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故障分析上机计算


附录一 系统接线图和原始数据

1.系统接线图

2.原始数据

附录二 程序流程图
开始 zjds/zzls/ljds/lzls/dys dy(dys,3)? 节点、等效电抗、等效电势 zx(zzls,3)? 两个节点及正序阻抗 lx(lzls,3)? 两个节点及零序阻抗 正序支路阻抗矩阵z1 正序支路导纳

矩阵y1 正序节点导纳矩阵Y1 零序支路阻抗矩阵z0 零序支路导纳矩阵y0 零序节点导纳矩阵Y0

Z? inv(Y) 正序支路阻抗矩阵Z1 零序支路阻抗矩阵Z0

fp? F_point? 故障位置 F_type? 故障类型

三相短路à F_type=1

单相接地à F_type=2

两相短路à F_type=3

两相短路接地 à F_type=4

口电压正常分量 Up? f(Z1(fp,i),I(i)) i=1:dys I为节点注入电流 故障口三序电流 curfau(3)? f(Up,Z(fp,fp)) 定义S 各节点序电压 vol? f(Z,I,I_F) 各节点三相电压 U? vol*S 故障口三相电流I_F? curfau*S 故障口三相电流模值 molI_F? abs(I_F) 各节点三相电压模值 molU? abs(U) 各支路序电流 cur? vol(i,j)/Z(i,j) 各支路三相电流 I? cur*S 各支路三相电流模值 molI? abs(I)

查询节点支路情况 输出个人信息/Y,Z/故障情况/故障口电流/查询的节点支路情况 结束

附录三 程序源代码(matlab)<”faulnal.m”>
%1 清空 clc; clear all; %清空 %2----------------数据录入 %正序节点数 zjds、支路数 zzls,零序节点数 ljds、支路数 lzls,系统电源数 dys [zjds,zzls,ljds,lzls,dys]=textread('filein.txt','%d %d %d %d %d',1); %系统电源的电流所流入的节点、等效电抗、等效电势-->电源 dy(dys,3)即 dy(4,3) [dy1,dy2,dy3]=textread('filein.txt','%d %f %d',dys,'headerlines',1);%每一列都读四行,先跳一行 dy=[dy1,dy2,dy3]; %正序网络参数 两个节点及阻抗-->正序 zx(zzls,3) [zx1,zx2,zx3]=textread('filein.txt','%d %d %f',zzls,'headerlines',1+dys); zx=[zx1,zx2,zx3]; %零序网络参数 两个节点及阻抗-->正序 lx(lzls,3) [lx1,lx2,lx3]=textread('filein.txt','%d %d %f',lzls,'headerlines',1+dys+zzls); lx=[lx1,lx2,lx3]; %-----------------数据录入 %3----------------生成支路阻抗矩阵 z1(5,5)和 z0(5,5) %正序 z1=zeros(zjds,zjds); for i=1:zzls %1:9 if(zx(i,1)~=0)&(zx(i,2)~=0) %生成支路阻抗矩阵 z1(5,5) z1(zx(i,1),zx(i,2))=zx(i,3); z1(zx(i,2),zx(i,1))=zx(i,3); else continue end end %零序 z0=zeros(ljds,ljds); for i=1:lzls %1:9 if(lx(i,1)~=0)&(lx(i,2)~=0) %生成支路阻抗矩阵 z1(5,5) z0(lx(i,1),lx(i,2))=lx(i,3); z0(lx(i,2),lx(i,1))=lx(i,3); else continue; end end %-----------------生成支路阻抗矩阵 z1 和 z0

