基于MATLAB的短路电流计算程序编制.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年第4期《贵州电力技术>(总第l06期)基于MATLAB的短路电流计算程序编制武汉大学电气工程学院周冬旭向俊杰陈凯[430072]摘要本文在分析短路电流计算原理的基础上通过可视化软件MATLAB建立了短路故障的模型，并实现了其程序编制。关键词短路电流计算MATLAB短路故障在电力系统的设计、运行的各个部门，无论是在以直接调用。同时通过建立Me调文件的形式可以设计时需要选择断路器等电气设备，还是在电力系方便地调用有关用Fortran、C语言的

2、子程序。另外，统运行时要进行继电保护整定值计算，都要事先进它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵行短路电流计算，以确定其保护整定值。可以说短专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系路电流计算是电力生产中的一项经常性工作，也是统辨识、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、保护计算人员繁杂而又责任重大的工作。这些工作高效、方便。历来由技术人员手工计算完成，误差与失误较难避2短路电流计算模型的建立免，使一个完整的工作必需要分段进行，造成了工作量大、调整不灵活等缺点。进入9O年代，随着W

3、in—2．1三相对称短路电流计算dows操作系统和面向对象编程方法(OOP)的风行，假定系统中的节点f经过渡阻抗z发生短路。可视化方法越来越成熟，可视化已经称为了电力系这个过渡阻抗z不参与形成网络的节点阻抗矩阵。统分析、仿真发展的必然趋势。同时，随着数据库技保持故障处的边界条件不变，把网络的原有部分同故术的发展，数据的管理更加有序、方便。这为电力应障支路分开。容得得出，对于正常状态的网络而言，用软件的图示化、分析计算及图形与数据库操作的发生短路相当于在故障节点f增加了一个注入电流一体化提供了理论

4、基础和技术支持。一I，。因此，网络中任一节点i的电压可表示为：MATLAB正是这样一种可视化软件，其将可视-vi=乏zijIi—zijIf(1)化编程技术与数据库技术较好的统一起来。本文就式中，G为网络内有源节点的集合。第一项是使用MATLAB软件实现短路电流计算建模及程表示当I=0时由网络内所有电源在节点i产序编制。生的电压，也就是短路前瞬间正常运行状态下的节1MATLAB简介点电压，这是节点电压的正常分量，记为V；’。第二项是当网络中所有电流源都断开，电势源都短接MATLAB是英文Matri

5、xLaboratory的缩写，自1984年美国MathWark公司推向市场以来，得到广时，仅仅由短路电流I在节点i产成的电压，这就是泛的应用和发展。目前已经发展到最新版本7．5。节点电压的故障分量。两者的叠加就等于发生短路MATLAB现在成为国际上公认的最优秀的数值计后节点i的实际电压，即：算和仿真分析软件。它采用了工程技术的计算语Vi=Vi’一ZIfIf(2)言，而且几乎与数学表达式相同，语言中基本元素是(2)式也适用于故障节点f，于是有矩阵，可提供各种矩阵的运算和操作，且具有符号计Vf=Vf

6、’一zIf(3)算、数学和文字统一处理，离线和在线计算等功能。式中Zf是故障节点f的自阻抗，也称为输入阻与传统的Basic、C语言及Fortran语言相比，抗。(2)式含有两个未知量w和Ⅱ需要根据故障点MATLAB语言的编写更为简单，编程效率高，而且的边界条件再写出一个方程才能求解。这个条件是MATLAB语言把编辑、编译、连接和执行融为一体，从而使用户使用起来更加方便。高版本的MATLABVf—zfIf=O(4)语言有丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可由(3)、(4)式可解出·73·维普资讯

7、http://www.cqvip.com2008年第4期《贵州电力技术》(总第106期)I’(J)(5)=f一J(Xrf(1)+X)+丽X(0))㈩“)为了简化计算，在形成节点导纳矩阵时，所有节(二)两相(b相和C相)短路点的负荷都略去不计，短路前网络处于空载状态，各两相短路的边界条件为节点电压的正常分量标幺值都取作1。这样(3)、(4)式可简化成。ir=焘(6)Ifa(J)+Ira(2)==。o)}。c(12)·ZVfa(1)=Vra(2)JVf1一=(7)、厶十Zf金属性短路时z，=0，因此

8、只要知道节点阻抗矩阵的有关元素就可以作短路计算了。I：rc=jIfa(1)㈩)J2．2不对称短路电流计算(三)两相(b相和C相)短路接地对于不对称短路计算，一般是先计算出短路点的两相短路接地边界条件为各序电流、电压分量，然后根据需要算出各序电流、电压在网络中的分布，最后将各序分量合成得出网络各If8(1)+If(2)+IfB(0)=O、．．．1(14)支路中的各相电流以及网络各节点上的各相电压。Vfa(1)=Vfa(2)=Vf

9、(0)虽然实际电力系统接线复杂，发电机的数目也很由此可得(绝对值表示