课程设计电力系统短路故障电流计算

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电力系统的短路电流计算方法

电力系统的短路电流计算方法

电力系统的短路电流计算方法在电力系统的运行过程中,短路事故是一种常见的故障形式。

短路电流的计算是电力系统设计和运行中重要的一部分,对于确保电力系统的稳定和安全运行至关重要。

本文将介绍电力系统的短路电流计算方法。

一、短路电流的概念和意义短路电流是指在系统中发生短路故障时产生的电流。

短路故障是指两个或多个系统元件之间的短接,导致电流异常增加。

短路电流的大小直接关系到系统设备的安全运行和保护装置的选择。

因此,准确计算短路电流对于系统的设计和运行至关重要。

二、对称短路电流的计算方法对称短路电流是指发生对称型短路故障(如三相短路故障)时的电流。

对称短路电流的计算方法主要有两种:解析法和数值法。

1. 解析法解析法是通过应用基本的电路理论和计算公式来计算短路电流。

首先需要确定短路电流的路线,然后根据系统参数和电路拓扑关系计算短路电流。

这种方法的优点是计算结果准确,但对于复杂的系统结构和参数较多的情况下,计算过程繁琐。

2. 数值法数值法是通过建立系统的模型,根据短路电流计算方程和计算程序进行计算。

数值法的优点是计算过程简单,适用于复杂系统结构和参数较多的情况。

常用的数值法有潮流法、有限差分法和外推法等。

这些方法在复杂系统中具有较大的优势,得到了广泛应用。

三、非对称短路电流的计算方法非对称短路电流是指发生非对称型短路故障时的电流。

由于非对称故障导致的电流不对称,计算方法相对复杂。

1. 正序、负序和零序分量法正序、负序和零序分量法是计算非对称短路电流的常用方法之一。

该方法将非对称电流分解为三个分量,即正序、负序和零序分量。

通过计算各个分量的电流值,再结合系统的参数和拓扑关系进行计算。

这种方法在非对称分析和保护装置选择中应用广泛。

2. 矩阵法矩阵法是一种基于复数计算的方法,通过建立节点矩阵和支路矩阵,求解节点电压和支路电流的未知量。

这种方法具有较强的适应性,能够计算各种复杂情况下的非对称短路电流。

四、短路电流计算中的注意事项在进行短路电流计算时,还需注意以下几个方面:1. 系统参数的准确性系统参数对于计算结果的准确性具有重要影响。

电力系统短路电流计算

电力系统短路电流计算

电力系统短路电流计算电力系统短路电流计算是电力系统设计和运行中非常重要的一项工作。

短路电流是指在系统发生故障时电流的最大值,通常由短路电流计算来确定。

短路电流的计算对于保护设备的选择、电路设计和系统运行状态的分析都具有重要意义。

短路电流计算主要分为对称分量法和非对称分量法两种方法。

下面将对这两种方法进行详细介绍。

1.对称分量法:对称分量法是一种传统的短路电流计算方法,它将三相电流分解为正序、负序和零序三个对称分量,然后再计算每个分量的短路电流。

对称分量法的计算步骤如下:a.首先需要确定系统的短路电流初始值。

可以通过测量系统的各个节点电压和电流来获得。

一般来说,短路电流初始值取系统额定电流的2-3倍。

b.将系统的正常运行条件下的三相电流表示为复数形式:iA,iB和iC。

c.计算三相电流的正序分量:I1=(iA+α^2*iB+α*iC)/3,其中α=e^(j2π/3),j为虚数单位。

d.计算三相电流的负序分量:I2=(iA+α*iB+α^2*iC)/3e.计算三相电流的零序分量:I0=(iA+iB+iC)/3f.计算每个分量的短路电流。

可以使用短路电流公式和阻抗矩阵来计算。

例如,正序分量的短路电流I1'=Z1*I1,其中Z1为正序阻抗。

g.将三个分量的短路电流叠加得到总的短路电流。

2.非对称分量法:非对称分量法是一种更加准确的短路电流计算方法,它考虑了系统故障时的非对称特性,可以更好地反映系统的短路电流分布。

非对称分量法的计算步骤如下:a.获取系统正常运行条件下的三相电流。

b. 将三相电流转换为abc坐标系下的矢量形式。

c.计算叠加故障电流矢量。

d. 将叠加故障电流矢量转换为dq0坐标系的正序、负序和零序分量。

e.根据正、负、零序分量计算短路电流。

非对称分量法相比于对称分量法更加准确,但在计算过程中需要考虑更多的参数和细节,计算复杂度较高。

需要注意的是,短路电流计算是在假设系统中所有设备均采用理想的电气参数的情况下进行的。

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一,其稳定运行对于保障供电质量和公共安全至关重要。

但是,由于各种原因,例如设备故障、雷击、树木短路等,电力系统中可能会发生短路故障。

短路故障会引发电流异常增大,极易导致设备烧毁、电网崩溃、火灾等严重后果。

因此,在电力系统的设计与运行中,短路电流计算与分析显得尤为重要。

首先,我们需要了解什么是短路电流。

短路电流是指在电力系统故障发生时,故障点两侧电压差引起的电流。

它的大小与故障点电压、电网负荷、电源能力密切相关。

短路电流的计算是为了确定系统各个设备在故障时所经历的电流大小,从而为设备的选型和保护装置的设置提供依据。

短路电流计算的关键因素有很多,包括但不限于电源参数、网络拓扑、设备参数等。

在计算短路电流之前,我们首先需要收集系统的所有参数信息,例如电源电压、送电线路长度、设备额定电流等。

这些参数将用来确定电源短路容量和电路阻抗等重要数据。

然后,利用这些参数,我们可以采用各种方法进行短路电流的计算和分析。

常用的短路电流计算方法有两种,分别为解析法和数值法。

解析法是指通过分析电力系统的拓扑结构和设备参数,利用数学公式计算得到的电流结果。

这种方法适用于简单的系统和短路类型。

然而,在复杂的系统中,采用解析法可能会带来较大的计算误差。

因此,为了更加准确地计算短路电流,我们常常采用数值法。

数值法是通过仿真软件,如PSCAD、DIgSILENT等,模拟电力系统短路故障,得到电流的数值解。

这种方法可以较好地模拟真实电力系统的复杂性,提高计算精度。

值得一提的是,为了保证系统的稳定性和安全性,我们还需要进行短路电流的分析。

短路电流分析主要包括分析设备耐受能力、选择保护装置和决定系统的电气参数等。

在进行设备的选型和保护装置的设置时,我们需要根据短路电流的计算结果,确定设备的额定电流和保护选择。

这可以有效地保护设备免受电流超过其额定值的损害。

此外,在系统的电气参数选择方面,短路电流分析也起到了指导作用,帮助调整电路参数以满足系统的稳定性需求。

电力系统短路计算课程设计

电力系统短路计算课程设计

电力系统短路计算课程设计1. 引言电力系统短路计算是电力系统工程中的重要内容之一。

它用于确定电力系统中各个组件〔如发电机、变压器、线路、开关等〕的短路电流以及电力系统的短路容量。

本课程设计旨在帮助学生深入理解电力系统短路计算的根本原理和方法,培养学生的问题分析和解决能力。

2. 实验目的•掌握电力系统短路计算的根本原理和方法;•学习使用电力系统短路计算软件进行短路计算;•培养学生的实际操作能力和数据处理能力。

3. 实验内容本次课程设计包括以下实验内容:1.了解电力系统短路计算的根本原理和方法;2.学习使用PSS/E软件进行短路计算;3.对例如电力系统进行短路计算,并绘制短路电流分布图;4.分析短路电流对电力系统设备的影响。

