单片机0575 电网相间短路的电流电压保护程序设计与实现

摘要

本文根据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上，形成电力系统短路电流实用汁算方法，编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序，该办法适用于各种复杂结构的电力系统，从另一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景。

根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。通过设计电力系统计算程序使自己对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。

电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障。一般说来，最严重的短路是三相短路。当发生短路时，其短路电流可达数万安甚至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起最大短路电流的侵扰而不致损坏。因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析和设计计算的重要环节，许多电力设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步，电力系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算的工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在必行。

关键字：短路电流，电网，计算程序

第二章 电网相间短路电流电压保护的方法

2.1 电网各个元件参数计算及负荷电流计算

2.1.1  计算网络参数

计算短路电流时，各电气量如电流、电压、功率和电抗等的数值，可用有名值表示，也可用标么值表示。为了计算方便，在低压系统 中宜 用有名值计算法，在高压系统中宜用标么值计算法

标么值计算法 :标么值就是相对值算法，用新选单位进行某物理量的衡量，衡量的值称标么值。 

有名值计算法: 每个电气参数的单位是有名的，而不是相对值。在比较简单的网络中计算短路电流也常常采用此方法，在使用此方法计算短路电流时 ，应 特别注意的是:必须将各电压等级的电气参数都归算到同一电压等级上来。

第三章 电网相间短路电流电压保护程序的设计

3.1 电网相间短路电流电压保护程序主流程图

根据第二章对电网短路电流电压保护的方法进行阐述与计算，可以设计系统的主流程图如图3-1所示。当用户运行程序的时候，进入欢迎使用界面，然后提示用户进行操作选择，这个操作选择有3个选项。第一个选项是进入创建系统子函数；第二个选项是进入加载系统子函数；第三个选项是进入退出子函数。不管是进入创建系统子函数还是加载系统子函数，都会进入整个程序的核心计算子函数，计算子函数完毕以后会询问是否修改短路点，如果不修改则退出，如果修改则进入修改短路点子函数，然后再进入计算子函数。

3.2.2加载系统函数（load）流程图

图3-3 加载系统函数流程图

加载系统函数函数流程图比较相对简单，用户只要把相应以前生成或者保存的系统文件，然后就会输出系统参数，同时询问用户是否进入下一个子函数。

3.2.3 计算子函数（calculate）流程图 

图3-4 计算子函数流程图

计算子程序是整个程序设计的核心，先从文件当中读取整个个电路的关键参数，根据之路参数建立节点的导纳矩阵，然后进行LDU分解因子进行分解成下三角矩阵，如果求解完毕则结束。如果没有邱恩杰完毕则进行求DUZj向量，求取的节点阻抗矩阵阵列向量后，就可以继续求解短路点电路，节点电压，之路电流等参数，最后可以选择将这些数据进行保存。