课程设计报告63122325Word格式.docx

课程设计报告63122325Word格式.docx

《课程设计报告63122325Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计报告63122325Word格式.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

随着电力工业的发展，用电负荷的不断增加，电力系统的规模随之越来越大，这就为电力系统的分析计算增加难度，而电力系统分析计算在现代社会则显得愈加重要，尤其对于故障情况时，能够及时快速的切除故障提供依据。

本次课程设计从电力系统分析的基础知识出发，对电力系统的网络图进行简化，进行分析，运用支路追加法计算其阻抗矩阵、利用因子表分解法求解因子表、由阻抗矩阵和因子表计算任意支路短路故障点短路时的短路电流。

并对计算结果进行对比分析，回代验证其正确性，进而完成电力系统的计算部分。

电力系统的运行表明，在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软件为解决具体的工程问题提供了快速、准确和简洁的途径。

关键词：

电力系统阻抗矩阵因子表故障仿真

一、设计内容及要求5

二、设计原始资料5

（一）设计步骤5

（二）设计要点5

（三）主要技术关键的分析6

三、设计完成后提交的文件和图纸9

（一）近似计算法标幺值的计算9

（二）阻抗矩阵的形成过程12

（三）因子表的形成过程28

（四）仿真结果42

四、进程安排52

五、主要参考资料52

六、课程设计体会及总结53

一、设计内容及要求

第一阶段：

分析原始资料、明确设计内容、制定详细计划；

学习阻抗矩阵及导纳矩阵，学习利用支路追加法形成阻抗矩阵的方法，学习三角分解法求解导纳矩阵的方法；

题目内容详见指导书。

第二阶段分析目标电网,生成计算模型，确定设计方法；

第三阶段：

根据前两阶段的成果,生成复杂电网的计算矩阵，完成矩阵的三角分解过程，并完成手工计算过程；

第四阶段：

上机实验，利用MATLAB验证生成矩阵的正确性，并验证短路电流计算结果的正确性，完成课程设计说明书,写明整个设计流程；

第五阶段：

修改课程设计说明书，参加答辩、完成课程

二、设计原始资料

复杂电网数据（详见指导书），电力系统故障分析教材，MATLAB7.0软件及阻抗三相短路电流计算仿真软件

（一）设计步骤

修改课程设计说明书，参加答辩、完成课程设计

（二）设计要点

本课程设计的要点是

1.学习分析复杂电网模型原始数据，并绘制电网阻抗计算模型。

2.学习复杂电网三相短路电流的计算方法，学习阻抗矩阵及导纳矩阵的含义及生成方法，学会通过支路追加法形成阻抗矩阵。

3.利用因子表法求解导纳矩阵，求解短路电流计算结果。

设计进度安排

12月12日至12月13日完成第一阶段设计内容

12月14日至12月15日完成第二阶段设计内容

12月16日完成第三阶段设计内容

12月19日至12月20日完成第四阶段设计内容

12月21日至12月23日完成第五阶段设计内容

（三）主要技术关键的分析

如下图所示复杂电网，通过对复杂电网的阻抗计算及化简，生成等效阻抗计算模型，按照图中编号的顺序，利用支路追加法，形成节点阻抗矩阵。

题目一：

计算④点短路时，故障点的短路电流及所有10kV线路的电流。

题目二：

计算⑤点短路时，故障点的短路电流及56、57、67线的电流。

要求提供电网原始数据图，化简等效后的阻抗图，生成阻抗矩阵的方法流程，计算电流的结果，Matlab程序的仿真计算过程及结果，数据的分析。

任一网络用节点阻抗矩阵表示的节点电压方程为

则任一点三相短路时的电流，其中Zf是短路支路阻抗，取决于故障回路，如果是金属性短路，其值为0；

则

则是各个结点故障状态下叠加的电压量，故障后的电压应为

，则任一支路电流，其中zij为ij两结点间的阻抗值。

利用阻抗矩阵计算短路电流的流程为

最后使用MatLab程序完成整个设计的仿真，校验利用手工方法计算结果的正确性。

