CN111460758B - 基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法。该方法包括以下步骤：初始化供电关联矩阵A，设定在低压供电系统图上存在n个低压电气设备，则矩阵A为n行n列的矩阵，将矩阵A中每个元素的数值均设置为0；依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A；将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算。本方法提高了煤矿低压供电系统短路电流计算效率和准确率，提高了煤矿低压供电系统的安全性。

Description

基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法

技术领域

本发明涉及煤矿低压供电网络短路计算技术领域，特别是一种基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法。

背景技术

煤矿开采的过程中，离不开低压供电机械设备的应用。随着采煤自动化技术的发展,对矿井供电的连续性、可靠性和安全性提出了越来越高的要求，因此对矿井低压电网综合保护系统的研究具有重要的理论和应用价值。

为了提高煤矿低压供电系统运行的安全性、稳定性，专利1(一种煤矿低压供电系统自适应短路计算方法，CN106547984A)提出了一种煤矿低压供电系统短路计算方法，能够实现低压供电系统自动短路计算，但其完全基于关联矩阵完成低压电缆的短路电流自动计算，时间复杂度较高；同时，其在短路电流计算的过程中不考虑母线电阻、电抗对短路电流计算的影响，存在自动化程度低、计算效率和准确率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算效率和准确率高的基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化供电关联矩阵A；

步骤2、依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A；

步骤3、将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算。

进一步地，步骤1所述的初始化供电关联矩阵A，具体如下：

设定在低压供电系统图上存在n个低压电气设备，则供电关联矩阵A为n行n列的矩阵，将矩阵A中每个元素的数值均设置为0；关联矩阵A的行号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，关联矩阵A的列号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，其中低压电气设备包括电源低压馈电开关、低压馈电开关、低压电缆和母线；电源低压馈电开关为直接由上级供电系统供电的低压馈电开关。

进一步地，步骤2中所述的依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A，具体如下：

步骤2.1、将所有母线加入到集合B中，将所有低压馈电开关加入到集合C1中，将所有低压启动器加入到集合C2中，将所有低压电缆加入到集合D中，集合F1、集合F2、集合F3和集合F4初始状态下为空，其中集合F1用于存储电源低压馈电开关和低压馈电开关，执行步骤2.2；

步骤2.2、将所有电源低压馈电开关加入到集合F1中，从集合F1中取出一个开关；

步骤2.3、从集合F1中取出的开关用E表示，将开关E在矩阵A中的列号用i1表示，在集合D中查找是否存在与开关E直接相邻的低压电缆；如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，加入到集合F2中，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i2表示，将供电关联矩阵A中第i2行第i1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.4、在集合B中查找是否存在与开关E直接相邻的母线：如果该母线不存在或开关E是电源低压馈电开关，执行步骤2.5；如果该母线存在且开关E不是电源低压馈电开关，则将该母线从集合B中取出，并将该母线加入到集合F3中，同时，在关联矩阵A第i1行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j1表示；将该母线在矩阵A中的行号用i4表示，则将供电关联矩阵A中第i4行第j1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.5、如果集合F2不为空，则从集合F2中取出一个低压电缆，执行步骤2.6；如果集合F2为空，则执行步骤2.9；

步骤2.6、将从集合F2中取出的低压电缆用H1表示，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i6表示，在集合C1中查找与低压电缆H1直接相邻的低压馈电开关：如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i7表示，将供电关联矩阵A中第i7行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.7、在集合C2中查找是否存在与低压电缆H1直接相邻的低压启动器，如果存在，则将该低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i8表示，将供电关联矩阵A中第i8行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.8、如果集合F2为空，则执行步骤2.9；如果集合F2不为空，则执行步骤2.5；

步骤2.9、如果集合F3不为空，则从集合F3中取出一个母线，执行步骤2.10；如果集合F3为空，则执行步骤2.13；

步骤2.10、将从集合F3中取出的母线用H2表示，将该母线在矩阵A中的行号用i9表示，在集合C1中查找与母线H2直接相邻的低压馈电开关，如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i10表示，将供电关联矩阵A中第i10行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.11、在集合C2中查找与母线H2直接相邻的低压启动器，如果存在，则将查询得到的低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i11表示，将供电关联矩阵A中第i11行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.12、如果集合F3为空，则执行步骤2.13；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.13、如果集合F4不为空，则从集合F4中取出一个开关，执行步骤2.14；如果集合F4为空，则执行步骤2.18；