4. 实验步骤4.1 实验准备安装PSS/E软件并了解其根本操作。

4.2 系统建模•根据实验要求,选择适宜的电力系统进行建模;•绘制电力系统的单线图。

4.3 数据采集•从电力系统实际运行数据中采集所需的电气参数;•对采集到的数据进行整理和校验。

4.4 短路计算•使用PSS/E软件对电力系统进行短路计算;•分析计算结果,得到各个节点的短路电流。

4.5 短路电流分布•根据计算结果,绘制电力系统的短路电流分布图;•分析电力系统中短路电流的分布规律。

4.6 设备影响分析•根据短路电流分布图,分析短路电流对电力系统设备的影响;•提出相应的设备保护措施。

5. 结果与分析根据实际操作和数据处理的结果,对电力系统短路计算进行结果分析。

可以对不同节点的短路电流进行比较,并针对计算结果进行讨论和总结。

6. 实验总结本次课程设计通过实际操作和数据处理,加深了对电力系统短路计算根本原理和方法的理解。

同时,培养了学生的实际操作能力和问题分析能力。

通过分析电力系统的短路电流分布,提出了针对电力系统设备的保护措施。

本次课程设计对于提高学生的专业素养和解决实际工程问题具有一定的指导意义。

7. 参考文献1.电力系统短路计算教程2.PSS/E软件使用手册。

(整理)电力系统分析之短路电流计算

(整理)电力系统分析之短路电流计算

电力系统分析之短路电流计算电力系统是由生产、输送、分配、及使用电能的发电机、变压器、电力线路和用户组成一个整体,它除了有一次设备外还应有用于保护一次设备安全可靠运行的二次设备。

对电力系统进行分析应包括正常运行时的运行参数和出现故障时的故障参数进行分析计算。

短路 是电力系统出现最多的故障,短路电流的计算方法有很多,而其中以“应用运算曲线”计算短路电流最方便实用。

应用该方法的步骤如下:1、 计算系统中各元件电抗标幺值; 1)、基准值,基准容量(如取基准容量Sj=100MV A ),基准电压Uj 一般为各级电压的平均电压。

2)系统中各元件电抗标幺值计算公式如下:发电机 ϕCos P S X Xe j d d /100%''"*⋅= 式中"*d X 为发电机次暂态电抗百分值 变压器 ejd b S S U X ⋅=100%* 式中U d %为变压器短路电压的百分值 线路 20*ej j U S L X X ⋅= 式中X 0为每仅是电抗的平均值(架空线为0.4欧/公里)电抗器 2*3100%jj e e k k U S I U X X ⋅⋅=式中X k %为电抗器的短路电抗百分值 系统阻抗标幺值 Zhj x S S X =* S Zh 断路器的遮断容量2、 根据系统图作出等值电路图, 将各元件编号并将相应元件电抗标幺值标于元件编号下方;3、 对网络化简,以得到各电源对短路点的转移电抗,其基本公式有:串联X 1X 2X3X 3 =X 1+X 2并联X 1X 2X32121213//X X X X X X X +⋅==三角形变为等值星形X 23X 12X 13X 3X 1X 213231213121X X X X X X ++⋅=13231223122X X X X X X ++⋅=13231223133X X X X X X ++⋅=星形变为等值三角形X 2X 1X 3X 13X 12X 233212112X X X X X X ⋅++= 1323223X X X X X X ⋅++= 2131331X X X X X X ⋅++= 4、 将标幺值电抗转换为以各支路发电机容量为基准的计算电抗X js , jnj js S S X X ⋅=∑ 式中:∑j X ---以S j 为基准容量的标幺值电抗X js ---以S n 为基准容量的计算电抗 5、 短路电流计算: 1)、无限大容量电源的短路电流计算:当系统中X X =0,以供电电源为基准的计算电抗X js ≥3时,可以认为短路电流周期分量在整个短路时间内保持不变,即 jsnj X I X I I I I ====''∑∞*2.0 式中:∑*X ---以S j 为基准容量的标幺值电抗X js ---以S n 为基准容量的计算电抗 2)、有限容量电源的短路电流计算:有限容量电源的短路电流周期分量在短路时间内是变化的。

原创力 电力系统三相短路电流计算电力系统分析课程设计毕业设计.doc文档投.docx

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1前言 (2)1.1短路的原因 (2)1.2短路的类型 (2)1.3短路计算的目的 (2)1.4短路的后果 (3)2电力系统三相短路电流计算42. 1电力系统网络的原始参数 (4)2・2制定等值网络及参数计算 (5)2・2・1标幺制的概念 (5)2. 2. 2有三级电压的的网络中各元件参数标幺值的计算 (6)2. 2. 3计算各元件的电抗标幺值 (8)2. 2. 4系统的等值网络图 (9)2.3短路电流计算曲线的确 (9)2.4故障点短路电流计算 (10)2.4. Ifi点三相短路. (10)2. 4.2f3点短路. (12)3电力系统不彬短路电流计算 (15)3.1对称分量法的应用 (15)3・2各序网络的制定 (16)3.2.1同步发电机的各序电抗 (16)3. 2. 2变压器的各序电抗 (16)3. 3不对称短路的分析 (17)3. 3.1不对称短路三种情况的分析 (17)3・3・2正序等效定则 (20)3. 3. 3不对称短路时短路点电流的计算 (21)4结论 (27)5总结与体会 (28)6 WS (29)7参考文献 (30)1前言在电力系统的设计和运行中,都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况,因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作,而且还可能对人生命财产产生威胁。

从电力系统的实际运行情况看,这些故障绝大多数多数是由短路引起的,因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外,还必须熟练掌握电力系统的短路计算。

短路是电力系统的严重故障。

所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。

1.1短路的原因产生短路的原因很多,主要有如下几个方而:(1)元件损坏,例如绝缘材料的自然老化、设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等:(2)气象条件恶劣, 例如當击造成的网络放电或避雷器动作,架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等:(3)违规操作,例如运行人员带负荷拉闸,线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等;(4)其他,如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。

电力系统短路电流计算书

电力系统短路电流计算书

电力系统短路电流计算书电力系统短路电流计算书是电力系统设计和运维中非常重要的一份文档。

短路电流计算是电力系统中最重要的计算之一。

此计算是为了估算电力设备在发生电线短路时所承受的电流大小和持续时间,以便选定恰当的保护电器和电缆。

短路电流分析是依据系统的拓扑结构、线路参数和源的参数进行的。

因此,在短路电流计算中,根据电力设备的电气参数对整个电网进行仿真模拟是非常关键的一步。

比如说,在AC电源的电路分析过程中,需要考虑到系统的电阻、电抗和电容等电性质。

而在DC电源的分析过程中,需要把握电势差、电场和电流的关系。

电力系统短路电流的计算和分析有助于工程师们对电力设备的负荷特性进一步加深理解,从而能够设计出更为安全和稳定的电力系统。

在短路电流计算中,工程师们需要考虑很多因素,如需要仿真的系统拓扑结构,电缆线路的参数以及电气设备的参数等。

对于短路电流分析的结果,工程师们需要编写一份详细的短路电流计算书,并进行仔细的校对和核对。

这份文档将包含以下内容:1. 系统拓扑结构和各个节点的参数表格:这个表格将涵盖系统中所有电气设备的电性质参数,包括电流、电阻、电抗和电容等等。

2. 短路电流计算的详细过程:这个部分包括全部的短路电流计算过程,包括短路电流的费用和电力质量分析等。

3. 选定保护设备的详细方案:根据短路电流的计算结果,工程师们需要选定合适的保护设备,包括断路器、熔断器、隔离开关等等。

这一部分将提供关于保护设备相关性能和规格的详细参数表格。

4. 搜集短路电流计算数据的方法:短路电流测试可以提供真实有效的数据,让工程师们对他们的计算结果进行进一步的验证和校对。

这一部分将详细解释如何进行短路电流测试,并给出一些有用的短路电流测试方法和建议。

总之,电力系统短路电流计算书的编写对于电力工程来说是至关重要的。

它为电力系统的规划、实施和维护提供了基石。

不仅如此,这份文档更是对于电力系统设计和运维人员的一份重要参考,可以帮助他们做出最为理性和科学的决策。

电力系统中的短路电流分析与计算

电力系统中的短路电流分析与计算

电力系统中的短路电流分析与计算在电力系统中,短路电流是一种非常常见的现象。

当电气设备发生故障时,短路电流会通过设备,从而导致设备烧坏或者影响系统的正常运行。

因此,短路电流分析和计算对于电力系统的安全和稳定运转至关重要。

一、短路电流的概念短路电流是指在电力系统中,当电流在设备中流动时,由于外界原因或者内部故障造成的电路截面发生变化,从而导致电阻变小,电流猛增的现象。

短路电流的大小决定了电力系统的额定断路容量,也是电气设备选型和保护装置选用的重要依据。

二、短路电流的分析方法1. 支路法分析支路法分析是在电力系统中较为常见的一种短路电流计算方法。

首先,需要将电力系统根据支路逐一分析,计算出每一段电路的电阻、电抗和电容等参数,再根据短路故障点位置,确定故障点所在的电路并通过支路公式分别计算出每条支路的短路电流,最后将所有分路电流相加得出故障点的短路电流。

