电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序Word下载.docx

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,1);

nr=linedata(:

2);

R=linedata(:

3);

X=linedata(:

4);

nbr=length(linedata(:

1));

nbus=max(max(nl),max(nr));

fork=1:

nbr

ifR(k)==inf|X(k)==inf

R(k)=999999999;

X(k)=999999999;

%无穷

else,end

end

ZB=R+j*X;

Zbus=zeros(nbus,nbus);

tree=0;

%从参考总线0上添加一个分支

forI=1:

ntree(I)=1;

ifnl(I)==0|nr(I)==0

ifnl(I)==0n=nr(I);

elseifnr(I)==0n=nl(I);

end

ifabs(Zbus(n,n))==0Zbus(n,n)=ZB(I);

tree=tree+1;

%%new

elseZbus(n,n)=Zbus(n,n)*ZB(I)/(Zbus(n,n)+ZB(I));

ntree(I)=2;

else,end

%添加一个新总线分支到现有总线上

whiletree<

nbus

forn=1:

nbus

nadd=1;

ifabs(Zbus(n,n))==0

ifnadd==1;

ifnl(I)==n|nr(I)==n

ifnl(I)==nk=nr(I);

elseifnr(I)==nk=nl(I);

ifabs(Zbus(k,k))~=0

form=1:

ifm~=n

Zbus(m,n)=Zbus(m,k);

Zbus(n,m)=Zbus(m,k);

Zbus(n,n)=Zbus(k,k)+ZB(I);

tree=tree+1;

nadd=2;

end

%增加两个原有总线间的支路阻抗

ifntree(I)==1

DM=Zbus(n,n)+Zbus(k,k)+ZB(I)-2*Zbus(n,k);

forjj=1:

AP=Zbus(jj,n)-Zbus(jj,k);

forkk=1:

AT=Zbus(n,kk)-Zbus(k,kk);

DELZ(jj,kk)=AP*AT/DM;

Zbus=Zbus-DELZ;

 

(2)Zbuildpi.m程序代码:

%Thisprogramformsthecomplexbusimpedancematrixbythemethod

%ofbuildingalgorithm.Buszeroistakenasreference.

%Thisprogramiscompatiblewithpowerflowdata.

function[Zbus,linedata]=zbuildpi(linedata,gendata,yload)

ng=length(gendata(:

nlg=gendata(:

nrg=gendata(:

zg=gendata(:

2)+j*gendata(:

nc=length(linedata(1,:

));

ifR(k)==inf|X(k)==inf

R(k)=99999999;

X(k)=99999999;

ifnc>

4

BC=linedata(:

5);

yc(n)=0;

nlc(n)=0;

nrc(n)=n;

fork=1:

ifnl(k)==n|nr(k)==n

yc(n)=yc(n)+j*BC(k);

elseifnc==4yc=zeros(1,nbr);

nlc=nlc'

;

nrc=nrc'

yc=yc.'

ifexist('

yload'

)==1

yload=yload.'

yc=yc+yload;

else,end

m=0;

forn=1:

ifabs(yc(n))~=0

m=m+1;

nlcc(m)=nlc(n);

nrcc(m)=nrc(n);

zc(m)=1/yc(n);

nlcc=nlcc'

nrcc=nrcc'

zc=zc.'

nl=[nlg;

nlcc;

nl];

nr=[nrg;

nrcc;

nr];

ZB=[zg;

zc;

ZB];

linedata=[nlnrreal(ZB)imag(ZB)];

nbr=length(nl);

%%从参考总线0上添加一个分支

%%添加一个新总线分支到现有总线上

ifnadd==1

(3)symfault.m程序代码:

%此程序用来计算电网的三相对称故障

%计算前需要用户生成节点阻抗矩阵

%节点阻抗矩阵可由函数Zbus=zbuild(zdata)生成

%此程序需要用户按提示输入短路节点编号和过度电阻Zf

%向量V是可选参数,包含节点编号和复数电压

%V可由潮流程序lfgauss,lfnewton,decouple自动生成.

%如果V不存在,程序将默认故障前所有的节点电压标幺值为1.0

%程序可得到总的故障电流,节点电压幅值及输电线路的电流

functionsymfaul(zdata,Zbus,V)

nl=zdata(:

nr=zdata(:

R=zdata(:

X=zdata(:

nc=length(zdata(1,:

ifnc>

BC=zdata(:

elseifnc==4,BC=zeros(length(zdata(:

1)),1);

nbr=length(zdata(:

V'

iflength(V)==nbus

V0=V;

else,V0=ones(nbus,1)+j*zeros(nbus,1);

fprintf('

\Three-phasebalancedfaultanalysis\n'

ff=999;

whileff>

0

nf=input('

EnterFaultedBusNo.->

'

);

rtn=isempty(nf);

ifrtn==1;

nf=-1;

whilenf<

=0|nf>

nbus

fprintf('

FaultedbusNo.mustbebetween1&

%g\n'

nbus)

nf=input('

rtz=1;

whilertz==1

\nEnterFaultImpedanceZf=R+j*Xin'

