论文总字数：64565字

摘 要

现今，电力系统渐渐成为一个广泛、繁杂、时变的系统,不过伴随着中国社会经济和生产力水平的不断的提升与发展，电力工业也随之快速发展，带动着的是电力系统规模的扩大，而所连锁带来的是系统的结构和运行方式也越来越繁琐，与此同时电能用户对电力系统运行的安全与稳定性要求也水涨船高。因此，对现代电力系统的运行提出了更高的要求，既保证安全、可靠和经济地发供电能，又要求保证合格的供电质量。虽然科学技术不断发展，但是电力系统的事故时有发生，如果故障不能及时被切除，产生的冲击电流和电弧，会对电气设备造成一定程度的破坏和威胁到电力网络的正常安全运行，若情况严重时会使所有电力系统的崩溃，从而造成大规模的停电事故，蒙受极大的经济损失，所以可靠、持续供电的要求是电力系统运行时必须去要满足的。在这个大系统中，其设备众多，分布区域很广，要保证每一台装置设备或每一条输电线路在任何时候都不发生任何故障是绝对不可能的。所以对电力系统故障及其检测方法的充分分析是十分有必要和实际价值的。

不过在实际条件和系统安全的多因素限制下，在现场手把手进行实验完成的难度极大且危险性极高，一不小心会引发人生事故，所以为了提高电力系统研究的效率和可信度，我们需要也是必要去使用仿真工具对电力系统进行研究。

考虑到MATLAB的便捷性、优越性与安全性和Visual Basic的可视化与便捷的用户界面，本文在进行单相接地、两相接地、两相短路、三相短路的电力系统短路故障的科学的理论分析后，借助MATLAB编写电力系统短路故障计算程序，从而做到网络中任意点发生短路时可以计算各支路电流和各节点电压。

关键词 电力系统故障，MATLAB，Visual Basic

Abstract

Nowadays, the power system has gradually become a wide, complex and time-varying system, However, with the continuous improvement and development of China's social economy and productivity level, the power industry also develops rapidly, which leads to the expansion of the power system scale. What the chain brings is that the structure and operation mode of the system are becoming more and more complicated. At the same time, the requirements of power users for the safety and stability of power system operation are also rising. Therefore, higher requirements are put forward for the operation of modern power system, not only to ensure the safe, reliable and economic power generation and supply, but also to ensure the qualified power supply quality. Although science and technology continue to develop, but power system accidents happen from time to time. If the fault can not be removed in time, the impact current and arc generated will cause a certain degree of damage to electrical equipment and threaten the normal and safe operation of the power network. If the situation is serious, it will cause the collapse of all power systems, resulting in a large-scale blackout accident and suffer a great deal of experience Economic loss, so the requirement of reliable and continuous power supply must be met when the power system is running. In this large system, there are many equipments and wide distribution area. It is absolutely impossible to ensure that every equipment or every transmission line will not have any fault at any time. Therefore, it is very necessary and practical to fully analyze the power system faults and their detection methods.

However, under the limitation of practical conditions and system security, it is very difficult and dangerous to carry out the experiment with hands on the spot, which may cause human accidents. Therefore, in order to improve the efficiency and reliability of power system research, we need to use simulation tools to study the power system.

Considering the convenience, superiority and security of MATLAB and visual The visual and convenient user interface of basic. After the scientific theoretical analysis of power system short-circuit fault of single-phase grounding, two-phase grounding, two-phase short-circuit and three-phase short-circuit, this paper uses MATLAB to write the calculation program of power system short-circuit fault, so that the branch current and node voltage can be calculated when any point in the network is short-circuit.

