华中科技大学电力系统分析课程设计报告 基于matlab的短路电流计
《基于MATLAB的电力系统短路故障的仿真报告_论文手册》
中国石油大学胜利学院本科生毕业设计( 论文)手册题目电力系统短路故障分析及仿真研究学生姓名梅西学号 201107013120 专业班级自动化一班指导教师马拉多纳2015 年6月10日目录本科生毕业设计（论文）任务书........................ 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）开题报告...................... 错误!未定义书签。
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本科生毕业设计（论文）任务书论文题目电力系统短路故障分析与仿真研究一、研究的主要内容1.电力系统故障分析主要研究电力系统故障（包括短路，断线和非正常操作）时，故障电流，电压及其在电网中的分布。
短路电流计算失效分析的主要内容。
的短路电流计算的目的是确定短路故障的严重程度，选择电气设备的参数。
调谐保护，负序和零序电流分布的分析系统，以确定它的电气设备和系统。
2. 本课题研究的目的及意义随工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。
系统中最常见的故障就是短路。
短路电流比正常电流要大得多，在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。
电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般来说，最严重的短路是三相短路。
当发生短路时，其短路电流可以达到数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破坏。
课程设计(论文)-基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真.doc
课程设计 ( 论文 )- 基于 MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统分析课程设计说明书题目：单相接地短路专业：电气工程及其自动化班级：电气 1307姓名：陈欢目录课程设计（论文）任务书 ----------------------- （1）引言 ------------------------------------------------------------------- （ 3）第一章．电力系统短路故障分析------------------------------- （ 4）第二章．电力系统单相短路计算-------------------- （ 5）2.1 简单不对称故障的分析计算---------------------- （ 5）2.1.1. 对称分量法 ------------------- （5）2.2 单相接地短路------------------------------ （ 6）2.2.1. 正序等效定则 ---------------------------- （6）2.2.2. 复合序网 --------------------------------- （6）2.2.3. 单相接地短路分析 --------------------------- （7）第三章．电力系统单相短路时域分析 ---------------- （ 10）3.1 仿真模型的设计与实现------------------------ （10）3.1.1. 实例分析 -------------------------------- （10）3.1.2. 仿真参数 ----------------------------- -- -- -- （11）3.2 仿真结果分析------------------------------- （13）结束语 ----------------------------------------- （ 18）参考文献 --------------------------------------- （ 18）课程设计任务书题目：单相接地短路要求：本课程设计主要是对单相接地短路进行分析计算，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，通过仿真结果与计算结果进行比较，进一步研究短路故障的特点。
matlab电力系统分析课程设计--基于Matlab计算程序的电力系统运行分析
课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：基于Matlab计算程序的电力系统运行分析学院：电力工程学院专业：电气工程自动化年级： 2011教务处制目录任务书 (1)前言 (2)第一章电网模型的建立 (3)第二章潮流计算 (8)第三章故障电流计算 (18)第四章思考题 (31)总结体会 (34)参考文献 (35)前言电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。
即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
在电力系统中可能发生的各种故障中，危害最大且发生概率较高的首推短路故障。
产生短路故障的主要原因是电力设备绝缘损坏。
短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。
其中三相短路时三相电流仍然对称，其余三类短路统成为不对称短路。
短路故障大多数发生在架空输电线路。
电力系统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。
短路计算可以为设备的选择提供原始数据。
第一章电网模型的建立一、目标电网接线图二、目标电网数据系统参数表1. 线路参数表线路编号线路型号线路长度（km）线路电阻{Ω/km} 线路正序电抗{Ω/km}线路容纳之半{S/km}4-5 LGJ-240/30 113 0.0470.4 1.78×4-6 LGJ-120/70 120 0.0741.47×610-5-7 LGJ-120/25 165 0.0791.60×610-6-9 LGJ-95/55 166 0.0921.80×610-7-8 LGJ-240/30 92 0.0471.78×610-8-9 LGJ-240/30 122 0.0471.78×610-说明：线路零序电抗为正序电抗3倍。
