【文章內(nèi)容簡介】 1:K ① ③ ⑤ 圖6 追加變壓器連支 網(wǎng)絡增加了一個節(jié)點⑤,設其注入電流為,從原網(wǎng)絡看,節(jié)點③的注入電流為,所以有 　　　　　　　另外還有　　　　　　　　經(jīng)過整理后可得 （310）由此可見，追加變壓器樹支和追加普通樹支支路相似，只是在新增行，列的元素分別乘變比K，新對角元素乘以。（2） 追加變壓器連支 如圖7所示，追加變壓器連支(3,4)，假設由節(jié)點④流入理想變壓器的電流為I，則由變壓器支路流入節(jié)點③的電流為KI，從原網(wǎng)絡看，節(jié)點③的注入電流為，節(jié)點④的注入電流為，則： 　　　　 另有： 即，把，代入整理后得 所以得： （311)前面已經(jīng)討論的都是變壓器的漏抗歸算至低壓側。如果變壓器的漏抗歸算至高壓側，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 。 ② ④ 1：K ① ③ 圖7 追加變壓器連支３． 節(jié)點編號順序及優(yōu)化電力網(wǎng)絡有很多節(jié)點，在形成阻抗矩陣時，不同的編號順序往往會有不同的復雜程度。因此，因此有必要對節(jié)點進行優(yōu)化。這是由于大型網(wǎng)絡多為稀疏矩陣，為了提高運算速度，要求矩陣進行非零存儲。不同的編號順序對矩陣復雜程度不一樣。 支路追加法形成阻抗矩陣的原理框圖在以上形成阻抗矩陣的介紹中，主要講解了形成矩陣的過程。在實際的計算中往往也是很復雜的。采用一定的計算機語言編程可以很簡單的形成阻抗矩陣。這里同樣也要簡化實際的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡。就電力系統(tǒng)而言，尤其就三相短路而言，往往會考慮獨立節(jié)點數(shù)，支路數(shù)等因素。在采用Ｍatlab編程時，必須建立簡潔有效的流程圖。通過支路追加法可以形成阻抗矩陣。以下是采用支路追加法阻抗矩陣形成的原理框圖。N 不接地QM?P=0？取線路參數(shù)P、Q、Z=R+JX輸入N、NL；M=0、矩陣B開　機QM?Z為新對 角元；矩陣 加 一 階矩陣暫時加一階，負Q行為新行，負Q列為新列，Z（P，P）+Z為新對角元矩陣增加一階P行為新行，P列為新列，Z（P，P）為新對角元矩陣暫時加一階，P行Q行為新行，P列Q列為新列，Z（P，P）+Z（Q，Q）Z（P，Q）Z（Q，P）+Z為新對角元消元否M=M+1停 機M=N消 元接地 YN連支Y樹支N連支Y樹支YNN　　 圖8 形成阻抗矩陣的原理框圖圖中：n——獨立節(jié)點數(shù)；n1——支路數(shù)；p——追加支路的起始節(jié)點；q——追加支路的終點節(jié)點；B——由支路參數(shù)形成的矩陣　　　　 　　　 電力系統(tǒng)三相短路電流的計算 三相對稱短路電流計算的基本方法在通常運行情況下，電力系統(tǒng)三相電路可認為是三相對稱的，這里只要給出某一相的數(shù)值就可以推算出其它兩相的值。因此可以利用單相電路來求解三相電力系統(tǒng)的相關值，即將有關形接法的三相電力網(wǎng)絡元件轉換成等效的形接法后，就能求其一臂的單相值。Ａ　　?。摹?Ａ　　　Ｄ D DＢ　　　R=0?。拢? R=0　Ｃ （a)　　　　　　　?。╞)　　　 （c)　　　 （d） 圖9 三相對稱短路 三相對稱短路的一種計算方法就是在電力系統(tǒng)三相的同一點D上直接短接或經(jīng)一很小的阻抗（如電弧電阻）三相短接（圖9（a）和（b））。在單相電路圖上就是在短路點D直接接地或經(jīng)一電阻R接地（圖9(c)和（d））?？蛇@種短路故障并不破壞整個網(wǎng)絡的對稱性，因此對稱短路的計算與通常的對稱三相電路的計算沒有什么本質(zhì)區(qū)別。然而，在計算短路電流時，應考慮由于短路而發(fā)生系統(tǒng)參數(shù)突變時，因磁鏈守恒的原因，發(fā)電機的次暫態(tài)電勢（或在無阻尼繞組發(fā)電機中的暫態(tài)電勢）保持不變。這個在突變前后保持不變的虛擬電勢，相當于在各發(fā)電機次暫態(tài)電抗（或暫態(tài)電抗）后的電勢，可以根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行方式的計算（潮流計算）結果，按各發(fā)電機的負荷電流和端電壓算出。