【正文】 該算法實(shí)用Matlab語言進(jìn)行編程，因此該算法更適于復(fù)雜的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。論文只是針對(duì)設(shè)計(jì)過程中涉及到的一些關(guān)鍵理論進(jìn)行了探討和研究。5 總 結(jié)本論文主要是針對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算三相對(duì)稱短路電流。 T1 L T2 110kV T3 G1 G2 220kV LD f(3) 10kV 令=100MVA，=，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算得: 名稱電流/kA 表2 短路電流計(jì)算結(jié)果 結(jié)論通過以上的驗(yàn)證，可以得出計(jì)算機(jī)算法與計(jì)算計(jì)算曲線法完全一樣。如下圖所示，若110kV側(cè)發(fā)生短路，試求：（1）短路點(diǎn)起始次暫態(tài)電流（2）各發(fā)電機(jī)的起始次暫態(tài)電流(3)短路點(diǎn)的沖擊電流。（9）選擇故障點(diǎn)；（10）求短路點(diǎn)電流； （11）求網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的電壓； （12）求網(wǎng)絡(luò)中各支路電流； （13）結(jié)束程序。其中程序中沒有做過多的說明，難免晦澀?？傊?，在計(jì)算三相對(duì)稱短路電流時(shí)，該軟件以強(qiáng)大的功能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了阻抗矩陣的算法。另一方面，該軟件比較容易學(xué)習(xí)，而且它編程起來也更容易。本文之所以選?。蚢tlab語言，是因?yàn)樵撥浖Z言的開發(fā)主要用于概念設(shè)計(jì)算法的開發(fā)，建模仿真，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的理想軟件。因此，它適用于多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算。阻抗矩陣中的所有元素可以用支路追加法求得。設(shè)在節(jié)點(diǎn)k發(fā)生三相故障，故障阻抗為時(shí)，其邊界條件 （）所以故障電流為 （）因而可以求出各節(jié)點(diǎn)電壓 （）各節(jié)點(diǎn)電壓求得后，可按下式求各支路電流 （）式中，為連接節(jié)點(diǎn)i與j的支路阻抗。另一種計(jì)算方法是應(yīng)用重迭原理，即將故障后的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)看成是兩種情況的迭加，一種是故障前的狀態(tài)，見圖9（a），即正常運(yùn)行方式的計(jì)算結(jié)果；還有一種情況是各發(fā)電機(jī)電勢(shì)均等于零，而僅在故障點(diǎn)D加一電勢(shì)，該電勢(shì)值剛好與第一種情況下故障點(diǎn)D的電壓值相等，但極性相反，如圖9（b）所示。這樣發(fā)電機(jī)電勢(shì)的作用就相當(dāng)于在其母線的節(jié)點(diǎn)上加入一個(gè)數(shù)值等于的電流，同時(shí)在此節(jié)點(diǎn)上對(duì)地并聯(lián)一個(gè)阻抗，其數(shù)值等于發(fā)電機(jī)的阻抗，這樣就能使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)不改變。然后，利用這電勢(shì)進(jìn)行t=0秒時(shí)的短路電流計(jì)算。在單相電路圖上就是在短路點(diǎn)D直接接地或經(jīng)一電阻R接地（圖9(c)和（d））。以下是采用支路追加法阻抗矩陣形成的原理框圖。這里同樣也要簡(jiǎn)化實(shí)際的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。不同的編號(hào)順序?qū)仃噺?fù)雜程度不一樣。如果變壓器的漏抗歸算至高壓側(cè)，則只需將變化為1/K即可，則在程序中令TN=T（K）或者TN=1/T 。因?yàn)樽儔浩髦凡粫?huì)是接地支路，所以變壓器支路的追加只有兩種可能。 追加變壓器支路在建立阻抗矩陣時(shí),通常電路中含有很多變壓器。則節(jié)點(diǎn)電壓方程式為(39)從上式可以看見,追加連支后,原矩陣的元素不變,暫時(shí)增加的行,列元素分別等于該追加連支的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的行元素之差。其它節(jié)點(diǎn)注入電流不變，則各節(jié)點(diǎn)電壓方程變?yōu)椤　　　⒁陨戏匠淌綄懗删仃囆问綖椤　　　。?8）從上式可以看到，矩陣可以暫時(shí)增加一階，原矩陣的元素不變，新行，列元素分別等于該追加連支的非零節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的行，列元素的負(fù)值；新對(duì)角元素等于該點(diǎn)的自阻抗ｚ。② ④ ⑤ ③ ① ① 圖2 追加接地樹支 (34) （35） （2） 追加樹支（3,5)如下圖3所示,由于網(wǎng)絡(luò)增加了一個(gè)節(jié)點(diǎn)⑤，所以矩陣增加一階，設(shè)節(jié)點(diǎn)⑤的注入電流為，從原網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去，節(jié)點(diǎn)③的注入電流將變?yōu)?，而其它?jié)點(diǎn)注入電流不變，且增加了一個(gè)方程 ：，所以節(jié)點(diǎn)方程改為 寫成矩陣形式為式（36）。 ② ④ ① ③ 圖1 原始網(wǎng)絡(luò)圖下面就分別上述4中情況闡述節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的形成。該方法的特點(diǎn)是：矩陣形成的規(guī)律性很強(qiáng)，易于理解和記憶，而且編程方便。 節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的建立 前面介紹的直接求阻抗矩陣的方法，這在在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中幾乎不可能。由于在一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間總是相互有電磁聯(lián)系，因此當(dāng)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)中注入單位電流時(shí)，而其它節(jié)點(diǎn)開路時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)電壓都不應(yīng)為零。