基于MATLAB短路电流的计算及仿真
基于MATLAB短路电流的计算及仿真短路电流是指在电力系统中，当发生短路时，电流可以达到的最大值。
短路电流的计算和仿真对于电力系统的设计和运行具有重要的意义。
本文将介绍基于MATLAB的短路电流计算和仿真方法。
短路电流的计算可以通过解析法和数值法两种方法进行。
解析法是通过解闭合方程组得到短路电流的解析解，而数值法则是通过迭代计算来逼近短路电流的数值解。
首先，我们将介绍基于解析法的短路电流计算方法。
在电力系统中，短路电流通常可以用下式表示：Isc = U / Z其中，Isc为短路电流，U为系统电压，Z为系统的等值阻抗。
为了计算短路电流，我们首先需要确定系统的等值阻抗。
等值阻抗通常可以通过系统的参数和网络拓扑来计算。
在MATLAB中，可以使用电力系统仿真工具箱（Power System Toolbox）来计算等值阻抗。
具体的步骤如下：1. 创建一个空的系统模型：使用“new_system”函数创建一个新的系统模型。
2. 导入系统参数：使用“psat”函数将系统参数导入系统模型中。
3. 创建系统配置：使用“psscfg”函数创建一个系统配置，并设置相关参数。
4. 计算等值阻抗：使用“psadeqz”函数计算等值阻抗，并保存结果。
5.计算短路电流：根据上述公式计算短路电流。
以上就是基于解析法的短路电流计算的主要步骤。
通过这种方法，我们可以快速准确地计算出系统的短路电流。
接下来，我们将介绍基于数值法的短路电流计算方法。
数值法通常采用迭代过程来逼近短路电流的数值解。
在MATLAB中，可以使用电力系统仿真工具箱（Power System Toolbox）中的短路计算功能来进行数值计算。
具体的步骤如下：1. 创建一个空的系统模型：使用“new_system”函数创建一个新的系统模型。
2. 导入系统参数：使用“psat”函数将系统参数导入系统模型中。
3. 创建系统配置：使用“psscfg”函数创建一个系统配置，并设置相关参数。
电基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析
《电力系统建模及仿真课程设计》总结报告题目：基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析姓名某某某学号200x0417xxx院系自机学院班级 0x级电气x班指导教师某某莫摘要：本次课程设计是结合《电力系统分析》的理论教学进行的一个实践课程。
电力系统短路故障，故障电流中必定有零序分量存在，零序分量可以用来判断故障的类型，故障的地点等，零序分量作为电力系统继电保护的一个重要分析量。
运用Matlab电力系统仿真程序SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，并在此基础上对电力系统多中故障进行仿真，仿真波形与理论分析结果相符，说明用Matlab对电力系统故障分析的有效性。
实际中无法对故障进行实验，所以进行仿真实验可达到效果。
关键词：电力系统；仿真；短路故障；Matlab；SimPowerSystemsAbstract: The course design is a combination of power system analysis of the theoretical teaching, practical courses. Power system short-circuit fault, the fault current must be zero sequence component exists, and zero-sequence component can be used to determine the fault type, fault location, the zero-sequence component as a critical analysis of power system protection. SimPowerSystems Toolbox building design requirements to the power system model using Matlab power system simulation program, and on this basis, the power system fault simulation, the simulation waveforms with the theoretical analysis results match, indicating that the power system fault analysis using Matlab effectiveness. Practice can not fault the experiment, the simulation can achieve the desired effect. Keywords: power system; simulation; failure; Matlab; SimPowerSystems目录一、引言............................................................................................................................................. - 3 -1、故障概述 (3)2、故障类型 (3)二、电力系统模型............................................................................................................................. - 4 -三、电力系统仿真模型的建立与分析 ............................................................................................. - 4 -3.1电力系统仿真模型 (5)3.2仿真参数设置 (6)3.3仿真结果分析 (8)3.3.1正常运行分析.................................................................................................................... - 8 -3.3.2单相接地短路故障分析.................................................................................................... - 9 -3.3.3两相短路故障分析.......................................................................................................... - 12 -3.3.4两相接地短路故障分析.................................................................................................. - 15 -3.3.5三相短路故障分析.......................................................................................................... - 18 -四、结论........................................................................................................................................... - 21 -五、参考文献................................................................................................................................... - 21 -六、心得体会................................................................................................................................... - 22 -一、引言1、故障概述短路是电力系统的严重故障。
短路计算matlab课程设计
短路计算matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握使用MATLAB进行电路短路计算的基本原理和方法。
2. 理解短路计算中各参数的物理意义及其对计算结果的影响。
3. 学会运用MATLAB软件构建电路模型，进行短路故障分析。
技能目标：1. 能够运用MATLAB软件编写程序，完成电路短路计算。
2. 能够对短路计算结果进行分析，提出优化方案。
3. 能够将所学知识应用于实际电路故障诊断，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，激发对电路故障分析的探究兴趣。
2. 增强团队合作意识，提高沟通协调能力。
3. 培养学生面对实际问题，勇于挑战，积极寻求解决方案的精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够熟练运用MATLAB软件进行电路短路计算。
2. 学生能够分析短路故障产生的原因，并提出合理的解决措施。
3. 学生能够在团队合作中发挥积极作用，共同完成电路故障诊断任务。
4. 学生通过本课程的学习，提高对电路分析的信心和兴趣，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. MATLAB基础知识- MATLAB软件的安装与使用- MATLAB基本语法与编程技巧- MATLAB在电路分析中的应用2. 电路短路计算原理- 短路计算的基本概念与分类- 短路计算的相关参数及其物理意义- 短路计算方法的原理与步骤3. MATLAB在短路计算中的应用- 利用MATLAB构建电路模型- 编写MATLAB程序进行短路计算- 分析短路计算结果，优化电路设计教学大纲安排如下：1. 引言与MATLAB基础知识（2课时）- 介绍MATLAB软件在电路分析中的应用- MATLAB安装与基本操作2. 电路短路计算原理（3课时）- 短路计算基本概念与分类- 短路计算相关参数及其物理意义3. MATLAB在短路计算中的应用（4课时）- 构建电路模型与编写短路计算程序- 短路计算结果分析与应用实例本课程教学内容与课本章节紧密关联，涵盖电路分析的基本原理和MATLAB软件操作，旨在帮助学生掌握短路计算方法，并能够运用MATLAB软件解决实际问题。
基于matlab的电力系统短路电流计算
湖北民族学院信息工程学院题目: 基于matlab的电力系统短路电流计算专业：电气工程及其自动化班级： 0308407学号： *********学生姓名：指导教师：2011年6 月1 日信息工程学院课程设计任务书年月日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大，在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故故障，尤其是短路故障，而在分析解决事故故障时要不断的实验，在现实设备中很难实现，一是实际的条件难以满足；二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。
考虑这两种情况，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，而MATLAB软件中的SIMULINK是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成开发环境，是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具，为解决具体的工程问题提供了更为快速、准确和简洁的途径。
