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配电网自动化系统短路故障分析 Analysisontheshort-circuitofDMS 张 鑫 (山东电力超高压公司，山东济南 250021) 摘 要:本文以C++为工具，通过分析配电网的有向拓扑图，建立了配电网的数学模型— 节点 线段关联矩阵，并在该数学模型的基础上，结合配电网的特点以及短路故障计算尤其是短路电流计算 的基础知识，提出了一种简单、准确的配电网短路计算机算法。 Abstract:ThistextutilizeCtool,passingtheanalysisgoestogetherwiththedistributionnetwork rushestowardtopologygraph,establishthemathematicsmodelofdistributionnetwork nodeline segmentconnectionmatrix,andbaseonthefoundationinthemathematicsmodel,Combiningthe characteristicofdistributionnetworkandanyrudimentary knowledgeofshort-circuitcalculation, especiallywiththecurrentcalculation,asimpleandaccuratealgorithmofdistributionnetworkshort-circuit faultisputforward. 关健词:配电网 短路故障 节点阻抗矩阵 Keywords:distirbutionnetwork short-circuit nodeimpedancematrix 1引 言 随着电力工业的发展，配电网自动化技术也逐渐成熟，作为配电网管理系统归istribution ManagementSystem)高级应用软件组成部分的配电网短路故障分析，其分析和计算方法也在不断改 进。随着对短路故障研究的深人，分析所考虑的因素越来越全面，计算的误差也越来越小。本文以 C++为工具，通过分析配电网的有向拓扑图，建立了配电网的数学模型— 节点线段关联矩阵，并在该 数学模型的基础上，结合配电网的特点以及短路故障计算尤其是短路电流计算的基础知识，提出了一 种简单、准确的配电网短路计算机算法。 2配电网中短路故障简介 电力系统的短路故障，是指一相或多相载流导体接地或通过负荷相互接触。由于此时故障点的 阻抗很小，只是电流瞬时升高，短路点以前的电压下降，对电力系统的安全运行极为不利。 3短路故障算法 3.1配电网结线图及其数学描述 为了描述配电网各线段向节点供电的潮流分布关系，本文引人了关联矩阵。传统关联矩阵反映的 是节点与线段之间的连接关系[[1]，在此基础上，从潮流分布的意义上对关联矩阵重新定义:关联矩阵A 是一个nxn阶矩阵，行号i对应于节点编号，列号j对应于线段编号，配电网中关联矩阵A的各元素aij 有0,1两种可能情况，当第j条线段的电流流向节点i时，aij=1;当第j条线段的电流不流向节点i 时，aij=0。为了在计算机上自动形成与配电网一一对应的关联矩阵，须对配电网进行优化编号，使形成 的关联矩阵具有规律性。在辐射形配电网即树网图中，定义顺电流方向线段末端节点的编号为线段号; 有两条及以上引出线的节点为分支节点。自电源点((0点)开始J，IGS电流方向对各节点依此升序编号。配 电网结构复杂，节点多，分支多，遇到分支后，电流在分支点向两条分支线同时分流，使得编号复杂化。通 过对大量配电网采用不同方法反复进行编号1分析归纳出两种典型编号方法，如下图。 《.》 ‘卜》 自电源(0点)vii匝电流方向对各节点按升序依此编号，遇到分支节点，选取节点数少的分支线优先 升序编号，而后回到分支点对另一节点数多的分支线继续升序编号。 只要按最优编号方法对配电网进行号后，便可知道配电网的节点数N,分支节点数及各分支点的 分支信息((il,i2,jl,j2)，其中j1,j2由分支点引出的节点数少的分支线的起始线段号终止线段号，ii, i2为由分支点引出的节点数多的分支线的起始线段号和终止线段号，至此可在计算机上自动形成关联