2. 进行暂态仿真暂态仿真是一种在计算机上进行模拟的短路电流计算方式。

通过模拟故障前和故障后电力系统的状态,根据系统的动态特性预测故障点的短路电流。

这种方法具有计算精度高、适用范围广等特点,但同时也需要耗费大量的计算资源。

3. 等效电路法分析等效电路法分析是将电力系统简化为等效电路的方式进行短路电流计算。

通过将电力系统转化为电子电路的形式,并将系统各部分抽象为电路元件,最终得出等效电路及各元件的参数,从而计算短路电流。

这种方法计算简单,适用范围广,但考虑的因素较为简单,精度相对较低。

三、短路电流计算的影响因素1. 系统电压系统电压对计算的短路电流具有重要影响,随着电压的降低,短路电流也不断降低。

因此在进行短路电流计算时,我们需要考虑电力系统的额定电压和初始电压等因素。

2. 故障位置电力系统中,故障位置对短路电流计算至关重要。

根据故障点所在的输电线路、变电站、变压器等等因素,来确定故障位置所在的支路,并通过支路法或等效电路法等进行计算。

3. 电气设备参数在短路电流计算中,电气设备的参数包括电阻、电容和电感等,都会对计算结果产生影响。

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析电力系统是现代社会运转的重要基础设施,而短路电流是电力系统中的常见问题之一。

短路电流可能导致设备受损、系统不稳定甚至引发火灾等严重后果,因此,对于电力系统中的短路电流进行准确计算与分析至关重要。

短路电流是指在电力系统中发生故障时的电流值。

当电力系统中的故障发生时,电流会从正常路径上受阻,流向故障点,这就形成了短路电流。

短路电流的大小取决于多种因素,包括系统的电压等级、故障类型、线路阻抗等。

准确计算和分析短路电流可以帮助我们了解电力系统的可靠性、设备的额定负荷和选择适当的保护措施。

在计算和分析短路电流之前,首先需要了解电力系统的拓扑结构和电路参数。

电力系统由发电厂、变电站、输电线路和配电设备等组成。

针对不同的故障情况,我们需要考虑不同的电路参数,如电压、电流和阻抗等。

这些数据是计算短路电流的基础。

基于电力系统的拓扑结构和电路参数,我们可以使用多种方法来计算和分析短路电流。

其中最常用的方法是对称分量法和迭代法。

对称分量法是一种常见的计算短路电流的方法。

它基于对称分量的概念,将电力系统中的三相电流分解为正序、负序和零序三个分量。

通过计算这些对称分量的电流值,我们可以得到系统中的短路电流。

迭代法是另一种常用的计算方法。

该方法基于节点电流方程和电压/电流元件模型,通过迭代计算来获得短路电流。

迭代法可以考虑系统中的非线性元件、电流限制和保护设备的动作等因素。

无论采用哪种方法,计算和分析短路电流时需要注意几个关键因素。

首先是故障类型,包括对地短路、对线短路和相间短路等。

不同的故障类型有不同的计算方法和参数。

其次是电力系统的接地方式,包括星形接地和直接接地等。

不同的接地方式也会对短路电流的计算和分析产生影响。

此外,还需要考虑电力系统的负荷特性和保护设备的动作特性等。

完成短路电流的计算和分析后,我们需要对计算结果进行评估和解读。

通常,我们将短路电流与设备的额定电流进行比较,以确定设备是否能够承受短路电流。

电力系统的短路电流计算

电力系统的短路电流计算

电力系统的短路电流计算电力系统的短路电流计算是电力工程中一个非常重要的环节,它可以帮助工程师确保电力系统的运行安全和稳定。

短路电流计算通常涉及到电力系统的拓扑结构、电气设备的参数以及电源的特性等多个方面,本文将详细介绍短路电流计算的方法和步骤。

一、短路电流计算的目的短路电流计算的主要目的是确定电力系统中的各个节点、支路以及设备上出现短路时所产生的电流大小,从而判断设备和电气系统是否能够承受这些电流并确保系统的正常运行。

通过短路电流计算,我们可以评估电力系统的稳定性、选择合适的保护设备以及确定设备参数和系统结构等重要工作。

二、短路电流计算的方法1. 传统短路电流计算法传统的短路电流计算法主要通过手工计算实现,通常包括以下几个步骤:首先,需要确定电力系统的拓扑结构,包括各个节点的连线关系和支路连接情况;其次,需要收集系统中各个设备的参数,如电流互感器、变压器、发电机等的额定值以及阻抗等参数;然后,根据短路电流计算公式,对各个节点进行计算,并确定电流的大小和方向;最后,通过对计算结果的分析,判断系统的稳定性和是否需要采取相应的措施进行改进。

2. 计算软件辅助短路电流计算法随着计算机技术的不断发展,短路电流计算方法也得到了很大的改进。

现在,我们可以利用专业的电力系统计算软件来辅助进行短路电流的计算。

这些软件可以根据用户输入的电力系统拓扑结构和设备参数,自动进行计算并输出结果。

相比传统的手工计算方法,计算软件的优势在于可以大大提高计算效率和准确性,并且可以处理更加复杂的电力系统结构和参数。

三、短路电流计算的步骤无论是传统的手工计算方法还是计算软件辅助计算方法,短路电流计算的步骤大体上是相似的,下面是一个典型的短路电流计算的步骤:1. 收集系统参数:包括电力系统的拓扑结构、设备参数以及电源特性等信息。

