【正文】 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 37 參考文獻(xiàn) [1]何仰贊，溫增銀 .《電力系統(tǒng)分 析》 .武漢：華中科技大學(xué)出版社 (第三版 ) 2021年 ； [2]汪建 .《電路原理》 . 武漢：清華大學(xué)出版社 , 2021 年 ； [3]于群，曹娜 .《 Matlab/Simulink 電力系統(tǒng)建模與仿真》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 年 1月； [4]王葵 .《電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》 。最明顯的問(wèn)題是 Auto CAD 2021 設(shè)計(jì)電氣主接線的方法不夠熟練，用 PSASP 軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和短路計(jì)算時(shí)，總出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤， 有待 解決。而建模仿真的方法雖然只管，實(shí)現(xiàn)容易，方法簡(jiǎn)便，當(dāng)具體參數(shù)設(shè)置困難，導(dǎo)致計(jì)算精確度不高。最后并且用 matlab/simulink建模仿真方法得到單相短路電流及電壓，驗(yàn)證了程序計(jì)算結(jié)果的正確性。然后制定各序網(wǎng)絡(luò)。 求解對(duì)稱短路時(shí)，先用 軟件畫出等效電路圖，然后用 matlab編程計(jì)算。最后根據(jù)正序等效定則得到各種類型不對(duì)稱短路故障的短路電流。 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 36 設(shè)計(jì)總結(jié) 本課程設(shè)計(jì)解決的核心問(wèn)題有兩個(gè)：一是對(duì)給定系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，二是對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)進(jìn)行短路故障計(jì)算，其中包括對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路。此結(jié)果與上面 編程計(jì)算的結(jié)果 If= 非常接近，從而驗(yàn)證了計(jì)算的正確性。 變壓器和線路參數(shù)設(shè)置： 變壓器的參數(shù)計(jì)算方法： 一次側(cè)電抗： *60000 *100 **100 % 323211 ??? NNsT SVVX 二次側(cè)電抗： *60000115*100 **100 % 323222 ??? NNT SVVsX 即電感： 0 7 3 )50**2/(1 4 3 7 )**2/(21 ??? fpiXL T 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 34 圖 變壓器模塊參數(shù)設(shè)置 圖 輸電線路模塊參數(shù)設(shè)置 短路模塊和負(fù)載模塊的參數(shù)設(shè)置 輸電線路 L：正序電抗 kmX L / ?? ；零序電抗 kmXX LL /*3*3 10 ???? ；線路長(zhǎng)度 L1=105km；頻率為 50Hz，其他采用默認(rèn)值；線路 2 的參數(shù)設(shè)置方法相同。(7)短路電流獲取模塊 multimeter,scope 等。 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 33 短路計(jì)算的 matlab/simulink 模型如下： ： (1)三相電源 120MVA， ； (2)PI 型輸電線路； (3)雙繞組變壓器； (4)三相故障模塊 ThreePhase Fault。 表 各種類型短路時(shí)比例系數(shù)值 單相接地短路代 表 符 號(hào) 短 路 種 類兩相短路直接短接)( nm 經(jīng)阻抗短接兩相接地短路三相短路)1(K)2(K)(K)3(K33120202)(13kkkkkkkkXXXX??)( nm331略單相接地短路代 表 符 號(hào) 短 路 種 類兩相短路直接短接 經(jīng)阻抗短接兩相接地短路三相短路略 根據(jù)以上的討 論，可以得到一個(gè)結(jié)論：簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路電流的計(jì)算，歸根結(jié)底，不外乎先求出系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)正序、負(fù)序和零序等值阻抗（或電抗）；再根據(jù)短路種類的不同而組成附加阻抗 )(nsuZ ，將它接入短路點(diǎn)的正序等值電抗；然后就像計(jì)算三相短路一樣，計(jì)算出短路點(diǎn)的正序電流，從而可以算出其他各序電流、各序電壓，及短路點(diǎn)的三相電流和三相電壓。