关键词：短路电流计算，MATLAB，仿真AbstractAlong with the development of the electric power industry, the scale of the power system is more and more big, in this case, many large power research is difficult to, especially in the power system, equipment and personnel to the harm such as the biggest accident, especially fault fault location, and on the analysis of the accident to solve the fault of the experiment, in the reality constantly in equipment, it is difficult to accomplish a is practical conditions to meet; The security of the system from the perspective is not allowed in the experiment. Consider the two kinds of circumstances, for one of the most close to power system actual the operation condition of digital simulation tool is very important, and MATLAB software SIMULINK is used for the dynamic system modeling, simulation and analysis of the integrated development environment, is combined with the block diagram interface and interactive simulation of nonlinear dynamic system ability of simulation tools, to solve the specific engineering problem, provides a more rapid, accurate and simple way.Keywords: short-circuit current calculation, MATLAB, the simulatio目录摘要 (4)1 概述 (6)1.1短路产生的原因 (6)1.2短路的危害 (6)1.3短路故障分析的内容和目的 (6)1.4防范短路电流的措施 (6)2短路计算 (8)2.1简单不对称故障的分析 (8)2.2短路电流的计算过程 (8)2.2.1选择基准值 (10)2.2.2计算系统各元件阻抗标幺值 (10)2.2.3求短路电流的周期分量及冲击电流 (10)3用MA TLAB计算短路电流 (12)3.1MA TLAB简介 (12)3.1.1MATLAB应用 (12)3.2Simulink简介 (12)3.2.1Simulink功能 (13)3.2.2Simulink特点 (13)3.3用MATLAB计算短路电流的实现 (14)3.3.1短路计算内容概述 (14)3.3.2电力系统短路电流计算仿真运行 (15)3.3.3仿真参数设置 (15)3.3.4仿真结果 (16)4 总结 (18)参考文献 (19)1 概述1.1短路产生的原因(1）.元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等，(2).气象条件恶化例如雷击造成的闪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(3).违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；(4). 其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序电力系统短路故障分析是电力系统设计和运行过程中非常重要的一环。
短路故障会导致电力系统各个部分的电压、电流和功率的突然变化，对设备的保护和稳定运行产生不利影响甚至引起事故。
因此，进行短路计算和故障分析非常必要。
MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化工具，对于电力系统短路计算和故障分析也可以发挥重要的作用。
下面将介绍如何使用MATLAB设计一个简单的电力系统短路计算程序。
首先，我们需要建立一个电力系统的模型。
电力系统可以用图模型表示，其中节点表示发电机、变压器、负荷等设备，边表示导线、变压器等电力连接。
我们可以使用MATLAB中的图模型工具箱创建电力系统模型，并且设置各个节点和边的属性，例如电压、电流、阻抗等。
然后，我们需要编写短路计算程序。
短路计算可以分为对称故障和不对称故障两种情况。
对称故障是指短路故障发生在电力系统的正常运行条件下，例如三相短路。
不对称故障是指短路故障发生在电力系统的不正常运行条件下，例如单相接地短路。
对于对称故障，我们可以使用节点电流法进行计算。
首先，应用基尔霍夫电流定律，根据电压和阻抗计算电流。
然后，根据节点电流方程和电流方程计算电流分布。
最后，根据电流分布计算短路电流和故障点的电压。
对于不对称故障，我们可以使用仿真方法进行计算。
首先，需要设置故障位置和故障类型，例如A相到地短路。
然后，根据故障位置和类型修改节点和边的参数，例如将故障位置的阻抗设置为零。
最后，使用数值方法求解电力系统的动态响应，得到短路电流和故障点的电压。
在MATLAB中，可以使用矩阵运算和数值求解函数实现短路计算。
例如，可以使用矩阵乘法和矩阵求逆函数计算节点电流和电流分布。
可以使用ODE求解器求解动态响应方程。
可以使用MATLAB的绘图函数绘制电力系统的电流分布和故障点的电压。
总结起来，电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计涉及建立电力系统模型、编写短路计算程序并使用MATLAB的数值计算和数据可视化工具进行计算和分析。
基于Matlab的电力系统短路电流分析与仿真
