复杂电网三相短路计算的MATLAB仿真电力系统分析课设报告(共19页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上课 程 设 计 报 告题 目 复杂电网三相短路计算的MATLAB仿真 系 (部) 信息科学与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 学生姓名 学 号 12月 25 日至 12 月 29 日 共 1 周指导教师（签 字） 系 主 任（签 字） 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，学习因子表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及因子表，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、完成课程设计二、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。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。4.学会使用MATLAB短路电流计算程序进行仿真。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、因子表的生成过程及最终结果，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。 2.仿真结果Matlab仿真程序的执行结果及清单打印稿。 四、进程安排12月25日至12月26日完成第一阶段设计内容12月27日至12月28日完成第二阶段设计内容12月29日完成第三阶段设计内容五、主要参考资料1李光琦等.电力系统暂态分析 2 刘万顺.电力系统故障分析3 牟道槐.发电厂变电站电气部分.重庆大学出版社，1996年4月 4 卢文鹏, 吴佩雄 .发电厂变电所电气设备. 中国电力出版社,2005.1 5 熊信银, 范锡普发电厂电气部分.中国电力出版社,2004年9月（十五规划教材）专心-专注-专业目录摘要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。关键词：电力系统 复杂电网 支路追加法一、 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，学习因子表法求解导纳矩阵的方法； 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及因子表，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。4. 学会使用MATLAB短路电流计算程序进行仿真。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：计算点短路时，故障点的短路电流及所有10kV线路的电流。题目二：1. 计算点短路时，故障点的短路电流及56、57、67线的电流。2. 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。四、计算步骤整理1.标幺值的计算取基准值。变压器：发电机：线路：发电厂A：发电厂B：发电厂H：变电站C：线路：等效阻抗图2.形成阻抗矩阵追加不接地支路时：追加接地支路时：支路追加法计算阻抗矩阵过程如下：在节点追加支路，该矩阵为 ，支路如图1。 J0.15 J0.15J0.15图1 图2在节点追加支路，该矩阵为，如图2。在节点追加支路，该矩阵为，如图3。j0.1j0.15j0.15 j0.15j0.075j0.1j0.15图3 图4在节点追加支路，该矩阵为，如图4。在节点追加不接地支路，该矩阵为，如图5。j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15 j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15图5 图6在节点追加不接地支路，该矩阵为，如图6。在节点追加不接地支路，该矩阵为，如图7。j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 j0.1j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 图7 图8 在节点追加不接地支路，该矩阵为，如图8。在节点追加不接地支路，该矩阵为，如图9。j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 图9 图10在节点追加不接地支路，该矩阵为如图10.在节点追加不接地支路，该矩阵为如图11。j0.2j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 j0.1j0.2j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 图11 图12在节点追加不接地支路，该矩阵为如图12。在节点追加不接地支路，该矩阵为如图13。j0.3j0.1j0.2j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 j0.2j0.3j0.1j0.2j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03 图13 图14在节点追加不接地支路，该矩阵为如图14。在节点追加不接地支路，该矩阵为如图15。j0.1j0.2j0.3j0.1j0.2j0.1j0.1j0.05j0.1j0.1j0.15j0.075j0.1j0.15j0.03图15课程设计报告总结电力系统运行过程中，时常会发生故障，因此分析与计算三相短路具有非常重要意义。在此次课程设计过程中我发现了自己许多以往学习中的不足，但通过这次设计，我巩固了很多以前掌握的不是很牢靠的知识，同时也深刻得体会到了电力系统的重要和强大。通过本次课程设计中，我更清晰的认识为什么要做短路电流的计算，短路电流的危害，以及怎样做短路电流的计算。对于复杂电网三相短路来说，计算无疑是繁琐的。因此掌握有效的计算方法是最关键的。 在一周的课程设计中，我养成了良好的学习习惯，和对学习知识的严谨的态度，同时也养成了积极查阅相关资料的好习惯，好习惯的养成是来之不易的，我相信在以后的学习和工作中，我将继续保持这些良好的习惯，并积极努力的学习，让自己更上一层楼。同时在此也感谢一直指导我们的老师，此次课程设计的完成与老师的指导是分不开的。在此对指导老师致以衷心的感谢。参考文献1李光琦等.电力系统暂态分析；2 刘万顺.电力系统故障分析；3 牟道槐.发电厂变电站电气部分.重庆大学出版社，1996年4月；4 卢文鹏, 吴佩雄 .发电厂变电所电气设备. 中国电力出版社,2005.1；5 熊信银, 范锡普发电厂电气部分.中国电力出版社,2004年9月（十五规划教材）。成绩评定表平时成绩答辩成绩报告成绩总成绩