2. 建立短路电流模型:根据系统参数,建立电力系统的等值电路模型,主要包括发电机、线路、变压器、负荷等元件。

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析

电力系统中的短路电流计算与分析电力系统是现代社会的重要基础设施之一,而其中的短路电流问题一直是工程师们关注的焦点。

短路电流的计算与分析对电力系统的设计和运行起着至关重要的作用。

本文将从电力系统中短路电流计算的基本原理和方法入手,逐步深入探讨其影响因素和分析手段,旨在帮助读者理解和应用这一重要的工程问题。

一、电力系统中短路电流的基本概念和原理电力系统中的短路电流指的是当系统中的两个节点之间发生短路时,通过短路的电流。

短路电流是由系统内的发电机、变压器、母线、开关、输电线路等元件短路所形成的。

短路电流可能引起设备的过流损坏,甚至对整个电力系统的安全稳定产生严重威胁,因此短路电流的计算和分析是电力系统设计和运行中必不可少的工作。

在理解短路电流的计算和分析之前,我们首先需要了解几个基本概念。

首先是电路的短路故障,即电路中某一段或多段发生异常短路现象。

其次是电路的截面,即电路中某一个点到地的等效电阻。

最后是短路电流的分布,即短路电流通过不同元件和设备时的大小和方向。

短路电流的计算和分析是一项复杂的工作,需要考虑多个因素的影响。

下面我们将逐个分析这些因素。

二、影响短路电流计算的因素1.发电机的贡献:发电机的内部电阻、励磁电抗和端电压对短路电流的大小和分布有着重要影响。

当发电机的电抗较大时,短路电流较小;而当发电机的负载较大时,短路电流较大。

2.变压器的贡献:变压器的电阻、电抗和变比对短路电流的大小和分布有一定影响。

当变压器的电抗较大时,短路电流较小;而当变压器的容量较大时,短路电流较大。

3.输电线路的贡献:输电线路的电阻、电抗和长度对短路电流的大小和分布有明显影响。

当输电线路的长度较短时,短路电流较小;而当输电线路的电阻较大时,短路电流较大。

4.开关和保护设备的贡献:开关和保护设备的额定电流和故障电流对短路电流的大小和分布有直接影响。

当开关和保护设备的额定电流较小时,短路电流较小;而当开关和保护设备的额定电流较大时,短路电流较大。

电力系统短路电流计算与测量方法

电力系统短路电流计算与测量方法

电力系统短路电流计算与测量方法电力系统短路电流是指发生故障时电流突然增大的情况。

它对电网设备的运行稳定性和安全性有着重要影响。

因此,电力系统短路电流的计算和测量方法是电力系统工程中的一个重要课题。

本文将介绍电力系统短路电流的计算和测量方法,并探讨其中的关键问题。

1. 短路电流计算方法电力系统的短路电流是由系统的发电能力、线路参数、变压器容量等因素决定的。

为了准确计算短路电流,需要对电力系统的设备参数和拓扑结构进行精确建模。

一般而言,短路电流的计算可以基于潮流计算和短路电流计算两种方法。

潮流计算方法是以稳态运行为基础,通过解决母线潮流方程组来求解系统的潮流分布。

在计算中,需要考虑各个节点之间的支路参数、发电机的等值电压源、负荷的等值电流源等。

通过潮流计算可以得到各个节点的电压、电流及功角等参数,进而进行短路电流的计算。

短路电流计算方法是一种直接计算各个故障点处电流的方法。

通过基于节点电压和电流的等式建立方程组,然后利用节点支路的导纳或阻抗矩阵进行求解。

此方法计算速度较快,适合对短路电流进行初步估算。

2. 短路电流测量方法电力系统的短路电流测量是评估系统运行安全性的重要手段之一。

为了准确测量短路电流,需要考虑测量设备的灵敏度、抗干扰能力以及测量点的选择等。

以下将介绍几种常用的短路电流测量方法。

电流互感器是最常用的短路电流测量装置之一。

它通过将高压侧电流变换为二次较小的电流,通过二次侧的测量线路实现对短路电流的测量。

电流互感器具有小体积、精度高等优点,在实际应用中得到广泛使用。

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的非接触式电流测量装置。

它通过在电力系统中引入磁电场,利用霍尔元件测量电流。

相比传统的电流互感器,霍尔传感器具有响应速度快、线性度好等优势。

电流比率法是另一种常用的短路电流测量方法。

它通过在保护装置中设置一个已知比率的电流互感器,然后将测得的电流与设置的保护电流进行比较,从而实现对短路电流的测量。

3. 关键问题和挑战在电力系统短路电流计算和测量过程中,存在一些关键问题和挑战。

电力系统短路电流的计算与分析

电力系统短路电流的计算与分析

电力系统短路电流的计算与分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,它为我们的生活提供了稳定可靠的电力供应。

然而,电力系统在运行过程中常常会遇到一些故障,其中最常见和严重的故障之一就是短路故障。

短路故障会引起电流异常增大,可能引发火灾、设备毁坏甚至电网崩溃等严重后果。

因此,计算和分析电力系统的短路电流是非常重要的。

短路电流指的是在短路点或短路区域产生的电流。

为了保证电力系统的安全运行,必须对短路电流进行准确的计算和分析。

首先,要计算短路电流,需要了解短路故障的类型。

短路故障一般分为单相短路和三相短路。

单相短路指的是电网中某一个相与地或两个相之间产生短路,而三相短路指的是三个相之间形成短路。

对于不同类型的短路故障,计算短路电流的方法也有所不同。

其次,要计算短路电流,还需要了解电力系统的参数和拓扑结构。

电力系统的参数包括发电机、变电站、输电线路、变压器等各个组成部分的电阻、电抗、容抗等参数。

拓扑结构指的是电力系统的连通关系,即各个组成部分之间的连接方式。

只有掌握了这些基础信息,才能进行短路电流的计算和分析。

短路电流的计算通常分为三个步骤。

首先,需要进行潮流计算,确定电力系统中各个节点的电压和电流。

其次,根据潮流计算的结果,选取短路点或短路区域,并假设所有其他节点均为短路。

然后,根据短路点或短路区域处的电阻、电抗、容抗等参数,进行短路电流的计算。

计算中常用的方法包括梯级方法、复合方法、综合法等。

这些方法都有各自的特点和适用范围,根据具体情况选择合适的方法进行计算。

短路电流的分析是对计算结果的解读和评估。

分析的目的是确定短路电流是否满足电力系统的安全要求,并对不满足要求的情况提出相应的措施。

分析需要考虑短路电流对设备的影响、电力系统的稳定性、保护装置的动作特性等因素。

通过对短路电流进行分析,可以帮助工程师制定合理的保护方案,提高电力系统的运行可靠性。

然而,短路电流的计算和分析并不是一项简单的任务,它涉及到电力系统的复杂性和多变性。

电力系统的短路电流计算与分析方法

电力系统的短路电流计算与分析方法

电力系统的短路电流计算与分析方法电力系统中的短路电流计算与分析是电力工程领域中的重要内容之一。

短路电流是指在电路中出现缺陷时,电流会增加至异常高值的现象。

在电力系统中,短路电流可能会造成设备损坏、引发事故甚至造成电网崩溃,因此对短路电流进行准确计算和分析是非常必要的。

本文将介绍电力系统的短路电流计算与分析方法,以帮助读者更好地理解和应用。

一、短路电流的概念短路电流是指在电力系统中由于各种原因导致电路中出现故障时,电流突然增大的现象。

短路电流的大小取决于电源的额定容量、电路的阻抗以及短路发生位置等因素。

通常情况下,短路电流会比正常工作状态下的电流大数倍甚至几十倍以上,因此需要对短路电流进行准确计算和分析。

二、短路电流计算的方法1. 齐次圈法齐次圈法是一种常用的短路电流计算方法,其基本思想是通过理想变压器等效将不同电网区域连接为一圈,根据支路阻抗和负荷参数进行复加计算,最终得出各个节点处的短路电流。

这种方法具有计算简便、准确度高的特点,在实际工程中得到广泛应用。

2. 阻抗矩阵法阻抗矩阵法是另一种常用的短路电流计算方法,其基本思想是通过建立节点与节点之间的阻抗矩阵,利用克拉默法则求解各个节点处的短路电流。

这种方法适用于复杂电力系统的计算,可以准确地得出各节点处的短路电流大小和相位。

三、短路电流计算与分析的意义短路电流计算与分析是电力系统保护的基础工作,其重要性不言而喻。

准确计算和分析短路电流有助于设计合理的保护装置,及时排除故障,保障电网的安全稳定运行。

同时,对短路电流进行深入研究还可以帮助优化电网结构,提高电网的运行效率和可靠性。

四、短路电流计算与分析的应用短路电流计算与分析方法在电力系统规划、设计、运行和维护中都有着广泛的应用。

在电力系统规划设计阶段,通过对短路电流进行准确计算和分析可以确定各个节点的故障电流,为合理选取设备参数和保护装置提供依据;在电力系统运行管理中,及时对短路电流进行监测和分析可以发现潜在的故障风险,做好预防措施;在电力系统维护过程中,定期对短路电流进行检测和分析可以确保设备运行正常,延长设备的使用寿命。

