
ht3=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.75,0.45,0.2,0.1],... 'Units','normalized','Horizontal','center','Back',[0,1,0]);
ht4=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.75,0.35,0.2,0.1],... 'Units','normalized','Horizontal','center','Back',[0,1,0]);
COMM=['n=str2num(get(he1,''String''));',...
'dec=duanlujisuan(n,1);','dec1=duanlujisuan(n,2);','dec2=duanlujisuan (n,3);',...%计算过程‘调用短路计算过程’
'dec3=duanlujisuan(n,4);','dec4=duanlujisuan(n,5);','dec5=duanlujisua n1(n);',...
'set(ht,''string'',dec);','set(ht1,''string'',dec1);',...
'set(ht2,''string'',dec2);', 'set(ht3,''string'',dec3);',...
'set(ht4,''string'',dec4);','set(he2,''string'',dec5);'];
uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.18,0.1,0.2,0.12],...
'String','计算','Units','normalized','Call',COMM); %计算按钮[左右，上下，长短，高低]
uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.65,0.1,0.2,0.12],...
'String','退出','Units','normalized','Call','close(hf)'); %退出按钮[左右，上下，长短，高低]
3.界面显示结果
4.计算结果
当节点3发生短路时计算可以得到节点3的节点电流，以及各点的短路的短路电流如下界面所示
当节点2发生短路时计算可以得到节点2的节点电流，以及各点的短路的短路电流如下界面所示
六、仿真电路的搭建及模拟过程
MATLAB中simulink有丰富的工具箱,其中simpowersystems（电力系统工具箱）是专为电力系统分析设计的，此工具箱简单容易掌握于初学者掌握。

能够应用于电力系统的短路电流稳定性分析、潮流计算等。

通过此可以对短路计算有一个很好的仿真，下图是电力系统工具箱
在simpowersystems工具箱中有图中几大模块，如测量模块、基本单元模块以及电源模块等，在这些模块内有各种电源、电阻、电动机、电压表、万用表等电力系统中的基本元器件。

在simulink中建立.mdl文件通过simpowersystems的元器件搭建成仿真电路就可以对电路就行很好的仿真模拟。

1.仿真电路搭建及仿真的过程
2.仿真电路的模块表
在搭建仿真电路的过程中需要各种各样的与元器件，需要将他们从元件库中一个个找出来，从而搭建电路具体元件如表6-1所示。

表6-1 仿真电路元件块及提取路径
以上所有的的元件以可以组成仿真的基本电路模块，以上各个电路元件在仿真电路的作用如下：
Powergui：叫做电力系统图形化用户接口，simulink仿真采用的是状态空间方程，所以powergui的功能就是实现电路图形和状态空间方程的转换，可以修改离散、连续、相位什么仿真方法。

Three-Phase Source：提供三相交流电源，ABC相电源。

Three-Phase Fault故障模块，提供短路故障的类型如对称短路、非对称短路等。

Scope：示波器模块，用于显示电流电压以及其他参数的大小。

Current/ Voltage Measurement：用于测量电流/电压的工具。

Three-Phase Series RLC Branch：提供短路过程中的各种模拟参数，例如电路中的电阻、电感及电抗等。

3.仿真电路
图6-1网络的仿真电路
19
4.仿真电路中参数的设置
在仿真过程中正确的设置参数是仿真的前提，所以要根据题设已知要求进行参数设计如下是题目中已有的参数值：
013.0,016.0,02.0,05.0018.0,065.0024.0,08.003.0,96.0,184.0,05.1,105.043034032023042024034232445451212j y y j y y j y y j z j z j z k j z k j z ======+=+=+=====可以根据这些值进行参数设置，如下是各个元件的设计过程。

1）三项交流电源模块的设置
图6-2 三项电压源参数设置
在仿真的过程中，以上所有的值都取得是标幺值所有电压值的大小设为1,就相当于处在标幺值的状态。

2）电路中阻抗的设置
等效网络中各阻抗值也都是标幺值，在设置参数的过程中一定要注意，根据阻抗的性质来具体设置参数值，当阻抗是纯阻性时，应当选择R ，相应的设置很容易把握，具体看Z 11的设置如下
图6-3 阻抗Z11的参数设置3）三项短路故障的设置
图6-4 三相短路故障的参数设置
短路故障有很多种类型可以根据短路不同经行设置，例如设置单项接地故障时首先应当选择故障发生点，当A相短路时可以选择A fault 表示A相故障，再加上Ground fault表示A相接地故障短路，所有的短路故障设置都类似。