步骤2.14、将从集合F4中取出的开关用H3表示，将该开关在矩阵A中的行号用i12表示，在集合B中查找是否存在与开关H3直接相邻的母线，如果存在，则将该母线从集合B中取出，加入到集合F3中，在关联矩阵A第i12行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j2表示；将该母线在矩阵A中的行号用i13表示，将供电关联矩阵A中第i13行第j2列对应元素的数值设置为1；

步骤2.15、在集合D中查找是否存在与开关H3直接相邻的低压电缆，如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i14表示，将供电关联矩阵A中第i14行第i12列对应元素的数值设置为1；

步骤2.16：如果集合F3为空，则执行步骤2.17；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.17、如果集合F4为空，则执行步骤2.18；如果集合F4不为空，则执行步骤2.13；

步骤2.18、如果集合F1为空，则执行步骤2.19；如果集合F1不为空，则从集合F1中取出一个开关，执行步骤2.3；

步骤2.19、不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A计算完成，矩阵A中第i行第j列的元素用A_i,j表示，如果A_i,j＝1，则表示顺序号为i的低压电气设备由顺序号为j的低压电气设备供电。

进一步地，步骤3所述的将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算，具体如下：

步骤3.1、将关联距阵A中行号和列号相等的所有元素的数值均设置为1；

步骤3.2、矩阵AE＝A*A，如果矩阵AE和矩阵A相等，则执行步骤3.3；如果不相等，则将矩阵AE的值赋给矩阵A，重复执行步骤3.2；

步骤3.3、将低压供电系统图中所有低压电缆加入集合L1中，从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；

步骤3.4、将从集合L1中取出的低压电缆用M表示，将电缆M在矩阵AE中对应的行号用K1表示，在矩阵AE的第K1行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L2中，依据集合L2中所有线路和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算低压电缆M对应的两相短路电流；

步骤3.5、如果集合L1不为空，则从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；如果集合L1为空，则执行步骤3.6；

步骤3.6、将低压供电系统图中所有母线加入集合L3中，从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；

步骤3.7、将从集合L3中取出的母线用M1表示，将母线M1在矩阵AE中对应的行号用K2表示，在矩阵AE的第K2行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L4中，依据集合L4中所有电缆和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算母线M1对应的两相短路电流；

步骤3.8、如果集合L3不为空，则从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；如果集合L3为空，则所有低压电缆和母线的短路电流计算完成。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)能够依据低压供电系统图，自动获得初始供电关联矩阵，并以此初始供电关联矩阵为基础获得最终供电关联矩阵，对所有线路完成短路电流自动计算，提高了煤矿低压供电系统短路电流计算的自动化程度；(2)提高了煤矿低压供电系统短路电流计算效率和准确率，提高了煤矿低压供电系统的安全性。

附图说明

图1是本发明基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法的流程图。

图2是本发明实施例中煤矿低压供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

结合图1，本发明基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化供电关联矩阵A，具体如下：

设定在低压供电系统图上存在n个低压电气设备，则供电关联矩阵A为n行n列的矩阵，将矩阵A中每个元素的数值均设置为0；关联矩阵A的行号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，关联矩阵A的列号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，其中低压电气设备包括电源低压馈电开关、低压馈电开关、低压电缆和母线；电源低压馈电开关为直接由上级供电系统供电的低压馈电开关。

步骤2、依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A，具体如下：

步骤2.1、将所有母线加入到集合B中，将所有低压馈电开关加入到集合C1中，将所有低压启动器加入到集合C2中，将所有低压电缆加入到集合D中，集合F1、集合F2、集合F3和集合F4初始状态下为空，其中集合F1用于存储电源低压馈电开关和低压馈电开关，执行步骤2.2；

步骤2.2、将所有电源低压馈电开关加入到集合F1中，从集合F1中取出一个开关；

步骤2.3、从集合F1中取出的开关用E表示，将开关E在矩阵A中的列号用i1表示，在集合D中查找是否存在与开关E直接相邻的低压电缆；如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，加入到集合F2中，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i2表示，将供电关联矩阵A中第i2行第i1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.4、在集合B中查找是否存在与开关E直接相邻的母线：如果该母线不存在或开关E是电源低压馈电开关，执行步骤2.5；如果该母线存在且开关E不是电源低压馈电开关，则将该母线从集合B中取出，并将该母线加入到集合F3中，同时，在关联矩阵A第i1行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j1表示；将该母线在矩阵A中的行号用i4表示，则将供电关联矩阵A中第i4行第j1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.5、如果集合F2不为空，则从集合F2中取出一个低压电缆，执行步骤2.6；如果集合F2为空，则执行步骤2.9；