ｓ ｔ ｙｓｅｍ ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｍ ａ ｌ ｂ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ； ｉ ｐ ｗｅ Ｓ ｓ ｅ ｓ Ｓ ｏ ｔｃ ｒ ｕ ｔｃ ｒ ｅ ｔ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔａ ； ｉ ｌ ｔｏ Ｓ ｍ ｏ ｒ ｙ ｔ ｍ ： ｈ ｒ ． ｉｃ ｉ ｕ ｒ ｎ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｃ
ｌ 引言
值 或 百 分值 给 出 的 ，而 在 进 行 电力 系 统 计 算 时 ，必 须取 统 一 的 基 准 值 ， 所 以要 将 原 来 的 以本 身 额 定 值 为基 准 值 的 阻抗 标 么 值 换 算 到 统 一 的基 准 值 。 一般 先选 定 基 准 容 量Ｓ和 基 准 电 上 ｕ。 而在 工 程 设 计 中通 常 取 Ｓ ＩＯ Ｖ・ ，Ｕ＝ Ｋ。 Ｏ Ｍ Ａ ｕ，其 中 ｕ为 ： 短 路 点 的短 路 计 算 电压 。 冈此 ：
十 分 严 重 的 ， 有 必 要 进 行 短 路 计 算 。而 短 路 电 流计 算 是 一
项复杂而又责任重大 的工作 ，这些 工作历来 南技术人员手
工 计 算 完 成 ，误 差 比较 难 免 ， 因 而一 个 完 整 的 工 作 必 需 要
基准电流为：
基准电抗为：
瓦ｄ Ｓ ： Ｓ ｄ
Ｓ ｏ ｔｃｒ ｕ ｔＣｕ ｒ ｎｔ ａｙ ｉ ｎｄＳｉ ｕｌｔｏ ｓ ｄ ｏ ａ ｌｂ Ｐｒ ｇ ａ ｓｔ ｈ ｅ ｅＰ ｗｅ ｙ ｔｍ ｆＳ ｏ ｔｃｒ ｕ ｔ ｈ ｒ ｉｃ ｉ ｒ ｅ Ａｎ ｌｓｓａ ｍ ａ ｉ ｎＢａ ｅ ｎ Ｍ ｔａ ｏ ｒ ｍ ｏ Ａｃ ｉｖ ｏ ｒＳ ｓｅ ｏ ｈ ｒ —ｉｃ ｉ Ｃｕ ｒ ｎ ａ ｙ ｉ ｎｄ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｒｅ ｔ ｎ Ａ ｌ ｓｓ ａ ｉ ｌ ｔｏ
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计电力系统短路故障可分为三相对称短路故障(three-phase balanced faults)和不对称短路故障(unbalanced faults )。
不对称短路故障又分为单相接地短路故障(single line-to-ground fault)、两相短路故障 (line-to-line fault)以及两相接地短路故障(double line-to-ground fault)。
根据故障分析结果可以对继电保护装置、自动装置进行整定计算，我们可以建立算法来形成节点阻抗矩阵,利用节点阻抗矩阵来计算短路故障情况下的节点电压和线路电流。
一、三相对称短路故障进行三相短路计算需要两个程序：zbuild /zbuildpi和symfault程序，zbuild、zbuildpi用来在MATLAB中形成节点阻抗矩阵，symfault用来计算三相对称故障。
Zbus=zbuild(zdata)这里的参数zdata是一个(e×4)阶矩阵，e是拓扑图的总支路数目。
第一列和第二列为元素两端的节点编号，第三列和第四列分别是线路的电阻、电抗的标幺值。
连接在0节点和发电机节点之间的发电机阻抗可能是次暂态电抗、暂态电抗或同步电抗，而且这个矩阵中还包含并联电抗器和负荷阻抗。
Zbus=zbuildpi(linedata,gendata,yload)这个函数与潮流计算程序是相容的，第一个参数linedat a与潮流计算程序中的文件是一致的。
第一列和第二列为节点编号；第三列到第五列分别是线路的电阻、电抗以及1/2线路电纳值，这三项都为在统一基准容量下的标幺值；最后一列是变压器分接头位置，对线路来说，必须输入1；线路无输入顺序。
发电机参数不包含在Linedata参数中，而是包含在第二个参数gendata中，gendata是一个g×4阶矩阵,g是发电机总数。
第一列和第二列为0节点、发电机节点编号，第三列和第四列为发电机的暂态电阻和暂态电抗。
电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析
电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析电力系统短路故障是电力系统中常见且严重的问题之一、对电力系统中的短路故障进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解和解决该问题。
本文将介绍基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析的方法。
首先，短路故障是电力系统中电流异常的一种形式，通常由设备故障或外部因素引起。
为了进行仿真，首先需要建立电力系统的数学模型。
在MATLAB中，可以使用节点或支路的导纳或阻抗矩阵来表示电力系统。
通过建立节点或支路的导纳矩阵，可以描述电力系统的电流和电压之间的关系。
其次，在进行短路故障仿真之前，需要确定故障类型和故障位置。
常见的短路故障类型包括对地短路、相间短路和两相短路等。
对于不同类型的短路故障，需要采用不同的电力系统边界条件来进行仿真。
然后，在进行短路故障仿真时，还需要考虑电力系统中各种设备的参数和特性。
这包括发电机、变压器、负载和传输线等设备的电流、电压和功率参数。
将这些参数考虑在内，可以更真实地模拟电力系统中的短路故障情况。
最后，在MATLAB中进行电力系统短路故障仿真后，可以对仿真结果进行分析和评估。
通过分析仿真结果，可以了解短路故障对电力系统的影响，并寻找解决故障的方法。
例如，可以通过改进保护装置或调整系统参数来减少短路故障对电力系统的影响。
综上所述，基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析方法可以帮助工程师更好地理解和解决电力系统中的短路故障问题。
通过建立电力系统的数学模型，确定故障类型和位置，并考虑设备的参数和特性，可以进行准确的仿真。
通过分析仿真结果，可以找到解决故障的方法，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。
基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析
基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其重要性不言而喻。
因为电力系统中涉及到高压、大电流的电力传输，因此电力系统故障问题一直是一个备受关注的话题。