4）万用表的参数设置
图6-5 万用表的参数设计
将所有的参数设置完成后，就可以进行仿真了。

将仿真的结果与计算结果进行对比、调试最终达到手算，计算机计算及仿真的结果相同，这样才能到到本次是课程设计的目的。

七、仿真结果显示
参数设置完成后经行仿真，就可以进行仿真了，正确的仿真可以完整的模拟出电路的具体情况，以下是各仿真的结果显示。

仿真结果与计算结果和手算结果相比较将得到仿真的正确性，如果仿真正确以后就会有一定的通用性。

在以后所有的实际电路中我们可以通过仿真来直接得到各点短路是的短路电流与短路电压的大小从而简化计算，提高计算速度和计算的正确性。

本次短路计算选择的是对称短路计算，所以对于A、B、C三相来说在发生短路是以及没有发生故障以前各相电压电流的大小波形是完全相同。

所以只需要分析三相中的一相，即用一相就可以代表3相的大小。

在此都以分析A相电压电流为准则。

1.仿真过程中画图的参数设置
在图6-1的仿真电路中加入小单元就可以得到各个示波器的在设定时段内的具体参数，这样就可以在命令窗口使用plot（）命令进行绘制各波形图了。

具体的参数设置如图7-1中示波器的参数设置。

图7-1示波器的参数设置
以上为加入模块的示波器的参数设置，在电路中其他测量示波器中的参数设置均可以仿照此参数设置的方法，委员的区别在于变量名字的区别，在该处以画图的变量来命名。

2.仿真的波形图
当所有的参数设置完毕之后在命令窗口输入plot（时间，变量）就可以得到波形随时间变化的波形图，具体得到的波形图如下所示。

1）未发生短路时的各处电压的波形图
图7-2 短路前电源的电压波形
由于在未发生短路时，电路中基本没有电流流过所以电流的波形如下所示
图7-3 短路前各点的电流图
由以上可以看到在发生短路前电源的电压与设定的电压值是相等的而且，在整个电路中处处的电流均为0，就以为着在任何一点处电压的大小与该处阻抗的大小有一定的关系。

以下为各点短路前的电压波形图：
节点1处短路前的电压波形如图7-4所示
图7-4 节点1短路前电压波形图
节点2处短路前的电压波形如图7-5所示
图7-5 节点2短路前电压波形图
通过对比发现在节点1与节点2处发生短路时他们的端电压是相同的，意味这未发生短路时各点的端电压是完全相同的也就是说在电路中没有电流时，各点是没有压降的。

这对与我们分析电路的特点是有好处的，在未发生短路时无穷大的电压系统中各个点的电压值是完全相同的。

2）发生短路以后各点的短路电压以及短路电流的波形图
在发生短路以后电路中会有很大的电流流过，电路中各点的电压都会有一定的降低，这使得整个系统除以一个不稳定的状态下，为了加强比较，此处将选择电路在正常运行时，突然发生短路时各点电压，电流的变化情况。

本次短路发生在节点3处在0.05s 时发生了短路，以下为节点三处的短路电流波形以及各节点的短路电压波形。

节点3的短路电流波形如图7-6所示
图7-6 节点3短路电流波形
在图中节点3短路时短路电流的幅值为15.6，在短路计算时所得到的电流值为短路电流的有效值，将幅值转化为有效值51.52
26.15==I
节点1的短路电流波形如图7-7所示
图7-7 节点1的短路电流波形
在0.05s 时发生短路后当达到稳定值以后可以得到此时电压的有效值与幅值之间的关系可以得到此时电压的值为516.02
73.01==
V 。

图7-8 节点2的短路电流波形
在0.05s 时发生短路后当达到稳定值以后可以得到此时电压的有效值与幅值之间的关系可以得到此时电压的值为175.02
248.02==V 。

节点4的短路电流波形如图7-9所示
图7-9 节点4的短路电流波形
在0.05s 时发生短路后当达到稳定值以后可以得到此时电压的有效值与幅值之间的关系可以得到此时电压的值为1329.02
189.04==V 。

图7-10 节点5的短路电流波形
在0.05s 时发生短路后当达到稳定值以后可以得到此时电压的有效值与幅值之间的关系可以得到此时电压的值为529.02
748.05==V 。

3）发生短路以后各点短路电流的波形图 节点2与4之间的短路电流波形如图7-11所示
图7-11节点2与4之间的短路电流I 24波形
在图中节点3短路时短路电流的幅值为1.25，在短路计算时所得到的电流值为短路电流的有效值，将幅值转化为有效值526.02
745.024==I
节点2与3之间的短路电流波形如图7-12所示。