步骤2.6、将从集合F2中取出的低压电缆用H1表示，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i6表示，在集合C1中查找与低压电缆H1直接相邻的低压馈电开关：如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i7表示，将供电关联矩阵A中第i7行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.7、在集合C2中查找是否存在与低压电缆H1直接相邻的低压启动器，如果存在，则将该低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i8表示，将供电关联矩阵A中第i8行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.8、如果集合F2为空，则执行步骤2.9；如果集合F2不为空，则执行步骤2.5；

步骤2.9、如果集合F3不为空，则从集合F3中取出一个母线，执行步骤2.10；如果集合F3为空，则执行步骤2.13；

步骤2.10、将从集合F3中取出的母线用H2表示，将该母线在矩阵A中的行号用i9表示，在集合C1中查找与母线H2直接相邻的低压馈电开关，如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i10表示，将供电关联矩阵A中第i10行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.11、在集合C2中查找与母线H2直接相邻的低压启动器，如果存在，则将查询得到的低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i11表示，将供电关联矩阵A中第i11行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.12、如果集合F3为空，则执行步骤2.13；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.13、如果集合F4不为空，则从集合F4中取出一个开关，执行步骤2.14；如果集合F4为空，则执行步骤2.18；

步骤2.14、将从集合F4中取出的开关用H3表示，将该开关在矩阵A中的行号用i12表示，在集合B中查找是否存在与开关H3直接相邻的母线，如果存在，则将该母线从集合B中取出，加入到集合F3中，在关联矩阵A第i12行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j2表示；将该母线在矩阵A中的行号用i13表示，将供电关联矩阵A中第i13行第j2列对应元素的数值设置为1；

步骤2.15、在集合D中查找是否存在与开关H3直接相邻的低压电缆，如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i14表示，将供电关联矩阵A中第i14行第i12列对应元素的数值设置为1；

步骤2.16：如果集合F3为空，则执行步骤2.17；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.17、如果集合F4为空，则执行步骤2.18；如果集合F4不为空，则执行步骤2.13；

步骤2.18、如果集合F1为空，则执行步骤2.19；如果集合F1不为空，则从集合F1中取出一个开关，执行步骤2.3；

步骤2.19、不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A计算完成，矩阵A中第i行第j列的元素用A_i,j表示，如果A_i,j＝1，则表示顺序号为i的低压电气设备由顺序号为j的低压电气设备供电。

步骤3、将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算，具体如下：

步骤3.1、将关联距阵A中行号和列号相等的所有元素的数值均设置为1；

步骤3.2、矩阵AE＝A*A，如果矩阵AE和矩阵A相等，则执行步骤3.3；如果不相等，则将矩阵AE的值赋给矩阵A，重复执行步骤3.2；

步骤3.3、将低压供电系统图中所有低压电缆加入集合L1中，从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；

步骤3.4、将从集合L1中取出的低压电缆用M表示，将电缆M在矩阵AE中对应的行号用K1表示，在矩阵AE的第K1行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L2中，依据集合L2中所有线路和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算低压电缆M对应的两相短路电流；

步骤3.5、如果集合L1不为空，则从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；如果集合L1为空，则执行步骤3.6；

步骤3.6、将低压供电系统图中所有母线加入集合L3中，从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；

步骤3.7、将从集合L3中取出的母线用M1表示，将母线M1在矩阵AE中对应的行号用K2表示，在矩阵AE的第K2行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L4中，依据集合L4中所有电缆和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算母线M1对应的两相短路电流；

步骤3.8、如果集合L3不为空，则从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；如果集合L3为空，则所有低压电缆和母线的短路电流计算完成。

实施例1

结合图2，本实施例中某煤矿低压供电系统中，设备Z1为电源低压馈电开关、设备Z3、Z4、Z6、Z19为低压馈电开关，设备Z7、Z9、Z11、Z13、Z21、Z23、Z25、Z27、Z29为低压启动器，设备Z8、Z10、Z12、Z22、Z24、Z26、Z28、Z36为母线，设备Z2、Z5、Z18、Z35、Z14、Z15、Z16、Z17、Z20、Z30、Z31、Z32、Z33、Z34为低压电缆。

初始化供电关联矩阵A，在图2中存在n个低压电气设备，n等于36，则矩阵A为n行n列的矩阵，将矩阵A中每个元素的数值均设置为0；关联矩阵A的行号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，关联矩阵A的列号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号；其中，在附图1中，设备Zi在关联矩阵A中对应的行号和列号均为i，且i大于等于1小于等于n。