电力系统中的短路电流计算方法使用技巧

电力系统中的短路电流计算方法使用技巧

电力系统中的短路电流计算方法使用技巧电力系统中存在短路电流是不可避免的事实,而准确计算短路电流对于电力系统的设计和保护至关重要。

短路电流计算是电力系统工程中必不可少的一环,本文将介绍电力系统中短路电流的计算方法以及使用技巧。

一、短路电流计算方法1. 对称组件法对称组件法是一种常用的短路电流计算方法,通过将非对称电路转化为对称电路来简化计算。

它是基于对称分量的概念,将三相系统分解成正序、负序和零序三个对称分量,再进行计算。

对称组件法的主要步骤如下:(1)将非对称电源转化为对称分量;(2)计算对称分量的序电流和短路阻抗;(3)将对称分量变换为实际电流值。

该方法适用于对称性较好的系统,能够有效地计算短路电流。

2. 软件仿真方法随着计算机技术的发展,软件仿真方法在电力系统的短路电流计算中得到广泛应用。

软件工具(如PSCAD、ETAP等)可以模拟复杂的电力系统,并在计算过程中考虑各种影响因素,如电源类型、电源接线方式、线路参数等。

软件仿真方法的优势在于可以更真实地模拟电力系统的实际运行情况,提供更准确的计算结果。

3. 实测法实测法是指在实际运行的电力系统中进行短路电流的实测,并根据实测结果进行分析和计算。

实测法能够考虑系统中的各种非理想因素,如电源的实际接线状态、电源的非线性特性、系统的负载变化等。

通过实测方法获取的数据可以用于校验计算结果的准确性,并进一步优化系统的设计和保护措施。

二、短路电流计算方法使用技巧1. 选择合适的计算方法根据实际情况选择合适的短路电流计算方法非常重要。

对于简单的电力系统,对称组件法可能是一个理想的选择。

而对于复杂的系统,软件仿真方法能够更好地模拟实际运行情况。

在特定情况下,实测法也是一个有效的手段。

2. 准确获取系统参数短路电流计算的准确性很大程度上依赖于输入数据的准确性。

确保获取到准确的系统参数,如短路阻抗、变压器的等效电路参数等。

尽可能多地采集现场数据,并进行准确的测量和分析。

短路电流计算方法

短路电流计算方法

短路电流计算方法1.短路电流概述短路电流是指在电力系统发生故障时,电流在故障点形成回路从正常电路中流过的电流。

短路电流大小直接影响到故障点所涉及的电力设备的安全运行,因此短路电流的准确计算很重要。

2.短路电流计算的基本原理3.短路电流计算的步骤步骤1:确定故障电流流向以及故障类型(单相、两相或三相)。

步骤2:建立电力系统单相等效电路,将三相系统转化为单相计算。

对于三相短路,通常采用基准法或复数法进行计算。

步骤3:确定电源电压和发电机的等值电动势,通过该电动势计算电流的大小和相位差。

步骤4:根据电路结构和元件参数计算短路电流的大小。

常见的计算方法有正序分析法、零序分析法和对称分析法等。

步骤5:根据电压降和电流大小,判断电力设备是否能够承受短路电流,并选择合适的保护措施和设备。

4.短路电流计算的常用方法根据实际情况和计算要求,短路电流计算可以采用不同的方法。

以下是几种常见的方法:正序分析法将三相不对称的电路转化为对称分量电路进行计算。

通过正序分析法,可以方便地得到短路电流的大小和相位差,适用于计算对称短路和非对称短路。

零序分析法用于计算三相对地短路时的短路电流。

该方法将三相电路转化为单相等效电路,利用零序分量电路进行计算,适用于计算接地故障。

4.3 对称分析法(Symmetrical Analysis Method)对称分析法是一种简化的计算方法,在短路计算中广泛使用。

该方法基于对称分析,将三相电路简化为单相等效电路,并根据对称等效电路进行计算,适用于计算对称短路。

4.4软件辅助计算方法随着计算机技术的发展,短路电流计算也可以通过专业软件进行。

软件根据电网模型和参数进行短路计算,可以自动分析短路电流的大小和故障点位置,大大提高了计算效率。

总结:短路电流计算是电力系统设计中的重要工作,准确计算短路电流对于保护设备和确保电力系统的稳定运行至关重要。

短路电流计算的基本原理是基于欧姆定律和基尔霍夫电流定律,利用复数法或相量法进行计算。

电力系统短路电流计算方法与误差分析

电力系统短路电流计算方法与误差分析

电力系统短路电流计算方法与误差分析引言:电力系统是现代社会运转不可或缺的基础设施,而短路电流作为电力系统中的一种故障电流,对系统的稳定性和设备的安全运行具有重要影响。

因此,准确计算和分析短路电流是电力系统设计和运行中的关键问题。

一、电力系统短路电流计算方法A. 传统解析法在传统电力系统短路电流计算方法中,通常采用解析法进行计算。

该方法基于电力系统的等效电路模型和基础电路理论,根据欧姆定律、基尔霍夫电流定律和节点电流法则等原理进行计算。

这种方法具有计算精度高、理论基础牢固等优点,但在复杂系统中计算量大,且需要手工编写复杂的程序进行计算。

B. 数值计算法随着计算机技术的发展,数值计算法在电力系统短路电流计算中得到广泛应用。

数值计算法是通过建立电力系统的数学模型,采用数值方法进行计算。

常见的数值计算法包括改进潮流法、拓扑潮流法和有限元法等。

这些方法利用计算机的高效计算能力,能够快速模拟复杂的电力系统,同时考虑多种电力设备和网络条件的影响。

这种方法在计算效率上具有明显优势,但对计算模型的建立和参数的准确性要求较高。

二、电力系统短路电流计算误差分析A. 数据精度误差在电力系统短路电流计算中,各种参数和数据的准确性是影响计算结果误差的重要因素之一。

例如,电力设备的参数、传输线路的长度和电导、电抗的决定,以及负荷的准确预测等。

如果这些数据存在误差,就会对计算结果产生较大的影响。

因此,在电力系统短路电流计算中,应尽量采用准确的数据,并采取合理的数据处理方法,以减小误差的影响。

B. 计算模型误差电力系统的复杂性导致了计算模型的不确定性。

例如,在建立电力系统潮流模型时,常常会忽略一部分细节或做出近似处理,这会引入误差。

此外,计算模型的选择也会对计算结果产生一定的影响。

因此,在计算模型的建立过程中,需要进行合理的简化和近似,同时结合实际情况进行验证和修正,以尽可能减小误差。

C. 算法误差不同的计算方法和算法对短路电流的计算结果可能存在一定的误差。

14285电力系统短路电流计算方法

14285电力系统短路电流计算方法

14285电力系统短路电流计算方法摘要:1.电力系统短路电流计算的重要性2.短路电流计算的基本原理和方法3.影响短路电流计算的因素4.短路电流计算的步骤和注意事项5.总结与展望正文:一、电力系统短路电流计算的重要性电力系统短路电流计算是电力系统设计和运行中的关键环节。

它可以帮助我们了解系统在发生短路故障时的电流分布、电压变化等参数,为电力系统的安全稳定运行提供重要依据。

准确的短路电流计算结果可以有效指导电力系统的规划、设计、建设和运行管理,降低系统故障风险,提高电力系统可靠性。

二、短路电流计算的基本原理和方法短路电流计算主要基于基尔霍夫定律和电力系统元件的电气特性。

常用的方法有欧姆法、节点法、回路法等。

计算过程中需要考虑系统的一次和二次电路、设备的额定电流、短路阻抗等参数。

三、影响短路电流计算的因素1.系统结构和拓扑:电力系统的结构和拓扑直接影响短路电流的大小和分布。

系统越复杂,计算的难度越大。

2.设备参数:设备的额定电流、短路阻抗等参数对短路电流计算结果有直接影响。

设备参数的准确性关系到计算结果的可靠性。

3.系统运行状态:电力系统的运行状态(如电压、功率等)会影响短路电流计算结果。

四、短路电流计算的步骤和注意事项1.收集和整理电力系统资料,包括设备参数、系统结构等。

2.确定计算方法,根据系统特点和计算需求选择合适的方法。

3.输入数据,进行计算。

注意检查数据的一致性和准确性,确保计算结果的可靠性。

4.分析计算结果,评估系统的短路电流水平,提出改进措施。

5.不断优化计算方法和技术,提高短路电流计算的准确性和实用性。

五、总结与展望电力系统短路电流计算是保障电力系统安全稳定运行的重要手段。

随着电力系统规模的不断扩大和技术的不断进步,短路电流计算方法和研究手段也在不断发展。

电力系统故障分析及短路电流计算

电力系统故障分析及短路电流计算
ZS ZS ZS ZT ZT ZT
5
H
E C
. . .
M
Z MK Z MK Z MK
I KA U
K
Z NK Z NK Z NK
KA1
I KB U
KB1
I KC U
. . .
ZT ZT
N
ZT
ZR ZR ZR
E A E B
H
E C
KC1
U KA 2 U KB 2 U KC 2 U KA0 U KB 0 U KC 0