%4----------------生成支路导纳矩阵 y1(5,5)和 y0(5,5) %正序 for i=1:zjds %1:5 for j=1:zjds if z1(i,j)~=0 %消除 infinite y1(i,j)=1/z1(i,j); else continue; end end end %零序 for i=1:ljds %1:5 for j=1:ljds if z0(i,j)~=0 y0(i,j)=1/z0(i,j); else continue end end end %-----------------生成支路导纳矩阵 y1(5,5)和 y0(5,5) %5----------------生成节点导纳矩阵 Y1(5,5)和 Y0(5,5) %不利用 4 中现成的了,因为还需要判断和计算 0 的阻抗, %另外,若在 3 中对 else 进行加工,还需要另辟空间,且要判断两个节点哪个为零,另一个为多少 %不如以下方法直接 %正序 Y1=zeros(zjds,zjds); for i=1:zjds %正序五个节点 %主对角线上 for j=1:zzls %只要有 i 节点,就纳入 if (zx(j,1)==i)|(zx(j,2)==i) Y1(i,i)=Y1(i,i)+1/zx(j,3); else continue; end end %非对角线上 for j=1:zjds if j~=i Y1(i,j)=-y1(i,j); else continue;

end end end %零序 Y0=zeros(ljds,ljds); for i=1:ljds %零序五个节点 %主对角线上 for j=1:zzls if (lx(j,1)==i)|(lx(j,2)==i) Y0(i,i)=Y0(i,i)+1/lx(j,3); else continue end end %非对角线上 for j=1:ljds if j~=i Y0(i,j)=-y0(i,j); else continue end end end %-----------------生成节点导纳矩阵 Y1(5,5)和 Y0(5,5) %6----------------生成节点阻抗矩阵 Z1(5,5)和 Z0(5,5) Z1=inv(Y1); Z0=inv(Y0); %-----------------生成节点阻抗矩阵 Z1(5,5)和 Z0(5,5) %7----------------判定故障位置和故障类型 F_point=input(' 欢迎使用故障分析计算程序\n 请输入故障的位置:\n1->A\n2->C\n3->D\n4->E\n5->B\n'); F_type=input('请指明故障类型:\n1->三相短路\n2->单相接地短路\n3->两相相间短路\n4->两相接地短路\n'); %-----------------判定故障位置和故障类型 %8----------------计算口电压的正常分量 Up=0; fp=F_point; for i=1:dys Up=Up+Z1(fp,dy(i,1))*dy(i,3)/dy(i,2); end %-----------------计算口电压的正常分量 %9----------------根据故障类型计算故障口各序电流

switch (F_type) case 1 curfau(1)=-Up/Z1(fp,fp); curfau(2)=0; curfau(3)=0; case 2 curfau(1)=-Up/(2*Z1(fp,fp)+Z0(fp,fp)); curfau(2)=curfau(1); curfau(3)=curfau(1); case 3 curfau(1)=-0.5*Up/Z1(fp,fp); curfau(2)=-curfau(1); curfau(3)=0; case 4 curfau(1)=-Up/(Z1(fp,fp)+Z1(fp,fp)*Z0(fp,fp)/(Z1(fp,fp)+Z0(fp,fp))); curfau(2)=-curfau(1)*Z0(fp,fp)/(Z1(fp,fp)+Z0(fp,fp)); curfau(3)=-curfau(1)*Z1(fp,fp)/(Z1(fp,fp)+Z0(fp,fp)); end %-----------------根据故障类型计算故障口各序电流 %10---------------计算故障口各相电流 S=[1 + 0i,1 + 0i,1 + 0i; 1 + 0i,-0.5 - 0.866i,-0.5 + 0.866i; 1 + 0i,-0.5 + 0.866i,-0.5 - 0.866i;]; I_F=curfau*S; for i=1:3 molI_F(i)=abs(I_F(i)); end %-----------------计算故障口各相电流 %11---------------计算节点序电压 vol=zeros(zjds,3); for m=1:zjds for i=1:dys vol(m,1)=vol(m,1)+Z1(m,dy(i,1))*dy(i,3)/dy(i,2); end vol(m,1)=vol(m,1)+Z1(m,fp)*curfau(1); vol(m,2)=Z1(m,fp)*curfau(2); vol(m,3)=Z0(m,fp)*curfau(3); end %-----------------计算节点序电压 %12---------------计算节点相电压 U=vol*S; for i=1:zjds