Key words: power system fault, MATLAB, Visual Basic

目 录

摘要 3

Abstract 4

第一章 绪 论 8

1.1引言 8

1.2电力系统基本概念 8

1.3电力系统运行要求 9

1.3.1保证系统运行的安全可靠性 9

1.3.3保证系统运行的经济性 9

1.3.4减小对环境不利影响 9

第二章 电力系统短路故障的理论分析 10

2.1短路概念 10

2.2短路原因 10

2.3短路危害 10

2.4安全措施 11

2.5对称分量法 11

2.6不对称短路的等值网络 13

2.6.1等值电路制作原则 13

2.6.2正序等值网络 13

2.6.3负序等值网络 14

2.6.4零序等值网络 14

2.7不对称短路的计算 15

2.7.1不对称故障分析计算的基本步骤 15

2.7.2单相接地短路 15

2.7.3两相短路 18

2.7.4两相接地短路 21

2.7.4正序等效定则 26

2.8不对称短路故障时系统中任意一点的电流和电压的计算 28

2.8.1电流分布计算 28

2.8.2电压分布计算 30

第三章 使用VB语言编写短路故障程序 32

3.1 Visual Basic理论基础 32

3.1.1 Visual Basic 简介 32

3.1.2 VB语言发展历史 33

3.1.3 VB语言特点 33

3.2设计步骤 34

3.2.1设置变量 34

3.2.2形成Z矩阵 34

3.2.3形成导纳矩阵 35

3.2.4 三角分解 35

3.2.5求节点阻抗矩阵 35

3.2.6修正节点阻抗矩阵Z 36

3.2.7 利用Z矩阵分析两相相短路 36

3.3平台设计 37

3.4计算结果 37

3.4.1节点阻抗 37

3.4.2停运端点3两相短路 41

3.4.3线路2-1停运端点1两相相间短路 42

3.5 VB 程序 43

第四章 使用MATLAB编写短路故障程序 59

4.1 MATLAB 理论基础 59

4.1.1 MATLAB 简介 59

4.1.2 MATLAB发展历史 59

4.1.3 MATLAB特点 60

4.2设计步骤 60

4.2.1初始化 60

4.2.2形成节点导纳矩阵 61

4.2.3故障点短路电流的计算 61

4.2.4各序故障电压计算 62

4.2.5支路各序故障电流的计算 62

4.3操作步骤 62

4.4计算结果 63

4.4.1接地点故障分量 64

4.4.2支路正序电流 64

4.5 MATLAB程序 65

第五章 总结 71

第六章 致谢 72

第七章 参考文献 73

第一章 绪 论

1.1引言

现今，电力系统渐渐成为一个广泛、繁杂、时变的系统，其在运行中的基本要求是：保证可靠的持续供电、良好的电能质量与系统运行的经济性。不过伴随着中国社会经济和生产力水平的不断的提升与发展，电力工业也随之快速发展，带动着的是电力系统规模的扩大，而所连锁带来的是系统的结构和运行方式也越来越繁琐，与此同时电能用户对电力系统运行的安全与稳定性要求也水涨船高。虽然科学技术不断发展，但是电力系统的事故时有发生，如果故障不能及时被切除，产生的冲击电流和电弧，会对电气设备造成一定程度的破坏和威胁到电力网络的正常安全运行，若情况严重时会使所有电力系统的崩溃，从而造成大规模的停电事故，蒙受极大的经济损失，所以可靠、持续供电的要求是电力系统运行时必须去要满足的。因此在这种背景下研究电力系统故障及其检测方法有重要的意义和实际价值。但是在实际条件和系统安全的多因素限制下，在现场手把手进行实验完成的难度极大且危险性极高，一不小心会引发人生事故，所以为了提高电力系统研究的效率和可信度，我们需要也是必要去使用仿真工具对电力系统进行研究。

有关电力系统的仿真软件种类很多很杂, 如今使用比较广泛的主要有EMTP、PSS/E、MATLAB、PSASP。其中 MATLAB作为一个庞大系统包含了许多工程计算、仿真功能及工具，越来越多人使用及认可了其强大的编程功能、快速的计算功能、良好的开放性、便利的仿真环境和充裕的工具箱等，其中SIMULINK是基于 MATLAB 环境基础上的仿真平台，用来对动态电力系统进行直接搭建，SIMULINK操作起来上手十分容易，建起模来十分便利，仅仅只需要将元件模型拖放至相应位置，后搭建模型间的联系，最后设置元件模型的参数，点击仿真按钮，即可以对电力科研实验的进行分析与研究，和其它编译软件相比去除掉了很多复杂的编程和算法研究。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：64565字