【正文】 3）請(qǐng)輸入支路數(shù)nl；（4）請(qǐng)輸入支路參數(shù)矩陣B（矩陣B的每行是由下列參數(shù)構(gòu)成）；1某支路的首端點(diǎn)號(hào)P；2末端點(diǎn)號(hào)Q，且PQ；3支路的阻抗（R+jX）；4支路的對(duì)地導(dǎo)納；5支路的變比k；6折算到那一側(cè)的標(biāo)志（如果支路的首端P處于高壓側(cè)則請(qǐng)輸入“1”，否則請(qǐng)輸入“0” ）。其中程序中沒有做過多的說明，難免晦澀。運(yùn)用Matlab編制了計(jì)算的計(jì)算機(jī)程序?？傊谟?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。 Matlab語(yǔ)言是一種更為抽象的高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，既有C語(yǔ)言等同的一面，又更為接近人的抽象思維，便于學(xué)習(xí)和編程。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。它的強(qiáng)大功能在于矩陣的計(jì)算及其仿真。本文之所以選?。蚢tlab語(yǔ)言，是因?yàn)樵撥浖Z(yǔ)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?？傊?用此方法計(jì)算復(fù)雜電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的故障短路電流將會(huì)更加高效和準(zhǔn)確. 4．電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算機(jī)算法的實(shí)現(xiàn) 算法語(yǔ)言的選擇與介紹本設(shè)計(jì)是基于阻抗矩陣的對(duì)稱電流的計(jì)算。因此，它適用于多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算。輸 入 數(shù) 據(jù)選 擇 故 障 點(diǎn)形 成 網(wǎng) 絡(luò) 節(jié) 點(diǎn) 阻 抗 矩 陣用式 計(jì)算短路電流用式 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓用式 計(jì)算指定各支路的電流輸 出 結(jié) 果 圖11 用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流的原理框圖 圖11給出了用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流的一般原理框圖。阻抗矩陣中的所有元素可以用支路追加法求得?！瑥氖街锌吹疆?dāng) 給定后，只需知道節(jié)點(diǎn)的開路電壓和阻抗矩陣中的元素，就可以求出需要的結(jié)果。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。按第二種情況計(jì)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(jì)算結(jié)果迭加起來，就可得到總的短路電流。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。負(fù)荷的阻抗值可按下式求得 （）式中為故障前負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓；為故障前負(fù)荷電流；，為負(fù)荷的有功功率和無功功率。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?？墒?，這種方法會(huì)使一臺(tái)發(fā)電機(jī)增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)。然后，利用這電勢(shì)進(jìn)行t=0秒時(shí)的短路電流計(jì)算。然而，在計(jì)算短路電流時(shí)，應(yīng)考慮由于短路而發(fā)生系統(tǒng)參數(shù)突變時(shí)，因磁鏈?zhǔn)睾愕脑?，發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)（或在無阻尼繞組發(fā)電機(jī)中的暫態(tài)電勢(shì)）保持不變。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））。因此可以利用單相電路來求解三相電力系統(tǒng)的相關(guān)值，即將有關(guān)形接法的三相電力網(wǎng)絡(luò)元件轉(zhuǎn)換成等效的形接法后，就能求其一臂的單相值。以下是采用支路追加法阻抗矩陣形成的原理框圖。在采用Ｍatlab編程時(shí)，必須建立簡(jiǎn)潔有效的流程圖。這里同樣也要簡(jiǎn)化實(shí)際的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際的計(jì)算中往往也是很復(fù)雜的。不同的編號(hào)順序?qū)仃噺?fù)雜程度不一樣。因此，因此有必要對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。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 。(1) 追加變壓器樹支 如圖,追加變壓器樹支(3,5) ② ④ 1:K ① ③ ⑤ 圖6 追加變壓器連支 網(wǎng)絡(luò)增加了一個(gè)節(jié)點(diǎn)⑤,設(shè)其注入電流為,從原網(wǎng)絡(luò)看,節(jié)點(diǎn)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(duì)角元素乘以。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。若變壓器變比等于1，則與一般支路的處理方法相同；若變壓器變比不等于1時(shí)，如果采用變壓器的Π型等值電路當(dāng)成三條支路追加,顯然增加了運(yùn)算量。 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。形成了暫時(shí)增加一階的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣之后，用高斯消元法消去暫增行,列,即得追加連支的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣。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。（4） 追加連支（3,4） 如下圖所示 　　　　　 ?、堋? 　?、凇　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　　　　。伞　　　　、佟　　? 　?、邸? 圖5 追加連支 由于追加連支，所以矩陣階次不變，與采用追加接地連支同樣的處理方法，矩陣可以暫時(shí)增加一階。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。（3） 追加接地連支（1,3） 如下圖（37）： ② ④ ③ （ 37) ① ① I 圖4 追加接地連支 由于追加接地連支，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)沒有變化，故矩陣的階次也不變。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)椋渌?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）。則節(jié)點(diǎn)方程改為式（35）。 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。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)有3個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，其中①為接地點(diǎn)，如圖1。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。 支路追加法支路追加法形成節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣可以從網(wǎng)絡(luò)的接線圖中直