依据附图2所示的低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A，其中A_i,j为矩阵A第i行第j列的元素；矩阵A中具体元素数值如下所示：A_2,1＝1，A_3,2＝1，A_5,3＝1，A_36,2＝1，A_6,5＝1，A_4,36＝1，A_35,6＝1，A_7,35＝1，A_8,35＝1，A_14,7＝1，A_9,8＝1，A_10,8＝1，A_15,9＝1，A_11,10＝1，A_12,10＝1，A_16,11＝1，A_13,12＝1，A_17,13＝1，A_18,4＝1，A_19,18＝1，A_20,19＝1，A_21,20＝1，A_22,20＝1，A_30,21＝1，A_23,22＝1，A_24,22＝1，A_31,23＝1，A_25,24＝1，A_26,24＝1，A_32,25＝1，A_27,26＝1，A_28,26＝1，A_33,27＝1，A_29,28＝1，A_34,29＝1；矩阵A中其它元素的数值均为0。

依据获得的关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算，同时，在完成矩阵运算时，将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制或运算，短路电流自动计算步骤如下：

步骤3.1、将关联距阵A中行号和列号相等的所有元素的数值均设置为1；

步骤3.2、矩阵AE＝A*A，如果矩阵AE和矩阵A相等，则执行步骤3.3；如果不相等，则将矩阵AE的值赋给矩阵A，重复执行步骤3.2；

步骤3.3、将低压供电系统图中所有低压电缆加入集合L1中，从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；

步骤3.4、将从集合L1中取出的低压电缆用M表示，将电缆M在矩阵AE中对应的行号用K1表示，在矩阵AE的第K1行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L2中，依据集合L2中所有线路和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算低压电缆M对应的两相短路电流；

步骤3.5、如果集合L1不为空，则从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；如果集合L1为空，则执行步骤3.6；

步骤3.6、将低压供电系统图中所有母线加入集合L3中，从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；

步骤3.7、将从集合L3中取出的母线用M1表示，将母线M1在矩阵AE中对应的行号用K2表示，在矩阵AE的第K2行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L4中，依据集合L4中所有电缆和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算母线M1对应的两相短路电流；

步骤3.8、如果集合L3不为空，则从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；如果集合L3为空，则所有低压电缆和母线的短路电流计算完成。

Claims (2)

1.一种基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、初始化供电关联矩阵A；

步骤2、依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A；

步骤3、将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算；

步骤1所述的初始化供电关联矩阵A，具体如下：

设定在低压供电系统图上存在n个低压电气设备，则供电关联矩阵A为n行n列的矩阵，将矩阵A中每个元素的数值均设置为0；关联矩阵A的行号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，关联矩阵A的列号是低压供电系统图中低压电气设备的顺序号，其中低压电气设备包括电源低压馈电开关、低压馈电开关、低压电缆和母线；电源低压馈电开关为直接由上级供电系统供电的低压馈电开关；步骤2中所述的依据低压供电系统图拓扑结构获得不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A，具体如下：

步骤2.1、将所有母线加入到集合B中，将所有低压馈电开关加入到集合C1中，将所有低压启动器加入到集合C2中，将所有低压电缆加入到集合D中，集合F1、集合F2、集合F3和集合F4初始状态下为空，其中集合F1用于存储电源低压馈电开关和低压馈电开关，执行步骤2.2；

步骤2.2、将所有电源低压馈电开关加入到集合F1中，从集合F1中取出一个开关；

步骤2.3、从集合F1中取出的开关用E表示，将开关E在矩阵A中的列号用i1表示，在集合D中查找是否存在与开关E直接相邻的低压电缆；如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，加入到集合F2中，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i2表示，将供电关联矩阵A中第i2行第i1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.4、在集合B中查找是否存在与开关E直接相邻的母线：如果该母线不存在或开关E是电源低压馈电开关，执行步骤2.5；如果该母线存在且开关E不是电源低压馈电开关，则将该母线从集合B中取出，并将该母线加入到集合F3中，同时，在关联矩阵A第i1行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j1表示；将该母线在矩阵A中的行号用i4表示，则将供电关联矩阵A中第i4行第j1列对应元素的数值设置为1；

步骤2.5、如果集合F2不为空，则从集合F2中取出一个低压电缆，执行步骤2.6；如果集合F2为空，则执行步骤2.9；

步骤2.6、将从集合F2中取出的低压电缆用H1表示，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i6表示，在集合C1中查找与低压电缆H1直接相邻的低压馈电开关：如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i7表示，将供电关联矩阵A中第i7行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.7、在集合C2中查找是否存在与低压电缆H1直接相邻的低压启动器，如果存在，则将该低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i8表示，将供电关联矩阵A中第i8行第i6列对应元素的数值设置为1；