下面總結(jié)了矩陣元素的具體意義：（1） 阻抗矩陣對(duì)角元素，即節(jié)點(diǎn)i自阻抗，在數(shù)值上等于節(jié)點(diǎn)i注入單位電流，其它節(jié)點(diǎn)都在開路狀態(tài)時(shí)，節(jié)點(diǎn)i電壓。這里，我們主要介紹直接求阻抗矩陣的常用的方法。在通常的情況下，假如電力網(wǎng)絡(luò)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，有數(shù)學(xué)知識(shí)知道，可以列出這n個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)學(xué)方程式，然后用矩陣表示： V=ZI ()式中，I為網(wǎng)絡(luò)的電流矩陣，Z為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，V為網(wǎng)絡(luò)的電壓矩陣。3 基于阻抗矩陣的三相短路電流的實(shí)用算法 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)在實(shí)際中是一個(gè)復(fù)雜而龐大的網(wǎng)絡(luò)。把電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)抽象為基本的數(shù)學(xué)計(jì)算模型至關(guān)重要。在電力系統(tǒng)中，尤其是復(fù)雜的系統(tǒng)，基于阻抗矩陣的短路電流計(jì)算更給電流的計(jì)算帶來了新的變化。目前，應(yīng)用計(jì)算曲線法是電力系統(tǒng)的沿用至今的傳統(tǒng)的方法。(3) 比較和評(píng)價(jià)電氣主接線方案時(shí)，可以依據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，確定是否采取限制短路電流的措施，并對(duì)設(shè)備的造價(jià)進(jìn)行評(píng)估，選擇最佳的主接線方式。總之，短路電流的計(jì)算主要目的在于。因此，研究三相短路很有必要。通常我們將短路故障分為:三相短路,兩相短路,單相接地短路以及兩相接地短路。一些地方甚至?xí)：Φ饺说纳踩?。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后,由于電力網(wǎng)絡(luò)總的阻抗大大減少,而電力網(wǎng)絡(luò)的電壓卻不會(huì)改變,這樣會(huì)在電力網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生為正常電流的數(shù)十倍或者幾十倍的電流量值,在這樣的短路電流的沖擊下,整個(gè)電力系統(tǒng)所有的設(shè)備都會(huì)受到嚴(yán)重影響,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。為此，我們不得不研究電力系統(tǒng)中最多最嚴(yán)重的情況：短路。從而實(shí)現(xiàn)基于阻抗矩陣的三相短路電流計(jì)算。(2) 阻抗矩陣的三相短路數(shù)學(xué)模型。IEC標(biāo)準(zhǔn)主要是分析電力系統(tǒng)三相對(duì)稱短路故障，它所采用的發(fā)電機(jī)電流計(jì)算公式與制定計(jì)算曲線相類似。就目前電力系統(tǒng)而言,。電力系統(tǒng)的故障計(jì)算，要求我們掌握電力系統(tǒng)故障計(jì)算時(shí)用到的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算方法，以及計(jì)算方法等多方面的知識(shí)。當(dāng)短路電流流過時(shí)產(chǎn)生的力效應(yīng)和熱效應(yīng)通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力設(shè)備本身所具有的穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度時(shí)，就會(huì)損壞設(shè)備。 在現(xiàn)代社會(huì)生活中,電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)難免會(huì)發(fā)生各種故障。阻抗矩陣在三相對(duì)稱短路電流計(jì)算中的應(yīng)用畢業(yè)論文 1 緒 論 電能是社會(huì)生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)。如何合理有效的安全的利用電能成為了一個(gè)重要課題[1]。這種短路電流對(duì)電力設(shè)備和線路的組成部分造成難以估計(jì)的損害，從而造成巨大的損失。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電子數(shù)字計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中展現(xiàn)著越來越重要的角色。由于數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，我們必須充分考慮問題的主要因素，而忽略一些次要因素；選擇數(shù)值的計(jì)算方法，就要求我們所選用的計(jì)算方法能夠快速而準(zhǔn)確的計(jì)算出正確的結(jié)果；此外為了實(shí)現(xiàn)高效率的計(jì)算，要編制出計(jì)算程序，即將數(shù)學(xué)模型的計(jì)算過程用計(jì)算機(jī)來運(yùn)行實(shí)現(xiàn)，達(dá)到問題的快速有效的解決。在世界上,電力系統(tǒng)三相短路電流的計(jì)算方法主要有歐洲的IEC標(biāo)準(zhǔn)和美國的ANSI標(biāo)準(zhǔn)。 ,利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣推導(dǎo)出電力系統(tǒng)故障時(shí)三相短路的計(jì)算機(jī)算法,其主要內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面:(1) 短路的相關(guān)概述。 另外，本文算法的軟件工作是基于Matlab語言為工具，并且根據(jù)相關(guān)算法編制出具體的算法。我們?cè)诒ＷC電力系統(tǒng)安全，可靠運(yùn)行時(shí)，通常不僅考慮正常情況，而且還要考慮電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的情況，以及帶來的嚴(yán)重后果。（3） 電力部門的工作人員違反工作安全操作流程或者是誤操作等，比如工作人員帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)飛等；（4） 總之,電路的短路故障通常是由于外力,絕緣老化,過電壓,誤操作等因素,有時(shí)候可能因?yàn)橐恍┓浅Ｒ?guī)因素導(dǎo)致短路。（2） 短路將使電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，用電設(shè)備不能正常的工