其值視短路的種類而異。 正序等效定則： 在簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的情況下，短路點(diǎn)電流的正序分量與在短路點(diǎn)后每一相中加入附加阻抗 )(nsuZ 而發(fā)生三相短路的電流相等。),disp(If) 程序運(yùn)行結(jié)果為： 兩相短路電流的正序分量 If1= 兩相短路電流 If= 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 32 注釋：以上程序中的計(jì)算公式都是根據(jù)正序等效定則得到的。 disp(39。兩相短路電流的正序分量 If1=39。 If1=SB/(UB*sqrt(3))*Uf0/(Zkk1+Zkk2)。 SB=120。Zkk2=。 兩相短路 Matlab 程序如下： %兩相短路時(shí)的短路電流計(jì)算 Uf0=。兩相接地短路電流 If=39。),disp(If1) If=m(1,1)*If1。 disp(39。 m(1,1)=sqrt(3)*sqrt(1(Zkk2*Zkk0/((Zkk2+Zkk0)*(Zkk2+Zkk0))))。 IB=SB/(UB*sqrt(3))。 SB=120。Zkk2=。 fZ2aI?0aI?1aI?1n2k 0k2n 0n0aU?1kfZgf ZZ 3?11 afa IZU?? ?2aU?1aU? 圖 單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò) (Zf=Zg=0) 由此圖直接可以求其序電流為 (設(shè)各序阻抗為純阻抗 )： ??????????????????????????????102001020202021)0(1akkkkkkaakkkkkkakkkkkkkkkkaaIXXXIIXXXIXXXXXjUI?????? 進(jìn)而推出： 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 31 ? ?? ? ?????????????????????????????????????????BBakkkkkkkkkkBBaaacBBakkkkkkkkkkBBaaabUSIXXXXXUSIIaIaIUSIXXXXXUSIIaIaI10202202211020220212)(2)2(3j3)(2)2(3j3?????????? MATLAB 程序如下： %兩相接地短路時(shí)的短路電流計(jì)算 Uf0=。 If1=SB/(UB*sqrt(3))*Uf0/(Zkk1+Zkk2+Zkk0) If=3*If1 程序運(yùn)行結(jié)果為： If1 = If = 即發(fā)生單相直接接地短路時(shí)，其短路電流 If=。 SB=120。Zkk2=。 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 29 fZ32aI?0aI?1aI?1n2k 0k2n 0n1aU? 2aU ?0aU?1k 圖 單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò) (Zf=0) 所以有： )3(j 021 0021 fkkkkkk aaaa ZZZZ UIII ?????? ???? BBaBaa USIIII 333 11 ??? ?? MATLAB 程序如下： %單相接地短路時(shí)的短路電流計(jì)算 Uf0=。 根據(jù)對(duì)稱分量法列 a 相各序電壓方程式為 ?????????????00022211)0(100akkaakkaakkkaIZUIZUIZUU??????? 上述方程式包含了六個(gè)未知量，必須根據(jù)不對(duì)稱短 路的具體邊界條件列出另外三個(gè)方程才能求解。 要求： 若 K 處發(fā)生單相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相序圖，求出短路電流；若在 K 處發(fā)生兩相直接接地短路，列出邊界條件并畫出復(fù)合相信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 28 序圖，求出短路電流。負(fù)荷 L2 的正序電抗標(biāo)幺值 )*1(2 ?LX ，負(fù)荷 L2 的負(fù)序電抗標(biāo)幺值 )*2(2 ?LX 。