步骤2.8、如果集合F2为空，则执行步骤2.9；如果集合F2不为空，则执行步骤2.5；

步骤2.9、如果集合F3不为空，则从集合F3中取出一个母线，执行步骤2.10；如果集合F3为空，则执行步骤2.13；

步骤2.10、将从集合F3中取出的母线用H2表示，将该母线在矩阵A中的行号用i9表示，在集合C1中查找与母线H2直接相邻的低压馈电开关，如果存在，则将查询得到的低压馈电开关从集合C1中取出，加入到集合F1中，将该低压馈电开关在矩阵A中的行号用i10表示，将供电关联矩阵A中第i10行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.11、在集合C2中查找与母线H2直接相邻的低压启动器，如果存在，则将查询得到的低压启动器从集合C2中取出，加入到集合F4中，将该低压启动器在矩阵A中的行号用i11表示，将供电关联矩阵A中第i11行第i9列对应元素的数值设置为1；

步骤2.12、如果集合F3为空，则执行步骤2.13；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.13、如果集合F4不为空，则从集合F4中取出一个开关，执行步骤2.14；如果集合F4为空，则执行步骤2.18；

步骤2.14、将从集合F4中取出的开关用H3表示，将该开关在矩阵A中的行号用i12表示，在集合B中查找是否存在与开关H3直接相邻的母线，如果存在，则将该母线从集合B中取出，加入到集合F3中，在关联矩阵A第i12行中查找数值为1元素对应的列号，查询到的列号用j2表示；将该母线在矩阵A中的行号用i13表示，将供电关联矩阵A中第i13行第j2列对应元素的数值设置为1；

步骤2.15、在集合D中查找是否存在与开关H3直接相邻的低压电缆，如果存在，则将该低压电缆从集合D中取出，将该低压电缆在矩阵A中的行号用i14表示，将供电关联矩阵A中第i14行第i12列对应元素的数值设置为1；

步骤2.16：如果集合F3为空，则执行步骤2.17；如果集合F3不为空，则执行步骤2.9；

步骤2.17、如果集合F4为空，则执行步骤2.18；如果集合F4不为空，则执行步骤2.13；

步骤2.18、如果集合F1为空，则执行步骤2.19；如果集合F1不为空，则从集合F1中取出一个开关，执行步骤2.3；

步骤2.19、不同低压电气设备之间的供电关联矩阵A计算完成，矩阵A中第i行第j列的元素用A_i,j表示，如果A_i,j＝1，则表示顺序号为i的低压电气设备由顺序号为j的低压电气设备供电。

2.根据权利要求1所述的基于拓扑搜索的煤矿低压供电系统短路电流自动计算方法，其特征在于，步骤3所述的将矩阵元素与矩阵元素乘法运算定义为二进制逻辑与运算，将矩阵元素与矩阵元素的加法运算定义为二进制逻辑或运算，依据获得的供电关联矩阵A完成低压供电系统短路电流自动计算，具体如下：

步骤3.1、将关联距阵A中行号和列号相等的所有元素的数值均设置为1；

步骤3.2、矩阵AE＝A*A，如果矩阵AE和矩阵A相等，则执行步骤3.3；如果不相等，则将矩阵AE的值赋给矩阵A，重复执行步骤3.2；

步骤3.3、将低压供电系统图中所有低压电缆加入集合L1中，从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；

步骤3.4、将从集合L1中取出的低压电缆用M表示，将电缆M在矩阵AE中对应的行号用K1表示，在矩阵AE的第K1行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L2中，依据集合L2中所有线路和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算低压电缆M对应的两相短路电流；

步骤3.5、如果集合L1不为空，则从集合L1中取出一个低压电缆，执行步骤3.4；如果集合L1为空，则执行步骤3.6；

步骤3.6、将低压供电系统图中所有母线加入集合L3中，从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；

步骤3.7、将从集合L3中取出的母线用M1表示，将母线M1在矩阵AE中对应的行号用K2表示，在矩阵AE的第K2行中查找数值为1的元素对应的列号，将查询到列号对应的所有低压电缆和母线加入到集合L4中，依据集合L4中所有电缆和母线的电阻、电抗，及低压供电系统相应的系统电抗、系统平均电压，计算母线M1对应的两相短路电流；

步骤3.8、如果集合L3不为空，则从集合L3中取出一个母线，执行步骤3.7；如果集合L3为空，则所有低压电缆和母线的短路电流计算完成。

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