南昌大学实验报告

学生姓名： 熊一凡 学 号： 6100307146 专业班级： 电力系统072班 实验类型：□ 验证 □ 综合 ■ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验项目名称 电力系统短路计算实验 二、实验目的与要求：

目的：通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对系统进行电力系统计算和仿真实验，以达到理论联系实际的效果。通过电子计算机对电力系统短路等计算的数学模拟，分析电力系统的故障计算方法、实现工程计算的功能。提高处理电力系统工程计算问题的实际能力，以及实现对电力系统仿真的过程分析。 要求：

l、 使学生掌握对电力系统进行计算、仿真试验的方法，了解实验对电力系统分析研究的必要性和意义。

2、使学生掌握使用实验设备计算机和相关计算软件、编程语言。 3、应用电子计算机完成电力系统的短路计算。

4、应用电子计算机及相关软件对电力系统进行仿真。 三、主要仪器设备及耗材

1.每组计算机1台、相关计算软件1套

四、实验步骤

1. 将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。

2. 在相应的编程环境下对程序进行组织调试。 3. 应用计算例题验证程序的计算效果。 4. 对调试正确的计算程序进行存储、打印。 5. 完成本次实验的实验报告。 五、实验数据及处理结果

运行自行设计的程序，把结果与例题的计算结果相比较，验证所采用的短路电流计算方法及程序运行的正确性。如果采用的是近似计算方法，还需分析由于近似所产生的误差是否在运行范围内。

实验程序： clear; clc; n=4;

A=[0 0 -1.961i 0; 0 0 -1.695i 0;

-1.961i -1.695i 0 -0.699i; 0 0 -0.699i 0]; B=[-5i -0.25i 0 0]; K=[1 1 1 1; 1 1 1 1;

1 1 1 1; 1 1 1 1]; f=4;

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Y=zeros(n);C=zeros(n);D=zeros(n);M=zeros(1,n);N=zeros(1,n); for a=1:n for b=1:n if a~=b if K(a,b)~=1 if B(a)~=0

C(a,b)=A(a,b)/(K(a,b)*K(a,b)); C(b,a)=A(a,b); end if B(a)==0 C(a,b)=A(a,b);

C(b,a)=A(a,b)/(K(a,b)*K(a,b)); end end if K(a,b)==1 D(a,b)=A(a,b); end

else continue end end end for a=1:n for b=1:n if a~=b

Y(a,b)=A(a,b)/K(a,b)*(-1);

M(1,a)=M(1,a)+C(a,b);N(1,a)=N(1,a)+D(a,b); else continue end end end for a=1:n

Y(a,a)=B(a)+M(1,a)+N(1,a); end Z=inv(Y); If=1/Z(f,f); If

%输出短路故障点电流 运行结果： If =

0 - 0.4889i

实验例题所给结果短路电流：If = - j0.4895，与程序运行结果在误差允许范围之内，故验证了该程序的正确性。 六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议

1. 理解课本上讲述的同步电机突然三相短路的物理分析。

答：同步电机稳态对称运行时，电枢磁势大小不随时间变化，而在空间以同步速旋转，同转子没有相对运动，故不会在转子绕组中感应电流。突然三相短路，定转子间电流会相互影响。实际电机中存在多个有互感磁耦合关系的绕组，其电阻相对较小，对于每个绕组都遵守磁链守恒原则。

现在分析无阻尼绕组同步电机突然三相短路时的情况（分析中同步电机是理想化的，电机转速不变，各参数用标幺值表示），短路前电机处于空载状态，定子侧总磁链?0?xadif[0]，当转子以同步速?旋转，

定子各相绕组磁链将随?作正弦变化，若短路发生在t=0时刻，

?a0??0cos?0, ?b0??0cos(?0?120),?0c0??0cos(?0?120)。为维持磁链

0初值不变，定子三相绕组将出现电流，其所产生磁链

??????a??????a0??0cos(?0??t), ??0cos(?0??t?120),

0bb0

cc0??0cos(?0??t?120),0

因此，短路后定子侧将出现：①基频电流，由三相对称绕组的基频电流产生的交变磁链，用以抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变