Z S 2 Z T 2 M Z MK 2
ZM2
I K2
K2
Z NK 2
2 Z R2 ZT
Z2
K2 。
U K2
Z N2


H2
(e) 简化的负序序网图
I K2
U K2
H2
(b) 负序序网图
ZT 0
M
Z MK 0
K0
Z NK 0
N
0 ZT


Z0 K 0
。 。
I K0
ZM0
• 序阻抗的概念 • 某元件的某序阻抗是指该序电流通过该元件时产生的压降 与该序电流的比值,如式所示。
U 1 Z1 I1 U 2 Z 2 I2 U 0 Z 0 I 0
9
是各序阻抗元件分别流 过正序、负序、零序电 流时产生的正序、负序 、零序的压降。
7
对称分量法的应用7
• 据简化的各序网图可得:
Z1 Z M 1 // Z N 1 Z M 1 Z N1 Z M 1 Z N1
8
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邵阳学院《电力系统暂态分析》课程设计题目:电力系统短路故障电流计算姓名刘彪年级 04级专业电气工程及其自动化学号 **********院系信息与电气工程系指导老师黄肇王晓芳信息与电气工程系电气工程及其自动化教研室制目录第一部分电力系统短路故障电流计算任务 (1)一.题目二.设计目的与要求三.主要内容四.基本原理五、计算实例六、短路电流计算的步骤七、对称短路计算原理框图第二部分手工计算所得结果 (8)一、元件参数计算及等值电路二、三相对称短路电流和容量的计算第三部分本题目的计算机解法 (13)一、计算机程序编写二、计算机设计序所得结果第四部分课程设计总结 (20)第一部分电力系统短路故障电流计算任务一.题目电力系统短路故障电流的计算机计算二.设计目的与要求电力系统发生短路故障造成的危害性是最大的。

作为电力系统三大计算之一,分析短路故障的参数更为重要。

通过课程设计, 使学生巩固电力系统三相短路计算的基本原理与方法,掌握短路电流的数值求解方法,开发系统短路故障电流的计算程序。

同时,通过软件开发,也有助于计算机操作能力和软件开发能力的提高。

要求手工计算和计算机仿真出给定系统短路后的短路电流(含支路电流)和节点电压。

开发语言:FORTRAN 或C 语言或MATLAB软件。

三.主要内容1. 形成算例系统节点导纳矩阵,准备原始数据,并手工计算短路电流。

2. 复习系统三相短路的基本原理,建立数学模型。

3. 确定合适的数值计算方法(矩阵直接求逆,节点优化编号,LR 分解)。

4. 上机编程调试,分析。

5. 仿真算例系统的短路电流﹑支路电流和节点电压,并与手工计算比较。

6. 上机演示答辩,书写该课程设计说明书。

四.基本原理1、数学模型的建立电力网络的数学模型是指将网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来所组成的﹑可反映网络性能的数学方程式。

(节点电压方程﹑回路电流方程)2、本次设计,拟采用运用节点导纳矩阵的节点电压方程。

IB=YBUB3、三相对称短路计算原理及不对称短路计算原理2、计算方法的确定本次设计采用“线性方程组求解的直接法与LR 分解法”。

五、计算实例1.电力系统图电力系统图如上图所示,系统中)3(f 点发生三相短路故障,编程分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。

2.电力系统参数(1)发电机参数发电机1G :额定的有功功率MW 110,额定电压kV U N 5.10=;次暂态电抗标幺值264.0=''dX ,功率因数85.0cos =N ϕ。

发电机2G :火电厂共两台机组,每台机组参数为额定的有功功率MW 25;额定电压kV U N 5.10=;次暂态电抗标幺值13.0=''dX ;功率因数80.0cos =N ϕ。

(2)变压器铭牌参数可从参考文献中的《新编工厂电气设备手册》查得。

变压器1T :型号0.15.105.1659110/107-----SF ,变压器额定容量A MV •10,一次电压kV 110,短路损耗kW 59,空载损耗kW 5.16,阻抗电压百分值5.10%=s U ,空载电流百分值0.1%0=I 。

变压器2T :型号8.05.105.38148110/5.317-----SF ,变压器额定容量A MV •5.31,一次电压kV 110,短路损耗kW 148,空载损耗kW 5.38,阻抗电压百分值5.10%=s U ,空载电流百分值8.0%0=I 。

变压器3T :型号9.05.105.2386110/167-----SF ,变压器额定容量A MV •16,一次电压kV 110,短路损耗kW 86,空载损耗kW 5.23,阻抗电压百分值5.10%=s U ,空载电流百分值9.0%0=I 。

(3)线路参数可从参考文献中的《新编工厂电气设备手册》查得。

线路1:钢芯铝绞线120-LGJ ,截面2120mm ,长度为km 100,每条线路单位长度的正序电抗km X /408.0)1(0Ω=;每条线路单位长度的对地电容km S b /1079.26)1(0-⨯=。

对下标的说明)()1(0正序单位长度X X =,)()2(0负序单位长度X X =。

线路2:钢芯铝绞线150-LGJ ,截面2150mm ,长度为km 100,每条线路单位长度的正序电抗km X /401.0)1(0Ω=,零序电抗)1(0)0(3X X =;每条线路单位长度的对地电容km S b /1097.26)1(0-⨯=。

线路3:钢芯铝绞线185-LGJ ,截面2185mm ,长度为km 100,每条线路单位长度的正序电抗km X /394.0)1(0Ω=;每条线路单位长度的对地电容km S b /1090.26)1(0-⨯=。

(4)负载L :容量A MV j S L •+=68,负载的电抗标幺值为****=L L L Q S U X 22;电动机为MW 2,起动系数5.6,额定功率因数为86.0。

3.基准数据选取设基准容量A MV S B •=100;基准电压)(kV U U av B =六、短路电流计算的步骤:1. 做出电力系统计算系统图在计算用图中应包括与短路电流计算有关的全部电力元件(如系统、发电机、变压器、输电线路等),以及它们之间的连接关系。

在元件旁边应注明它们的技术数据,如额定电压、额定容量、线路的长度及线路型号等。

另外,在计算图上应标明短路点。

为了便于计算,每个元件按顺序编号。

2. 计算各元件参数根据给定的电力系统,首先确定是用标幺值的计算方法计算短路电流,还是用实际值计算的方法。

一般在有两个及两个以上的电压等级情况下用标幺值的方法较实际值的方法计算简便。

用实际值计算时,首先选定一个基准值(即电压等级),此基准值应选被计算短路电流短路点的电压等级,然后将其他电压等级所有的阻抗用变压器变比原理换算到基本级上来。

用标幺值计算时,首先选定一个基准容量,此基准容量的选择应上“便于计算”,使x 值小数点前后的0最少。

一般选取整数,如:系统大,取Sb=1000MV A;系统小,取Sb=100MV A. 基准电压一般选取平均电压:Ub=Uav 比额定电压高5%,Un(kV) 220 110 35 10 0.38 ;Uav(kV) 230 115 37 10.5 0.4 然后算出基准电流值。

3. 绘制等值网络图绘制电力系统等值网络图的目的是便于短路电流计算。

图中应标明各元件的序号及阻抗。

4. 网络化简网络化简是将等值网络化简到最简单的形式,若有两个及两个以上的电源,则归并成一个电源。

有并联的回路化简成串联。

采取多电源归并成一个电源的方法,是因为我们采取了一系列的假设条件,所以在计算中可以用电源的阻抗相并联的方法。

5.进行短路电流计算通过以上工作,把一个复杂的系统化简成只有一个等效元件的系统,等效元件的一端是综合电动势,另一端是综合阻抗和短路点,这样就可以用最简单的欧姆定律来计算短路电路,即I=E/X;式中E----系统电源对短路点的综合次暂态电动势,在化简计算中取1;X-----系统对短路点的综合阻抗。

必须注意:根据以上步骤,用实际值求得的短路电流,都是归算到基本级的数值,要想得到非基本级的短路电流,必须根据变压器的变比换算到要计算短路电流的那个电压等级。

用标幺值方法计算求得的短路电流,要想得到实际值,还必须乘以相应电压等级的基准电流值。

七、对称短路计算原理框图1.以下子程序实现的是短路电流、节点电压和各支路电流的流程图:2.以下实现的是节点导纳矩阵的程序流程图:3.以下实现的是根据节点导钠矩阵求因子表的流程图:第二部分 手工计算所得结果一、元件参数计算及等值电路1.各元件电抗标幺值计算解:选取基准容量A MV S b ⋅=100;基准电压av B V V =;负荷用额定标幺值为4.0=*L X ,电势为0.8的电源表示;设短路前系统满载运行。

