《《复杂电网的不对称故障计算与分析及其程序设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《复杂电网的不对称故障计算与分析及其程序设计》-公开DOC·毕业论文（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业生毕业论文（设计）题目：复杂电网不对称故障分析与计算及其程序设计 院(系)别 信息工程系 专 业 电气工程及其自动化 届 别 2007级 学 号 070812211 二一一年六月 w摘要随着电力事业的快速发展，电力电子新技术得到了广泛应用；出于技术、经济等方面的考虑，500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位，再加上大量非线性元件的应用，电力系统的不对称问题日益严重。因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。 基于对称分量法的基本理论，对称分量法采取的具体方法之一是解析法，即把该网络分解为正，负，零序三个对称序网，这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。计算机程序法。通过计算机形
2、成三个序网的节点导纳矩阵，然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算，即可求得故障端点的等值阻抗。最后根据故障类型选取相关公式计算故障处各序电流，电压，进而合成三相电流电压。基于此方法，运用VC6.0设计开发了一个电网故障计算分析的通用程序。此程序具有良好的人机界面，计算速度快，计算结果准确。文中最后以某电网为例进行了计算，其结果验证了程序的有效性。关键词: 参数不对称，故障计算与分析，通用程序AbstractWith the rapid development of power industry, power electronic technology has been widely
3、used; For technical and economic considerations, 500kV and above transmission lines are generally not transposition, together with the application of a large number of nonlinear elements , the power system the growing problem of asymmetry. Therefore, asymmetric power system fault analysis and calcul
4、ation is very important.Based on the basic theory of symmetry, symmetry is one of the specific method to resolve the law, that to the network is decomposed into positive, negative and zero sequence network of the three symmetric sequence, these three groups of symmetry by symmetric sequence componen
5、ts, respectively Decomposition of three-phase circuits. Computer procedures. Sequence of three computer-based network node admittance matrix, and then use the appropriate formula by Gauss elimination method for data on their operations, one can fault endpoint equivalent impedance. Finally, select th
6、e associated fault type fault Department calculated the sequence current voltage, and then synthesis of three-phase voltage and current.Baseg on the method and by using VC 6.0 a universal program for power grid fault calculation and analysis is designed.The program has a good man-machine interface a
7、nd it is effective and precise .In the end a prow grid is analyzed as an example,the result shows the effective of the program. Key Words: Parameters of asymmetry, Fault calculation and analysis, Universal program 目 录前言11 绪论21.1 课题的背景21.2 电网故障计算方法现状研究21.3 本文主要研究工作32 电力系统故障分析的基本知识42.1 短路故障的基本知识42.1.1
