2009年2月9日星期一

用 Maxima 计算 短路电流

用《工业与民用配电设计手册 第三版》 P191的例子 介绍 用 Maxima 计算 短路电流的方法。
这里有几点说明:
1. 例子中,发电机的阻抗值为标幺值;
2. 例子中,电缆的阻抗,标幺值和有名值的转换没有明确;
3. P194页的iz.G1计算中,第一行的电抗值为有名值,第二行的电抗值为标幺值,但用了同一个符号,也没有说明清楚;
4. 这里为了简单一点,只算了一台发电机,并且没有算电动机
5. 因为Maxima的未知原因,输入0.0007,会变成6.9999999999999999E-4
6. 发电机In,根据公式Maxima计算结果为163.1,但例子采用162,这里也强制改为162
7. TG根据公式Maxima计算结果为0.0091129913881823,但例子采用0.01,这里也强制改为0.01
8. 图中的曲线说明:
绿色:短路电流包络线
青色:短路电流
蓝色:短路电流周期分量有效值
红色:短路电流直流分量
9. 0.1秒以后,短路电流直流分量 已经很小,短路电流基本只剩下周期分量,作图只作到0.1秒。
10. 下面程序可以在 http://www.my-tool.com/mathematics/,输入看到结果,不需要安装Maxima.


RdG\*:0.022;
Z\"dG\*:RdG+0.0768*%i;
Z\'dG\*:RdG+0.13*%i;
ZdG\*:RdG+2.866*%i;

T\"dG:0.058;
T\'dG:0.15;
TdG:0.011;

Zl\*:0.0048+0.0007*%i;

f:50;
Un:400;
Sn:113*10^3;
In:Sn/(Un*sqrt(3)),numer;
In:162;

X\"dG\*:imagpart(Z\"dG\*);
X\'dG\*:imagpart(Z\'dG\*);

Z\"G\*:Z\"dG\*+Zl\*;
Z\'G\*:Z\'dG\*+Zl\*;
X\"G\*:imagpart(Z\"G\*);
X\'G\*:imagpart(Z\'G\*);
Xl\*:imagpart(Zl\*);
Xl:0.0007;
Rl\*:realpart(Zl\*);

T\"G:T\"dG*(1+Xl\*/X\"dG\*)/(1+Xl\*/X\'dG\*),numer;
TG:(TdG+Xl\*/(2*%pi*f*RdG\*))/(1+Rl\*/RdG\*),numer;
TG:0.01;

iz:(In/X\'G\*+(1/X\"G\*-1/X\'G\*)*In*%e^(-t/T\"G))*1.1;
ifz:sqrt(2)*In/X\"G\* * %e^(-t/TG);
ip:sqrt(2)*iz+ifz;
ik:sqrt(2)*iz*sin(2*%pi*f*t)+ifz;

ev(iz,t:0.01,numer);
ev(ifz,t:0.01,numer);
ev(ip,t:0.01,numer);
ev(ik,t:0.01,numer);

plot2d([iz,ifz,ip,ik],[t,0,0.1],[nticks,100]);

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