汽轮发电机G1:139.1527.01264.01sin 204.011085.0100264.0cos /]0[]0[]0[12≈⨯⨯+=''+==⨯⨯=⋅''=ϕϕI X V E P S X X dN N B d 汽轮发电机G2:078.16.0113.01sin 416.0258.010013.0cos /]0[]0[]0[21=⨯⨯+=''+=≈⨯⨯=⋅''=ϕϕI X V E P S X X dN N B d 负载电动机M : 921.051.01154.01sin 615.6286.01005.61cos 5.611]0[]0[]0[48=⨯⨯-=''-==⨯⨯=⋅⋅''===''ϕφI X V E P S X X I X dM N B st变压器T1:05.110100105.0%10017=⨯=⋅=N B s P S U X 变压器T2:333.05.31100105.0%10013≈⨯=⋅=N B s P S U X 变压器T3:656.016100105.0%100110≈⨯=⋅=N B s P S U X 线路L1: 309.0115100100408.022)1(04≈⨯⨯=⋅⋅=N B U S L X X 线路L2: 303.0115100100401.022)1(06≈⨯⨯=⋅⋅=N B U S L X X 线路L3: 298.0115100100394.022)1(05≈⨯⨯=⋅⋅=N B U S L X X负荷:490.51006)10010()115110(8.0222293=⨯====****L L L Q S U X X E 2.等值电路图3.等值简化电路图4.等值网络化简计算过程:446.0619.1615.0619.1615.0619.1271.0348.1271.0793.5284.0793.5284.0284.0169.1375.0169.1375.0348.1298.005.1793.5303.0490.5169.1204.0656.0309.0375.02416.0333.021781781816141713151315161211121115571469132104121311=+⨯=+==+=+==+⨯=+==+⨯=+⋅==+=+==+=+==++=++==+=+=X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X876.0615.0619.1078.1615.08.0619.178078.1284.0793.5284.08.0793.5092.1367092.1375.0169.1375.0139.1169.1078.1156078.12581784171513151311121112=+⨯+⨯=+⋅+⋅==+⨯+⨯=+⋅+⋅==+⨯+⨯=+⋅+⋅===X X E X E X E X X X E X E E X X X E X E E E E二、三相对称短路电流和容量的计算1.短路点的次暂态短路电流的计算:964.1446.0876.0818===''X E I 2.冲击电流的计算:kAI I k I kAkA V S I B im im BB B 86.45175.9964.128.12175.93.631003=⨯⨯⨯=⋅''⋅⋅==⨯=⋅=3.短路容量的计算:A MV S I SB f t •=⨯=*=4.196100964.1第三部分本题目的计算机解法(C语言设计)一、计算机程序编写/************************************************************************* 各序导纳矩阵计算程序中所用的变量说明如下: ** N:网络节点总数. ** L:网络的支路总数. ** N1:N0+1 K:打印开关.K=1,则打印;否则,不打印. ** G(I,J):Ybus的电导元素(实部). ** B(I,J):Ybus的电纳元素(虚部). ** G1(I) :第I支路的串联电导. B1(I):第I支路的串联电纳. ** C1(I) :第I支路的pie型对称接地电纳. ** C(I,J):第I节点J支路不对称接地电纳. ** CO(I) :第I节点的接地电纳. ** S1(I) :第I节点的起始节点号. E1(I):第I节点的终止节点号. *************************************************************************/#include <math.h>#include <stdio.h>#define N 7#define L 12#define f1(i) (i-1) /* 把习惯的一阶矩阵的下标转化为C语言数组下标*/#define f2(i,j,n) ((i-1)*(n)+j-1) /* 把习惯的二阶矩阵的下标转化为C语言数组下标*/FILE*file2=NULL,*file4=NULL,*file6=NULL;/********************************************************** 本子程序根据所给的支路导纳及有关信息,形成结点** 导纳矩阵,如打印参数K=1,则输出电导矩阵G和电纳矩B **********************************************************/void ybus(int n,int l,float *g,float *b,float *g1,float *b1,float *c1,float *c,float *co,int k,int *s1,int *e1){extern FILE *file4;FILE *fp;int i,j,io,i0;int pos1,pos2;int st,en;if(file4==NULL){fp=stdout;}else{fp=file4; /* 输出到文件*/} /* 初始化矩阵G,B */for(i=1;i<=n;i++){for(j=1;j<=n;j++){pos2=f2(i,j,n);g[pos2]=0;b[pos2]=0;}} / * 计算支路导纳*/for(i=1;i<=l;i++){ /* 计算对角元*/pos1=f1(i);st=s1[pos1];en=e1[pos1];pos2=f2(st,st,n);g[pos2]+=g1[pos1];b[pos2]+=b1[pos1]+c1[pos1];pos2=f2(en,en,n);g[pos2]+=g1[pos1];b[pos2]+=b1[pos1]+c1[pos1]; /* 计算非对角元*/pos2=f2(st,en,n);g[pos2]-=g1[pos1];b[pos2]-=b1[pos1];g[f2(en,st,n)]=g[f2(st,en,n)];b[f2(en,st,n)]=b[f2(st,en,n)];}/* 计算接地支路导纳*/for(i=1;i<=n;i++){/*对称部分*/b[f2(i,i,n)]+=co[f1(i)]; /* 非对称部分*/for(j=1;j<=l;j++){b[f2(i,i,n)]+=c[f2(i,j,l)];}}if(k!=1){ return;} /* 如果K不为1,则返回;否则,打印导纳矩阵*/fprintf(fp,"\n jie dian dao na ju zhen Y12(BUS):");fprintf(fp,"\n ******************* dian dao G ********************");for(io=1;io<=n;io+=5){ i0=(io+4)>n?n:(io+4);fprintf(fp,"\n");for(j=io;j<=i0;j++){ fprintf(fp,"%13d",j);}for(i=1;i<=n;i++){fprintf(fp,"\n%2d",i);for(j=io;j<=i0;j++){fprintf(fp,"%13.6f",g[f2(i,j,n)]);}}fprintf(fp,"\n");}fprintf(fp,"\n ******************* dian na B ********************");for(io=1;io<=n;io+=5){ i0=(io+4)>n?n:(io+4);fprintf(fp,"\n");for(j=io;j<=i0;j++){fprintf(fp,"%13d",j);}for(i=1;i<=n;i++){fprintf(fp,"\n%2d",i);for(j=io;j<=i0;j++){fprintf(fp,"%13.6f",b[f2(i,j,n)]);}}fprintf(fp,"\n");}fprintf(fp,"\n************************************************");}/********************************************************************** * 因子表、节点阻抗矩阵、短路电流节点电压及各支路电流** 计算程序中所用的变量说明如下: ** m:网络节点总数** y[3][m][m]: 各序导纳信息** I:电流变量V :电压变量** f: 短路点** P: 短路类型i,j,k,b: 循环控制变量** Va 、Ia:a相电压相电流变量** Bc1 Bc2 Bc3:导纳虚部变量** t1 t2 t3 t4:三角分解变量** Id :短路点电流************************************************************************/ #include <math.h>#include<stdio.h>#include<math.h>#define m 7void dldl(int p,int q,float *p0,float *q0,float *v,float *v0,int m,int n,int *e,int *f){int i=0,j=0,k=0,f=0,b=0;double sqrt(double t);double pow(double n,double x);float t1=0.0,t2=0.0,t3=0.0,t4=0.0,s1=0.0,s2=0.0,p=0.0;static float Bc1[m][m],Bc2[m][m],Bc0[m][m],Va[m],V[m][3],Ia[m],Id[m][3],l1[m][m], l2[m][m],l0[m][m],la[m][m],F1[m][3],F0[m][3],h1[m][3],h0[m][3],z1[m][m],z2[m][m],z0[m][m],y[3][m]={{10.841 0 0 -6.006 0 0 0}, {0 6.426 -1.524 0 0 0 0},{0 -1.524 4.761 -3.236 0 0 0},{-6.006 0 -3.236 15.898 -3.300 -3.356 0},{0 0 0 -3.300 3.482 0 0},{0 0 0 -3.356 0 4.308 -0.952},{0 0 0 0 0 -0.952 2.578}} }/**************************************************** 本子程序根据所给的支路导纳及有关信息,形成** 因子表及与短路点有关的那一列节点阻抗矩阵****************************************************/void jdjz(float *p0,float *q0,float *a,float *v0,int n,float *jm){int i,j; float m0;j=4*(n-1)*(n-1);for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<m;j++)y[2][i][j]=y[1][i][j];for(b=0;b<3;b++){ if(b!