8、 短路的概念42.1.2 短路的种类42.1.3 短路的现象及后果62.2断相故障及复杂故障72.3故障计算的基本假设73复杂电网的不对称故障分析方法介绍与比较93.1 基于潮流计算的不对称故障分析法93.1.1 故障分析时的数学模型93.1.2 故障计算求解步骤103.2基于相分量法的不对称故障分析法113.2.1 网络模型113.2.2相分量法在简单电路中计算应用123.3 对称分量法143.3.1 对称分量法介绍143.3.2对称分量法在简单不对称短路中的应用163.4 三种方法的比较与选择174复杂电网的不对称故障分析与计算194.1不对称故障类型解析194.1.1单相（a相）接地短路
9、194.1.2两相（b,c相）短路214.1.3两相（b相和c相）短路 接地234.1.4正序等效定则254.2不对称故障的计算264.2.1不对称故障的计算原理框图264.2.2 故障口电流与网络节点电压的计算274.2.3网络节点方程的形成304.2.4网络节点矩阵的形成324.2.5因子表法求解335复杂电网的不对称故障程序设计375.1程序设计方法375.1.1程序具备的功能375.1.2程序算法框图385.2 计算步骤及实现各部分功能的程序395.2.1 原始数据的的输入395.2.2 节点导纳矩阵的形成405.2.3负序导纳矩阵的形成415.2.4 零序导纳矩阵的形成426复杂电网
10、的不对称故障验证实例436.1单相接地短路和两相短路不对称故障分析与计算436.1.1解析法分析与计算436.1.2计算机程序法分析与计算47结论52致谢53参考文献54附录A 程序55w前言电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，一旦发生电力系统故障，带来的破坏是极大的。根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统有三点基本要求：保证可靠的持续供电，保证良好的电能质量，提高系统运行经济性。电力系统发生故障时，以上三项都将无法保障。但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。所以电力系统故障分析计算方法年来一直是学术研究的热点，其
11、为预防及消除电力系统的故障准备，必要的理论知识。引起电网不对称的原因包括超高压架空输电线路不换位、变压器结构不对称、交直流变换器的存在、系统负荷不平衡、系统中存在非线性元件等多方面原因1。电网的不对称故障的分析与计算是电力系统暂态计算的一个难点，由于故障计算是继电保护整定计算的基础，因此，选择合适计算方法，提高计算正确性及速度，成为对于故障计算程序的基本要求。建立用于故障分析的网络的数学模型是计算机编程计算的基础，选取合适的数学模型直接关系到故障分析计算的优劣。当前一般采用节点导纳矩阵或节点阻抗矩阵作为原网数学模型。节点导纳矩阵描述的是网络的短路参数，只包含网络的局部信息，因而具有较好的稀疏性
12、。因此，节点导纳矩阵主要运用于解题规模为主要矛盾的情况,节点阻抗矩阵要运用于进行大量故障计算的情况。随着计算机技术的快速发展，特别是计算机内存容量的扩大和计算速度的提高，节点阻抗矩阵的解题规模和解题速度都有了很大的提高，一般可以满足大多数电网故障分析计算的需要。本文主要通过对几种不对称故障计算方法的比较分析，选择了对称分量法来计算复杂电网的不对称故障，并且在此基础上进行了程序设计。最后，应用实例进行了验证，验证了程序的正确性。1 绪论1.1 课题的背景电力系统的发展已经经历了一百多年的历史。1882年的高压直流输电系统是世界上第一个电力系统，是现代电力系统的最初模型。国民经济的快速发展对输送功
13、率和输送距离提出了进一步要求，以致直流输电已不能适应。1885年在制成变压器的基础上实现了单相交流输电，1891年在制成三相变压器和三相异步电动机的基础上实现了三相交流输电。三相交流系统的优越性很快显示出来并得到广泛应用，而直流系统不久便被淘汰。进入了当代，伴随着社会的全面快速发展，电力事业也迅猛发展。中国2003年全年新增装机容量3480万千瓦，到2003年年底总装机容量达到38450万千瓦。而到了2005年12月27日，随着浙江国华宁海电厂2号机组的建成，中国的总装机容量突破了5亿千瓦。与电源点数目的剧增相对应，输送电压，输送功率和输送距离也不断增大，大规模的电力系统不断涌现，甚至出现了全
14、国性和跨国性的电力系统。这时为了解决互联电力系统间同步发电机并联运行的稳定性问题，高压直流输电再次得到研究与应用。现代的高压直流输电具有大容量、远距离输送的特点，且可实现不同频率电力系统之间的互联。使得电网结构越来越复杂2。同时，现代电力电子技术和大量非线性元件在电力系统中的应用，以及超高压交流输电系统由于经济、技术等方面的原因输电线路采取不换位方式，导致了现代电力系统参数不对称的问题日益明显，使得基于电网参数对称的对称分量法失去了其优越性。因此，寻求建立一种计算效率高、通用性强易于实现，既适用于参数对称电网又适用于参数不对称电网的故障分析计算方法，是一件具有理论意义和实际价值的事情。1.2
15、电网故障计算方法现状研究电力事业的快速发展，要求电网故障的计算方法必须快速准确。过去的相分量法，因为计算量大，计算速度慢，已经不适应新的要求。现在多采用的电网故障计算分析方法是对称分量法以及在此方法基础上的改进方法。对称分量法的核心是节点导纳矩阵的形成及其在此基础上的后续计算。节点导纳矩阵描述的是网络的短路参数，只包含网络的局部信息，因而具有较好的稀疏性。为提高求解节点导纳方程的速度，可以应用稀疏技术或应用因予表来求解pJ，即使发生网络操作，也只需修改相应参数，改动量很小，并不需要全部重来。节点阻抗矩阵描述的是网络的开路参数，包含着网络的全部信息。但是节点阻抗矩阵是一个满阵，占用内存大，限制了解题规模。它既无法应用稀疏技术，而且形成因子表后，网络的操作会造成大量的参数变化