Zf=input('

complexform(forboltedfaultenter0).Zf='

rtz=isempty(Zf);

\n'

Balancedthree-phasefaultatbusNo.%g\n'

nf)

If=V0(nf)/(Zf+Zbus(nf,nf));

Ifm=abs(If);

Ifmang=angle(If)*180/pi;

Totalfaultcurrent=%8.4fperunit\n\n'

Ifm)

%fprintf('

p.u.\n\n'

BusVoltagesduringfaultinperunit\n\n'

BusVoltageAngle\n'

No.Magnitudedegrees\n'

ifn==nf

Vf(nf)=V0(nf)*Zf/(Zf+Zbus(nf,nf));

Vfm=abs(Vf(nf));

angv=angle(Vf(nf))*180/pi;

else,Vf(n)=V0(n)-V0(n)*Zbus(n,nf)/(Zf+Zbus(nf,nf));

Vfm=abs(Vf(n));

angv=angle(Vf(n))*180/pi;

%4g'

n),fprintf('

%13.4f'

Vfm),fprintf('

%13.4f\n'

angv)

LinecurrentsforfaultatbusNo.%g\n\n'

FromToCurrentAngle\n'

BusBusMagnitudedegrees\n'

forn=1:

ifnl(I)==nk=nr(I);

ifk==0

Ink=(V0(n)-Vf(n))/ZB(I);

Inkm=abs(Ink);

th=angle(Ink);

ifreal(Ink)>

G'

),fprintf('

%7g'

n),fprintf('

%12.4f'

Inkm)

%12.4f\n'

th*180/pi)

elseifreal(Ink)==0&

imag(Ink)<

Ign=Ink;

elseifk~=0

Ink=(Vf(n)-Vf(k))/ZB(I)+BC(I)*Vf(n);

%10g'

k),

Inkm),fprintf('

F'

Ifmang)

resp=0;

whilestrcmp(resp,'

n'

)~=1&

strcmp(resp,'

N'

y'

Y'

)~=1

resp=input('

Anotherfaultlocation?

Enter'

'

or'

withinsinglequote->

ifstrcmp(resp,'

\nIncorrectreply,tryagain\n\n'

),end

ifresp=='

|resp=='

nf=999;

elseff=0;

二、不对称短路故障

不对称故障包括单相接地短路(singleline-to-groundfault),两相短路(line-to-linefault),和两相接地短路(doubleline-to-groundfault)。

这里介绍三个程序来分析不对称短路故障:

单相接地lgfault(zdata0,zbus0,zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V)

两相短路llfault(zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V)

两相接地短路dlgfault(zdata0,zbus0,zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V)

对于lgfault和dlgfault需要输入正序、零序、负序节点阻抗矩阵Zbus1、Zbus0和Zbus2,而llfault只需输入正序和负序节点阻抗矩阵Zbus1、Zbus2,最后参数V是可以选择的。

如果用户未输入V,程序则默认所有故障前的电压为1.0pu。

如果用户输入参数V,则需要输入节点编号以及节点电压的复数值。

变量V可由潮流计算程序获得。

零序网络和正序网络的节点阻抗矩阵分别通过函数Zbus0=zbuild(zdata0)和Zbus1=zbuild(zdata1)获得。

参数zdata1包含正序网络阻抗,参数zdata0包含零序网络阻抗。

参数zdata1、zdata2、zdata0均为e×

4阶矩阵,e为元件的个数。

第一列和第二列是节点编号,第三列和第四列分别是线路电阻和电抗(均为标幺值)。

节点0为参考节点,发电机节点到节点0的阻抗为发电机阻抗,可以是发电机的次暂态电抗、暂态电抗或者同步电抗,而且矩阵还包括并联电容和负荷阻抗等。

负序网络和正序网络有同样的拓扑结构。

线路和变压器的负序阻抗等于正序阻抗,而发电机的负序阻抗不等于正序阻抗,但在大型电力系统故障分析中通常按相等来计算。

零序网络的拓扑结构不同于正序网络,零序网络的构建取决于变压器的绕组连接方式,除了两侧中性点都接地的Y-Y连接的变压器,对于其他连接方式的变压器,一次侧和二次侧的零序网络都是隔离开的。

在这样的连接方式的零序网络中,,用inf填写对应的电阻和电抗列。

对于Y-△(中性点接地)连接的变压器,Y侧的阻抗到节点0的数据需要填写。

当中性点接地阻抗为Xn时,需要填写为3Xn。

在不对称故障计算时,还需要一个函数用来求节点阻抗矩阵,Zbus=zbuildpi(linedata,gendata,yload),函数与潮流计算程序是相容的。

第一个参数linedata与潮流程序所需要的数据相同。

第一列和第二列是节点编号;

第三列到第五列分别是线路的电阻、电抗、1/2线路电纳(均为标幺值,以指定的MVA为基准功率);

最后一列为变压器分接头位置,对于线路,在这一列中必须填写1。

在潮流计算程序中,发电机电抗不包含在参数linedata中,而是包含在参数gendata中。

参数ge

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