for j=1:3 molU(i,j)=abs(U(i,j)); end end %-----------------计算节点相电压 %13---------------计算任意支路的序电流 for s=1:2%分开是因为正负、零序阻抗不同 for k=1:9 if zx(k,1)==0%零点电压为零! cur(k,s)=(0-vol(zx(k,2),s))/zx(k,3); elseif zx(k,2)==0 %不可能两个节点都为零节点 cur(k,s)=(vol(zx(k,1),s)-0)/zx(k,3); else cur(k,s)=(vol(zx(k,1),s)-vol(zx(k,2),s))/zx(k,3); end end end for k=1:9 if lx(k,1)==0 cur(k,3)=(0-vol(lx(k,2),3))/lx(k,3); elseif lx(k,2)==0 %不可能两个节点都为零节点 cur(k,3)=(vol(lx(k,1),3)-0)/lx(k,3); else cur(k,3)=(vol(lx(k,1),3)-vol(lx(k,2),3))/lx(k,3); end end %-----------------计算任意支路的序电流 %14---------------计算任意支路的相电流 I=cur*S; for i=1:zzls for j=1:3 molI(i,j)=abs(I(i,j)); end end %-----------------计算任意支路的相电流 %15---------------查询节点支路情况 checkjd=input('\n 节点查询:\n1-->查询某一节点\n2-->显示所有节点\n0-->不查询\n'); if (checkjd==1) chek_fp=input('请输入要查询的节点:\n1->A\n2->C\n3->D\n4->E\n5->B\n'); else end

checkzl=input('\n 支路查询:\n1-->查询某一支路\n2-->显示所有支路\n0-->不查询\n'); if (checkzl==1) chek_zl=input(' 请 输 入 要 查 询 的 支 路 :\n1-> 地 -B\n2->B-E\n3->E-D\n4->D-C\n5->D-A\n6->A-C\n7-> 地 -D\n8->地-C\n9->地-A\n'); else end %-----------------查询节点支路情况 %16---------------生成数据输出文件 fid=fopen('fileout.txt','w'); %以文本输出打开文件 fileout,若无新建,若有则覆盖。 % 输出内容为: 个人信息, Y1 Y0 Z1 Z0, 故障节点 故障类型, 故障口电流 curfau+molI_F , 支路 vol+molU , 节点 cur+molI fprintf(fid,'\t\t--------------------程序输出文件--------------------\r\n'); fprintf(fid,'\r\n\t++++++++++++++++++++++++++++++++ 个 人 信 息++++++++++++++++++++++++++++++++\r\n'); fprintf(fid,'\r\n\t\t 班 级:电气 11k6 \t\t 姓 名:牛玺童\r\n\t\t 学 号:111904010415\t\t 指导老 师:高红艳\r\n'); fprintf(fid,'\r\n\t++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++\r\n'); fprintf(fid, '\r\n\t******************正序节点导纳矩阵 Y1******************\r\n'); for i=1:zjds for j=1:zjds fprintf(fid, '%12.4f',Y1(i,j)); end fprintf(fid, '\r\n'); end fprintf(fid, '\r\n\t******************零序节点导纳矩阵 Y0******************\r\n'); for i=1:ljds for j=1:ljds fprintf(fid, '%12.4f',Y0(i,j)); end fprintf(fid, '\r\n'); end fprintf(fid, '\r\n\t******************正序节点阻抗矩阵 Z1******************\r\n'); for i=1:zjds for j=1:zjds fprintf(fid, '%12.4f',Z1(i,j)); end fprintf(fid, '\r\n'); end fprintf(fid, '\r\n\t******************零序节点阻抗矩阵 Z0******************\r\n'); for i=1:ljds for j=1:ljds