电力系统中最常见的故障就是电路短路，而由于电力系统的复杂性，短路故障对电力系统的影响也是非常大的。
因此，电力系统短路故障的分析和解决是电力工程领域中的一个重要课题。
近年来，随着计算机软件的发展，电力系统的短路故障分析也得到了很大的改善。
其中，MATLAB 是一款功能强大的科学计算软件，非常适合用于电力系统短路故障的分析。
下面将简要地介绍基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析的相关内容。
1. 电力系统短路故障的原理电力系统是由发电机、变电站、输电线路和配电系统等构成的。
在电力系统运行中，如果电力系统中的设备、绝缘体或接触件出现损坏，会导致电路的短路。
短路的本质是电路中存在低阻值路径，通常都伴随着大电流流动，这些特点使得短路故障非常危险。
短路故障一般分为单相短路和三相短路两种类型，其中三相短路是最为常见和严重的，因此本文主要讨论三相短路的分析方法。
2. MATLAB 程序设计介绍MATLAB 是一种基于矩阵运算和数值计算的高级工具，是进行科学计算和工程仿真的重要环境。
该软件具有强大的计算功能和友好的交互式界面，可以帮助电力工程师进行复杂的计算和仿真，从而更好地分析电力系统的短路故障。
下面将介绍 MATLAB 中电力系统短路故障分析的实现方式。
3. 电路模型及参数定义在 MATLAB 中进行电力系统短路故障分析前，需要先定义电路模型，即将电力系统抽象为一个电路图。
在电路图中，每个设备用阻抗、电抗和电感等元器件来表示，这些元器件的参数需要根据实际电路的物理特性来确定。
例如，发电机可以表示为电压源模型，输电线路可以表示为电阻、电感和电容模型，而负荷则可以表示为电阻模型等。
将这些元器件通过连线连接起来，就可以得到电力系统的电路模型，从而进行短路故障分析。
华中科技大学电气09级《电力系统分析》课程设计报告
（仅供参考学习之用，请勿抄袭）此为16开的纸张，打印的时候直接缩放到A4规格，不需要重新排版。
2011-2012第二学期课程设计电力系统短路故障的计算机算法程序设计姓名学号班级电气09xx班指导教师王丹老师目录一、课程设计说明 (3)二、选择所用计算机语言的理由 (3)三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明 (4)四、三道计算题及网络图 (8)五、设计体会 (15)六、参考文献 (16)七、附录（主程序及其注释） (17)电分课设报告一、课程设计说明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使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。
所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的“短接”。
在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。
如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统是发生了短路故障。
在三相系统中，短路故障可分为两大类：即对称短路（三相短路）和不对称短路（两相短路、两相接地短路、单相接地短路）。
其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。
所以我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。
二、选择所用计算机语言的理由我使用的是第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，它的优点如下：1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。
MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。
由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。
可以说，用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。
2）运算符丰富。
由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。
3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。
基于MATLAB的电力系统短路故障的仿真报告
《电力系统建模及仿真课程设计》总结报告课题名称基于MATLAB的电力系统短路故障的仿真与分析姓名学号院系班级指导教师摘要基于Matlab最重要的组件之一Simulink中的电力元件库（SimPowerSystems）构建电力系统仿真模型，在Matlab的平台下仿真电力系统为工程设计和维修提供依据重要的依据，同时也为电力研究带来大大的便利，利用Simulink中的画图工具搭建电力系统模型也是进行电力系统故障分析的常用方法，它让电力研究者从大量繁琐的理论分析及复杂的矩阵计算中解脱出来，让庞大的电力系统很直观的呈现在研究者的面前，从而将庞大的电力网搬进了办公室，为研究带来了巨大的便利。
简要介绍了电力系统模型和MATLAB/ SIMULINK中SimPowerSystems (电力系统元件库) 的主要功能. SimPowerSystems 是专门为电力系统设计的仿真分析软件,在对其基本元件进行介绍后,在仿真平台上,通过对一个简单的电力系统输电线路的短路故障进行设计、仿真、分析,得到了理想的仿真效果.