2015-2016学年第二学期课程设计
电力系统短路故障的计算机
算法程序设计
姓 名
学 号
班 级
指导教师
目录
一、课程设计说明??????????????????3 二、选择所用计算机语言的理由???????????3 三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明?????4 四、关键程序及程序注释???????????????7 五、算例的接线图和输入参数以及输出计算结果与分析??9 六、设计体会???????????????????12 七、参考资料???????????????????12 八、附录（主程序及其注释）???????????13
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电分课设报告
一、课程设计说明
根据所给的电力系统，设计并开发一个电力系统短路电流计算程序，并用算例验证其正确性。通过本课程设计，深刻理解电力系统短路计算的基本原理和方法巩固店里系统分析课程知识，培养综合应用应用专业知识和计算机的能力。
所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的“短接”。在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统是发生了短路故障。在三相系统中，短路故障可分为两大类：即对称短路（三相短路）和不对称短路（两相短路、两相接地短路、单相接地短路）。其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。所以我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。
二、选择所用计算机语言的理由
我使用的是第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，它的优点如下：
1）语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计自由度大，可移植性好。Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入输出和面向对象编程特点。Matlab以矩阵为基础，不需要预先定义变量和矩阵(包括数组)的维数，可以方便地进行矩阵的算术运算、关系运算和逻辑运算等。而且Matlab有特殊矩阵专门的库函数，可以高效地求解诸如信号处理、图像处理、控制等问题。 2）运算符、库函数丰富Matlab的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的。
3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。
4）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。
5）图形功能强大Matlab 具有非常强大的以图形化显示矩阵和数组的能力，同时它能给这些图形增加注释并且可以对图形进行标注和打印。
6）界面友好、编程效率高Matlab程序书写形式自由，被称为“草稿式”语言，这是因为其
函数名和表达更接近我们书写计算公式的思维表达方式，编写Matlab程序犹如在草稿纸上排列公式与求解问题，因此可以快速地验证工程技术人员的算法。
7）源程序的开放性。开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。
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三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明
算法说明：
利用节点阻抗矩阵计算短路电流如图所示，假定系统中的节点f经过过渡阻抗发生短路。对于正常状态的网络而言，发生短路相当于在故障节点f增加了一个注
??I入电流 。因此，网络中任一节点i的电压可表示为： f
??Vi?Zj?Gij??ZI?Ijiff由式可见，任一节点电压i的电压都由两项叠加而成。第一项是当 时由网络内所有电源在节点i产生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下的
(0)?。第二项是当网络中所有电流源都断开，电势源都短接时，仅V节点电压，记为 iI?仅由短路电流 在节点i产生的电压。这两个分量的叠加，就等于发生短路后节
f点i的实际电压，即 公式二
(0)???Vi?Vi?ZifIf公式二也适用于故障节点f，于是有
Zff是故障节点f的自阻抗，也称输入阻抗。
??V?(0)?ZI?Vfffff?,I?，根据故障的边界条件： 方程式含有两个未知量V ff
由以上两个方程式解出：
有源网络 ?Vf??zI??0Vfff?If f zf Zff?If f zf ZN ?(0)Vf
(0)??If?(0)VfZff?zfEjzj
j?G而各节点初始电压 Vi??ZijIj??Zijj?G求出If后，节点i电压
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Vi?Vi
任一支路的电流
(0)?ZifIf?Vi(0)?ZifZff?zfVf(0)
为了得到精确计算结果，本程序计算过程中，使用精确算法。
Ipq?对于非变压器支路，令k=1即可。
程序主框图：
kVp?Vqzpq
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