fprintf(fid, '%12.4f',Z0(i,j)); end fprintf(fid, '\r\n'); end fprintf(fid, '\r\n\t**********************故障情况**********************\r\n'); %故障位置 ACDEB fprintf(fid,'\r\n\t 故障位置为:'); switch (fp) case 1 fprintf(fid,'A 厂'); case 2 fprintf(fid,'C 站'); case 3 fprintf(fid,'D 站'); case 4 fprintf(fid,'E 站'); case 5 fprintf(fid,'B 厂'); end %故障类型:\n1->三相短路\n2->单相接地短路\n3->两相相间短路\n4->两相接地短路\n') fprintf(fid,'\t\t 故障类型为:'); switch (F_type) case 1 fprintf(fid,'三相短路'); case 2 fprintf(fid,'单相接地短路'); case 3 fprintf(fid,'两相相间短路'); case 4 fprintf(fid,'两相接地短路'); end fprintf(fid,'\r\n\r\n\t 口电压的正常分量为 %12.5f\r\n',Up); fprintf(fid,'\r\n\t**************************故障口电流**************************\r\n'); fprintf(fid,'\t 正序 负序 零序 A相 B相 C 相\r\n\t'); for i=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',curfau(i)); end for i=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',molI_F(i)); end fprintf(fid,'\r\n\r\n\t********************************节点电压********************************\r\n\t');

switch (checkjd) case 1 %显示某一节点 fprintf(fid,'\t 正序 负序 零序 fprintf(fid,'\r\n\t 节点%-3d',chek_fp); switch (chek_fp) case 1 fprintf(fid,'A 厂'); case 2 fprintf(fid,'C 站'); case 3 fprintf(fid,'D 站'); case 4 fprintf(fid,'E 站'); case 5 fprintf(fid,'B 厂'); end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',vol(chek_fp,j));%序电压 end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',molU(i,j));%相电压 end case 2 %显示所有节点 fprintf(fid,'\t 正序 负序 零序 for i=1:zjds fprintf(fid,'\r\n\t 节点%-3d',i); switch (i) case 1 fprintf(fid,'A 厂'); case 2 fprintf(fid,'C 站'); case 3 fprintf(fid,'D 站'); case 4 fprintf(fid,'E 站'); case 5 fprintf(fid,'B 厂'); end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',vol(i,j));%序电压 end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',molU(i,j));%相电压 end

A相

B相

C 相');

A相

B相

C 相');

end case 0 %未查询 fprintf(fid,'\t\t 未查询'); end fprintf(fid,'\r\n\r\n\t********************************支路电流********************************\r\n\t'); switch (checkzl) case 1 %显示某一支路 fprintf(fid,'\t 正序 负序 零序 A相 B相 C 相'); fprintf(fid,'\r\n\t 支路%-3d',chek_zl); switch (chek_zl) case 1 fprintf(fid,'地-B'); case 2 fprintf(fid,' B-E'); case 3 fprintf(fid,' E-D'); case 4 fprintf(fid,' D-C'); case 5 fprintf(fid,' D-A'); case 6 fprintf(fid,' A-C'); case 7 fprintf(fid,'地-D'); case 8 fprintf(fid,'地-C'); case 9 fprintf(fid,'地-A'); end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',cur(chek_zl,j));%序电流 end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',molI(chek_zl,j));%相电流 end case 2 fprintf(fid,'\t 正序 负序 零序 A相 B相 C 相'); for i=1:zzls fprintf(fid,'\r\n\t 支路%-3d',i); switch (i) case 1 fprintf(fid,'地-B'); case 2 fprintf(fid,' B-E');

case 3 fprintf(fid,' E-D'); case 4 fprintf(fid,' D-C'); case 5 fprintf(fid,' D-A'); case 6 fprintf(fid,' A-C'); case 7 fprintf(fid,'地-D'); case 8 fprintf(fid,'地-C'); case 9 fprintf(fid,'地-A'); end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',cur(i,j));%序电流 end for j=1:3 fprintf(fid,'%10.4f',molI(i,j));%相电流 end end case 0 fprintf(fid,'\t\t 未查询'); end fprintf(fid,'\r\n\r\n\r\n'); %-----------------生成数据输出文件

附录四 输入文件和输出文件
1.输入文件:”filein.txt”

2.输出文件:”fileout.txt”


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