三、设计完成后提交的文件和图纸

1.计算说明书部分

体现整个设计流程的计算说明，包括生成计算模型的分析，计算矩阵的生成，计算式、三角分解的计算过程及最终结果，相关故障点短路电流的计算结果；

原始复杂电网模型图纸、化简后的阻抗计算模型图纸。

（一）近似计算法标幺值的计算

根据网络中的参数计算如下：

取基准值：

因此，该网络的等效阻抗图（图1-0）可得：

图1-0阻抗标幺值等效电网图

（二）阻抗矩阵的形成过程

支路追加法计算计算阻抗矩阵如下：

取接地支路0-1为起始追加支路（如图1），接地树支

（1）

（2）追加支路0-2（如图2），接地树支

（2）

（3）追加支路0-3（如图0-3），接地树支

（3）

（4）追加支路2-3（如图4），不接地链支，对原阻抗矩阵元素进行修改

（4）

（5）追加支路2-4（如图5），不接地树支

（5）

（6）追加支路3-4（如图6），不接地链支

（6）

（7）追加支路4-5（如图7），不接地树支

（7）

（8）追加支路5-6（如图8），不接地树支

（8）

（9）追加支路6-7（如图9），不接地树支

（9）

（10）追加支路5-7（如图10），不接地链支

（10）

（11）追加支路7-8（如图11），不接地树支

（11）

（12）追加支路5-8（如图12），不接地链支

（12）

（13）追加支路8-9（如图13），不接地树支

（13）

（14）追加支路6-9（如图14），不接地链支

（14）

（15）追加支路8-9（如图1-0），不接地链支

图1-1阻抗矩阵的形成过程

（三）因子表的形成过程原始导纳矩阵：

Y=

则相应的导纳型节点方程为；

则相应的导纳型节点方程为：

因子表的标准形式为：

对U求解的回代运算：

求解5节点短路时的短路故障电流和线路56，57,58的支路故障电流：

图1-2短路电流的计算过程

图1-3因子表的形成过程

（四）仿真结果

Matlab仿真程序的执行结果及清单打印稿。

Togetstarted,selectMATLABHelporDemosfromtheHelpmenu.

Theelementtype"

name"

mustbeterminatedbythematchingend-tag"

<

name>

"

.

Couldnotparsethefile:

c:

\matlab7\toolbox\ccslink\ccslink\info.xml

请输入独立节点数:

n=9

请输入支路数:

l=15

请确定增加的支路种类1—接地树支；

2—不接地树支；

3—不接地链支；

4—接地链支:

type=1

请输入支路阻抗标么值,形如“0.3i”0.15i

阻抗矩阵:

0+0.1500i

0+0.1500i0

00+0.1500i

请输入支路阻抗标么值,形如“0.3i”0.075i

0+0.1500i00

00+0.1500i0

000+0.0750i

type=3

请输入支路起始结点号（由1开始）s=2

请输入支路终止结点号（由1开始，比起始结点号大）e=3

请输入支路阻抗标么值,形如“0.3i”0.1i

00+0.0808i0+0.0346i

00+0.0346i0+0.0577i

type=2

0+0.1500i000

00+0.0808i0+0.0346i0+0.0808i

00+0.0346i0+0.0577i0+0.0346i

00+0.0808i0+0.0346i0+0.1808i

请输入支路起始结点号（由1开始）s=3

请输入支路终止结点号（由1开始，比起始结点号大）e=4

00+0.0729i0+0.0386i0+0.0557i

00+0.0386i0+0.0557i0+0.0471i

00+0.0557i0+0.0471i0+0.1014i

请输入支路起始结点号（由1开始）s=4

请输入支路阻抗标么值,形如“0.3i”0.03i

Columns1through4

Column5

0

0+0.0557i

0+0.0471i

0+0.