=0){for(i=1;i<m;i++){for(k=1;k<i;k++)t1+=pow(Bc1[k][i], 2)*Bc1[k][k];Bc1[i][i]=Bc2[i][i]=y[b][i][i]-t1;for(j=i+1;j<m;j++){for(k=1;k<i;k++)t2+=pow(Bc1[k][j], 2)*Bc1[k][k];Bc1[i][j]=Bc2[i][j]=(y[b][i][j]-t2)/Bc1[i][i];}}}if(b==0){ for(i=2;i<m-1;i++){ for(k=1;k<i;k++)t3+=pow(Bc0[k][j], 2)*Bc0[k][k];Bc0[i][i]=y[0][i][i]-t3;for(j=i+1;j<m-1;j++){ for(k=1;k<i;k++)t4+=pow(Bc0[k][j], 2)*Bc0[k][k];Bc0[i][j]=(y[0][i][j]-t4)/Bc0[i][i];}}}}}for(i=1;i<m;i++)for(j=i;j<m;j++){printf("\nBc1[i][j]=%f",Bc1[i][j]);printf("\nBc0[i][j]=%f",Bc0[i][j]);}printf("\nplease input duan lu dian f= ");scanf("%d", &f);f=3;for(b=0;b<3;b++){ if(b!=0){for(i=1;i<m;i++){if(i<f) F1[i][b]=0;if(i==f) F1[i][b]=1;if(i>f) for(k=f;k<i;k++)F1[i][b]+=-Bc1[k][i]*F1[k][b];}for(i=1;i<m;i++){ if(i<f) h1[i][b]=0;h1[i][b]=F1[i][b]/Bc1[i][i];}for(i=m-1;i>0;i--){for(k=i+1;k<m;k++)s1+=Bc1[i][k]*z1[k][f];z1[i][f]=z2[i][f]=h1[i][b]-s1;}} }if(b==0){ for(i=2;i<m-1;i++){ if(i<f) F0[i][b]=0;if(i==f) F0[i][b]=1;if(i>f) for(k=f;k<i;k++)F0[i][b]+=-Bc0[k][i]*F0[k][b];}for(i=2;i<m-1;i++){ if(i<f) h0[i][b]=0;h0[i][b]=F0[i][b]/Bc0[i][i];}for(i=m-2;i>1;i--){ for(k=i+1;k<m-1;k++)s2+=Bc0[i][k]*z0[k][f];z0[i][f]=h0[i][b]-s2;}}/********************************************************** 本子程序根据所给的短路阻抗及有关信息,结合故障类型计算** 故障处的各序短路电流、电压,各相短路电流、电压**********************************************************/ void gzdcl(int n,int l,int m,float g[],float b[],float e[],float f[],\int e1[],int s1[],float g1[],float b1[],float c1[],float c[],\float co[],float p1[],float q1[],float p2[],float q2[],float p3[],\float q3[],float p[],float q[],float v[],float angle[],int k1) {extern FILE *file4;/**file6;*/FILE *fp;float t1,t2,st,en,cm,x,y,z,x1,x2,y1,y2;int i,i1,j,m1,ns,pos1,pos2,km;ns=n-1;printf("\nplease input duan lu lei xing p= ");scanf("%f",&p);if(p==3){ Ia[f]=Id[f][1]=1/z1[f][f];Id[f][2]=Id[f][0]=0;}if(p==1.1){Id[f][1]=1/(z1[f][f]+z0[f][f]*z2[f][f]/(z0[f][f]+z2[f][f]));Ia[f]=Id[f][1]*sqrt(3)*sqrt(1-z2[f][f]*z0[f][f]/pow(z0[f][f]+z2[f][f], 2));Id[f][0]=-z2[f][f]/(z2[f][f]+z0[f][f])*Id[f][1];Id[f][2]=-z0[f][f]/(z2[f][f]+z0[f][f])*Id[f][1];}if(p==1){Id[f][1]=Id[f][2]=Id[f][0]=1/(z0[f][f]+z1[f][f]+z2[f][f]);Ia[f]=3*Id[f][1];}if(p==2){Id[f][1]=1/(z1[f][f]+z2[f][f]);Id[f][2]=-Id[f][1];Id[f][0]=0;Ia[f]=0;}for(i=1;i<m;i++){V[i][1]=1-z1[i][f]*Id[f][1];V[i][2]=-z2[i][f]*Id[f][2];V[i][0]=-z0[i][f]*Id[f][0];}for(i=1;i<m;i++)for(j=i+1;j<m;j++){l1[i][j]=(V[i][1]-V[j][1])*(-y[1][i][j]);l2[i][j]=(V[i][2]-V[j][2])*(-y[2][i][j]);l0[i][j]=(V[i][0]-V[j][0])*(-y[0][i][j]);}printf("\nIa[f]=%f",Ia[f]);for(i=1;i<m;i++){for(b=0;b<3;b++)Va[i]+=V[i][b];printf("\nVa[i]=%f",Va[i]);}for(i=1;i<m;i++)for(j=i+1;j<m;j++){ la[i][j]=l1[i][j]+l2[i][j]+l0[i][j];printf("\nla[i][j]=%f",la[i][j]);}}}main(){ int n,m,l,k,z;float g[N][L],b[N][L];float g1[L]={0,0,0,0,0,0,0,0},b1[L]={-1.633,-1.126,-3.300,-3.300,-3.3560,-0.952,0.1566,0.3879},c1[L]={0,0.039,0,0,0.02,0,0.039,0},c[N][L]={{0,0,0,0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0,0,0,0},{0,0,0,0,0,0,0,0}},co[N]={0,0,0,0};float d,*D;int n0,n1,row,line;int s1[L]={1,1,2,2,3,3,4,4},e1[L]={1,2,2,3,2,3,2,4};printf("shu ru jie dian shu ");scanf("%d",&z);printf("shu ru zhi lu shu ");scanf("%d",&z);D=&d;n0=2*N-2;n1=n0+1;n=4;l=8;k=1;ybus0(n,l,g,b,g1,b1,c1,c,co,k,s1,e1); scanf("%d",&z);dldl((p,q,p0,q0,v,v0,m,n,e,f,k,g);jdjz(n,l,m,g,b,e,f,e1,s1,g1,b1,c1,c,co,p1,q1,p2,q2,p3,q3,p,q,v,angle,k1);printf("\n************************************************");scanf("%d",&z);void gzdcl( n, l,m, g[], b[], e[], f[],e1[], s1[], g1[], b1[], c1[], c[],co[],p1[],q1[],p2[],q2[], p3[],q3[], p[], q[], v[], angle[], k1) printf("\n************************************************");scanf("%d",&z);}二、计算机设计序所得结果1.导纳的计算:578.2050.11615.01952.005.11308.4298.01050.11482.3303.0149.51356.3298.01300.3303.01898.15309.011665.01303.01298.01236.3309.01761.4656.01309.01524.1656.01426.6204.01656.01006.61665.01814.10208.011665.01776766554645444334332322411411=+=-=-==+==+=-=-=-=-==+++=-=-===+=-=-==+=-=-==+=Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y导纳矩阵:⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------------=578.2952.000000952.0308.40356.300000482.3300.30000356.3300.3898.15236.30006.6000236.3761.4524.100000524.1426.60000006.600841.10Y2.因子表的求法:注:求因子表(用MA TLAB求解)的程序为:%Ex0906Y=[10.841 0 0 -6.006 0 0 0;0 6.426 -1.524 0 0 0 0;0 -1.524 4.761 -3.236 0 0 0;-6.006 0 -3.236 15.898 -3.300 -3.356 0;0 0 0 -3.300 3.482 0 0;0 0 0 -3.356 0 4.308 -0.952;0 0 0 0 0 -0.952 2.578]; for i=1:7Y(i,i)=1./Y(i,i);for j=i+i:7Y(i,j)=Y(i,j)*Y(i,i);endfor k=i+1:7for j=i+1:7B(k,j)=Y(k,j)-Y(k,i)*Y(i,j);endendend>> disp(Y)第四部分课程设计总结这次通过对电力系统短路故障电流计算的课程设计,加深了我对电力系统暂态分析的了解和整体认识,特别是对电力系统短路电流的计算,巩固了我对短路的计算能力。

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