关键词： Matlab SimPowerSystems 短路电流计算仿真Simulation and Analysis of Power System Short Circuit FaultBased on MatlabZhang Jun-yueCollege of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No:070544037Tutor: Wu YanAbstract: The article describes the basic characteristics of Matlab /Simulink and the basic method and process of applying Matlab in the simulation of power system. Matlab SimPowerSystems Block set is used to build a model of single-machine infinity-bus system and simulate various fault of power system. The results show that the simulation waveform is in line with theoretical analysis and Matlab is a valid tool for the simulation of power system fault. By the contrast and analysis of different short circuit faults, we can obtain a result that the three-phase short circuit fault is the worst situation in the faults of power system. So this situation should be avoided as far as possible in manufacture. Also, by the contrast and analysis of the fault resolution time, we know that clearing the short circuit fault on a minimal time is one way to guarantee the power system running regularly and reduce the loss.摘要 (2)1 引言 (4)2 电力系统模型 (4)短路产生的原因有很多，主要有以下几个方面： (5)短路的危害 (5)短路故障分析的内容和目的 (6)3 电力系统仿真模型的建立与分析 (6)3.1 电力系统仿真模型 (7)3.2 仿真参数设置 (8)3.3 仿真结果分析 (11)3.3.1A.B.C三相短路 (11)3.3.2 A相接地短路 (14)3.3.3 A,B两相短路 (16)3.3.4 A,B 两相接地短路 (19)4 结论 (22)5 参考文献 (22)6 心得体会 (23)1 引言为了保证电力系统运行的功能和质量，在设计、分析和研究时必须保证系统的静态和动态特性。
华中科技大学电力系统综合实验报告
表格 1 短路切除时间 0.5s 单相接地短路实验数据 表格 2 短路切除时间 0.5s 两相相间短路实验数据电力系统综合实验报告第一部分 综合实验台1、实验目的通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻 炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。
实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在 前一阶段的学习中对相关内容的掌握。
2、实验原理与接线电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见 《电力系统分析》一书相关章节内容。
3 单相接地短路： =( 1+ 2 + 0) 3两相相间短路： =( 1 + 2) 2// 0两相接地短路： = 3 1 ‒ 2 +三相对称短路： =( 1)• (1 + 2// 0 )如下图 1 实验接线模拟了单机无穷大系统。
图 1 单机无穷大系统3、实验结果与数据分析⑴、不同故障类型对短路电流影响在下表中根据 QF1~QF6 的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。
XL1 接入双回线 运行、XL2 接入双回线运行。
表格3短路切除时间0.5s两相接地短路实验数据表格4短路切除时间0.5s三相短路实验数据1）在各种不同类型的短路中，系统以双回线运行时短路电流较系统单回线运行时短路电流更大，与序网分析结果一致。
2）在各种不同类型的短路中，XL1接入时短路电流相对XL2接入时短路电流更小，以单相短路为例进行分析，可知接入XL阻抗越小，短路电流越大。
判断实验台设置中XL1大于XL2。
3）对比各组实验数据，发现短路电流大小在不同短路类型中呈现有以下关系。
两相相间短路>两相接地短路>三相接地短路>单相接地短路根据相关实验原理分析，由于1≈2≫0，一般有三相接地短路>两相接地短路>单相接地短路>两相相间短路。
实验台中元件参数不可测量，经分析判断本次实验中负序阻抗偏小导致了两相短路电流偏大的现象发生。
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华中科技大学电力系统分析课程设计报告基于matlab的短路电
流计
2021-2021第二学期课程设计
电力系统短路故障的计算机
算法程序设计
姓名
学号
班级
指导教师张凤鸽
1
目录
一、课程设计说明?????????????????3 二、选择所用计算机语言的理由???????????3 三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明?????5 四、三道计算题及网络图?????????????9 五、设计体会???????????????????21 六、参考文献???????????????????22 七、附录（主程序及其注释）????????????23
2
电分课设报告
一、课程设计说明
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短路计算的程序，加深对电力
系统短路计算的理解，同时培养自己在计算机编程方面的能力，提示自我的综合素质。
短路电流（short-circuit current）电力系统在运行中，相与相之间或相与地
（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。
其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路
电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。
大容量电力系统中，短路电流可达数万安。