然后，利用這電勢進行t=0秒時的短路電流計算。在計算對稱短路時，上述次暫態(tài)電勢經(jīng)過發(fā)電機阻抗加于電網(wǎng)中響應的發(fā)電機母線節(jié)點i。可是，這種方法會使一臺發(fā)電機增加一個節(jié)點。由于通常用節(jié)點注入電流當作已知條件，因此可將電壓源等值電路用電流源等值電路來取代。這樣發(fā)電機電勢的作用就相當于在其母線的節(jié)點上加入一個數(shù)值等于的電流，同時在此節(jié)點上對地并聯(lián)一個阻抗，其數(shù)值等于發(fā)電機的阻抗，這樣就能使網(wǎng)絡節(jié)點個數(shù)不改變。在進行短路電流計算時，一般用恒定阻抗表示各節(jié)點的負荷。負荷的阻抗值可按下式求得 （）式中為故障前負荷節(jié)點的電壓；為故障前負荷電流；，為負荷的有功功率和無功功率。(a)D(b)D 1 圖10 重迭原理的應用 因為一般負荷電流較短路電流要小得多，所以在簡化的短路電流計算中可以忽略負荷電流的影響，這時就可以不計算節(jié)點的負荷阻抗。另一種計算方法是應用重迭原理，即將故障后的網(wǎng)絡狀態(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），即正常運行方式的計算結果；還有一種情況是各發(fā)電機電勢均等于零，而僅在故障點D加一電勢，該電勢值剛好與第一種情況下故障點D的電壓值相等，但極性相反，如圖9（b）所示。這樣，當兩種情況迭加時，剛好使故障點D的電壓在單相圖中等于零，即相當于三相短路。按第二種情況計算所得的電流即短路電流中的故障分量，與第一種情況的計算結果迭加起來，就可得到總的短路電流。 用節(jié)點阻抗矩陣計算三相短路電流有n個節(jié)點的電力系統(tǒng)，其阻抗型參數(shù)方程為： （） 當某一節(jié)點發(fā)生三相故障時，相當于在此接點接上故障阻抗，流過的故障電流，其參考方向（流向）地，其他節(jié)點沒有外接電路，所以其注入電流為零。設在節(jié)點k發(fā)生三相故障，故障阻抗為時，其邊界條件 （）所以故障電流為 （）因而可以求出各節(jié)點電壓 （）各節(jié)點電壓求得后，可按下式求各支路電流 （）式中，為連接節(jié)點i與j的支路阻抗。在略去輸電線電容的條件下，支路電流也就是輸電線電流?！瑥氖街锌吹疆?給定后，只需知道節(jié)點的開路電壓和阻抗矩陣中的元素，就可以求出需要的結果。節(jié)點的開路電壓可以由正常的潮流計算得出，在近似計算中。阻抗矩陣中的所有元素可以用支路追加法求得。當這些量都已求出并儲存于計算機中，計算短路電流的工作就很簡單了。輸 入 數(shù) 據(jù)選 擇 故 障 點形 成 網(wǎng) 絡 節(jié) 點 阻 抗 矩 陣用式 計算短路電流用式 計算各節(jié)點電壓用式 計算指定各支路的電流輸 出 結 果 圖11 用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流的原理框圖 圖11給出了用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流的一般原理框圖。不難理解，只要形成了網(wǎng)絡的節(jié)點阻抗矩陣，計算任一點短路電流，短路后各點電壓及電流的分布是很容易的，計算工作量很小。因此，它適用于多節(jié)點網(wǎng)絡的短路電流計算。但用節(jié)點阻抗矩陣計算也有缺點，節(jié)點阻抗矩陣是滿陣，故要求計算機內(nèi)存貯量要大，從而限制了計算網(wǎng)絡的規(guī)模?？傊?用此方法計算復雜電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的故障短路電流將會更加高效和準確. 4．電力系統(tǒng)三相短路電流計算機算法的實現(xiàn) 算法語言的選擇與介紹本設計是基于阻抗矩陣的對稱電流的計算。這里采用Ｍatlab語言編程實現(xiàn)計算三相對稱短路電流，從而實現(xiàn)了對稱短路電流的計算機算法。本文之所以選?。蚢tlab