X2L2b=39。),disp(X2L1b) X2L2b=X22*(SB/Sn)。 disp(39。X22=。Sn=40。),disp(X1L2b) %負(fù)荷 2的各序等值電路的電抗標(biāo)幺值。 disp(39。負(fù)荷 1各序參數(shù) X1L1b=39。 X1L1b=X11*(SB/Sn)。X11=。計(jì)算公式： X1L=X1*(SB/Sn) clear SB=120。 負(fù)荷 L1 的負(fù)序電抗標(biāo)幺值NBL SSXX ?? 22)*2(2 。 負(fù)荷 L1 的負(fù)序電抗標(biāo)幺值NBL SSXX ?? 12)*2(1 。),disp(Xl0b) 程序運(yùn)行結(jié)果為： 三 .輸電線的各序電抗 Xl1b= Xl2b= Xl0b= 即有電力線路 l 的正序電抗標(biāo)幺值 )*1( ?lX ，電力線路 l 的負(fù)序電抗標(biāo)幺值 )*2( ?lX ，電力線路 l 的零序電抗標(biāo)幺值 )*0( ?LX 。 disp(39。Xl2b=39。),disp(Xl1b) Xl2b=x0*L*(SB/Uav^2)。 disp(39。Uav=115。x0=。 電力線路 l 的零序電抗標(biāo)幺值2120)*0( 3 navBnavBL USlxUSlxX ?? ??????。 ⑶ 電力線路 l 的各序等值電路電抗標(biāo)幺值： 電力線路 l 的正序電抗標(biāo)幺值21)*1( navBl USlxX ????。XT0=39。),disp(XT2) XT0=XT1。 disp(39。二 .變壓器 T的各序電抗 XT1=39。 XT1=(Uk1/100)*(SB/ST1)。Uk1=。ST2=60。 由于變壓器 T1 和變壓器 T2 的參數(shù)一樣，所以變壓器 T2 的正序電抗、負(fù)序電抗、零序電抗的標(biāo)幺值與變壓器 T1 的正序電抗、負(fù)序電抗、零序電抗相等。 變壓器 T1 的負(fù)序電抗標(biāo)幺值NBkT SSUX ?? 100%)*2( 。),disp(XG2b) 程序運(yùn)行結(jié)果為： 一 .發(fā)電機(jī) 1 的電抗值 XG1b= 發(fā)電機(jī) 2 的電抗值 XG2b= 即有發(fā)電機(jī)的正序電抗標(biāo)幺值 )*1( ?GX ，負(fù)序電抗標(biāo)幺值 )*2( ?GX 。 disp(39。一 .發(fā)電機(jī) 1的電抗值 XG1b=39。 信息工程學(xué)院 (課程設(shè)計(jì) ) 25 XG1b=Xdc1*(SB/Sn)。Xdc1=。 MATLAB 程序如下： %求發(fā)電機(jī)參數(shù)的標(biāo)幺值 ,計(jì)算公式： X=Xd1*(SB/SGN) clear Sn=120。 發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗標(biāo)幺值NBdG SSXX ???? 2)*2( 。所以將元件參數(shù)和變量歸算至基本級(jí)為： ?????????????BbavbavBSUYYUSZZ22 而求取電力系統(tǒng)各元件（發(fā)電機(jī) G、變壓器 T、電力線路 l、電抗器 L）電抗的標(biāo)么值的計(jì)算公式如下： ? ?navBnavBNNLLnavBlNBTTNBGGBBNNLLBBlBBNNTTBBNNGGUUUIIUXXUSlxXSSXXSSXXUIIUXXUSlxXUSSUXXUSSUXX????????????????????????????????????????????????????????2*21****21*22*22*3100( % )100( % )100( % )100( % )100( % )100( % ) 各元件各序等值電路電抗標(biāo)幺值的計(jì)算 選取 110kV 為電壓基本級(jí)，在電力系統(tǒng)暫態(tài)分析中，等值電路中的電阻可以忽略不 計(jì)，所以有以下結(jié)論。標(biāo)幺值的定義為： 相應(yīng)的基準(zhǔn)值 有名值標(biāo)幺值 ? 本設(shè)計(jì)中 120?BS MVA， BU 和所 在級(jí)平均額定電壓 bavU? 相等。 式中， K K …K n 為變壓器的變比； R’、 X’、 G’、 B’、分別為歸算前的有名值； R、 X、 G、 B、分別為歸算后的有名值。在作整個(gè)電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖時(shí)，必須將 其不同電壓級(jí)的各元件參數(shù)阻抗、導(dǎo)納以及相應(yīng)的電壓、電流歸算至同一電壓等級(jí) — 基本級(jí)。在圖 中，將支路 1 和支路 5并聯(lián)得支路 7，它的電抗分別為： )