这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两
相对地短路。
其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。
所以我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。
二、选择所用计算机语言的理由
MATLAB是一套功能强大的工程计算软件，被广泛的应用于自动控制、机械设计、流体力学和数理统计等工程领域。
工程技术人员通过使用MATLAB提供的工具箱，可以高效的
求解复杂的工程问题，并可以对系统进行动态的仿真，用强大的图形功能对数值计算结果
进行显示。
MATLAB是必备的计算与分析软件之一，也是研究设计部门解决工程计算问题的重要工具。
我这次选用的是MATLAB Ｒ２００９ｂ计算软件。
MATLAB实现的优势:
MATLAB语言有不同于其他高级语言的特点，被称为第四代计算机语言。
正如第三代计算机语言如FORTRAN与C等使人们摆脱了对计算机硬件的操作一样，MATLAB语言使人们从繁琐的程序代码中解放出来。
它的丰富的函数是开发者无需重复编程，只要简单地调用和
使用即可。
MATLAB语言最大的特点是简单和直接。
MATLAB语言的主要特点有：
1．编程效率高
3
MATLAB语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序，且比BASIC、FORTRAN和C等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用MATLAB编写
程序犹如在演算纸上排列公式与求解问题。
因此，也可通俗地称MATLAB语言为演算纸式
科学算法语言。
由于它编程简单，所以编程效率高，易学易懂。
2．高效方便的矩阵和数组运算
MATLAB语言像BASIC、FORTRAN和C语言一样规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符及赋值运算符，而且这些运算符大部分可以毫无改变的照搬到数
组建的运算中。
有些如算术运算符只要增加“.”就可以用于数组建间的运算。
另外，它
不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解数字图像处
理问题时显得大为简洁、高效、方便，这是其他高级语言所不能相比的。
3．用户使用方便
MATLAB语言是一种解释执行的语言(在没有被专门的工具编译之前)，它灵活、方便，起跳时程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。
人们用任何一种语言编程和调试一
般都要经过四个步骤：编辑、编译、连接，以及执行和调试。
各个步骤之间是顺序关系，
编程的过程就是在他们之间作瀑布型的循环。
MATLAB语言与其它语言相比，较好的解决了上述问题，把编辑、编译、连接和执行融为一体。
它能在同一画面上进行灵活操作，快速
排除输入程序的书写错误、语法错误甚至语义错误，从而加快了用户编写、修改和调试程
序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比VB还要简单的语言，更不用谈C和C++。
4．扩充性强，交互性好
MATLAB语言有丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可以直接调用，且这些库函数同用户文件在形式上一样，所以用户文件也可以作为MATLAB的库函数来调用。
婴儿，用
户可以根据自己的需要方便的建立和扩充新的库函数，提高MATLAB使用效率和扩充它的
功能。
另外，为了充分利用FORTRAN、C等语言的资源，包括用户自己编好的FORTRAN、C
语言程序，通过建立M文件的形式，混合编程，方便地调用有关的FORTRAN、C语言子程序，还可以在C语言和FORTRAN语言中方便的使用MATLAB的数值计算功能。
良好的交互
性增加了代码的重用性。
综上所述，MATLAB最适用的范围是科学计算，对于本文需要处理矩阵运算来实现图像处理算法来说，MATLAB再合适不过了。
MATLAB实现的缺点:
4
然而，较之于C语言MATLAB也有自己的劣势。
1．循环运算效率低
MATLAB中所有的变量均为向量形式，这样一方面在对向量进行整体的计算时，表现出其他语言难以相比的高效率，但是对于向量中的单个元素，或是将向量作为单个的循环变
量来处理时，其处理过程相当复杂．解决的办法之一是尽量发掘处理数据中的向量特征。
另一种办法是利用MATLAB的扩展特性，将迭代过程和其他的循环过程放在“低级”语言
中来实现。
2．封装性不好
一方面，所有的变量均保存在公共工作区中，任何语句都可以调用。
另一方面作为一件完备的软件，而不是实现算法的程序，编程人员需要花相对多的时间考虑如何设计用户界面。
虽然，MATLAB提供了一定量的交互界面制作途径如GUI等，但是作为一件真正的商品，最终的代码将不可避免的移植到较为“低级”的语言中，例如C、C++。
综合MATLAB的优劣，选择MATLAB作为编程的平台，实际上是编程效率和程序运行效率两者之间的妥协。
在现阶段，对图象处理后的运行结果有严格要求，而对运行时间没有特别的限定。
因此选择MATLAB来编程便无可厚非了。
而更重要的是，由于MATALAB编程简单易行，我们可以很方便的对现有的算法进行改进。
作者在编程的过程中充分体会到了这一优势。
三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明
算法说明：
利用节点阻抗矩阵计算短路电流如图所示，假定系统中的节点f经过过渡阻抗发生短路。
对于正常状态的网络而言，发生短路相当于在故障节点f增加
?。
因此，网络中任一节点i的电压可表示为： ?I了一个注入电流 f
??Vi?Zj?Gij??ZI?Ijiff 由式可见，任一节点电压i的电压都由两项叠加而成。
第一项是当时由网络内所有电源在节点i产生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下(0)? V的节点电压，记为。
第二项是当网络中所有电流源都断开，电势源都短接i? 在节点i产生的电压。
这两个分量的叠加，就等于发生I时，仅仅由短路电流
f短路后节点i的实际电压，即
(0)???Vi?Vi?ZifIf5
感谢您的阅读，祝您生活愉快。