基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真设计

《基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、....研究生课程论文封面（2014—2015学年第1学期）报告题目：基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真姓名：　　　　　　学号：　　　年级：专业：　　　　　　学院：　　电气学院　　注意事项：1、以上各项由研究生本人认真填写；2、研究生课程论文应符合一般学术规范，具有一定学术价值，严禁抄袭或应付；凡学校检查或抽查不合格者，一律取消该门课程成绩和学分，并按有关规定追究相关人员责任；3、论文得分由批阅人填写，并签字确认；批阅人应根据作业质量客观、公正的签写批阅意见（原则上不少于50字）；4、原则上要求所有课程论文均须用A4纸打印，加装本封面，左侧装订；5、课程论文由学生所在学院（系

2、）统一保存，以备查用。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课程名称：　电力系统运行与控制课程类型：　选修课　　授课教师：学时：学分：2.0论文得分批阅人签字　批阅意见：河南理工大学研究生学处制专业资料....本文介绍了MATLAB软件在电力系统中的应用，以及动态仿真工具Simulink。的使用。MATLAB的Simulink的仿真环境中，利用Simpowersystems中电气元件对电力系统发生单相短路时电路情况进行仿真与分析，着重分析了中性点不接地时电压电流的变化情况。结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB是电力系统仿真研究的有力工具。1电力系统短路故障分析1.

3、1短路故障原因短路产生的原因有很多，主要有以下几个方面：（1）元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。1.2短路故障分析的内容和目的短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。短路电流计算与分析的主要目的在于应用

4、这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。1.3电力系统单相接地短路计算1.3.1正序等效定则在求解各种不对称故障时，故障支路的正序电流分量可用如下同式表示：（1-1）式中------故前故障点基准相的运行相电压；------与短路故障类型有关的阻抗（三相短路时，专业资料....；两相短路时，；两相接地短路时，；单相接地短路时，）。由式（1-1）可见，不对称短路故障时故障支路的正序分量电流，等于故障点每相加上一个附加阻抗后发生三相短路的电流。这就是正序等效定则。故障点故障相电流的绝对值与故障支路的正序

5、分量电流成正比，可表示为（1-2）式中为与短路类型有关的比例系数，其值见表1-1。表1-1不同短路故障类型的故障类型三相短路两相短路两相接地短路单相接地短路131.3.2单相接地短路分析单相接地短路时的系统接线图如图1-1所示。假定a相接地短路，短路处以相量表示的边界条件方程为；（1-3）转换为对称分量关系（1-4）可见，单相接地短路时有零序电压，同时也存在零序电流（在中性点直接接地的系统中）。由式（1-4）可知，A相接地短路时选基准相为a相，故障点b相和c相的序电压、序电流就没有式（1-4）的简单关系。同样，b相接地时选基准相位b相，c相接地时选基准相位c相，基准相的序电压、序电流具有式

6、（1-4）的关系。专业资料....故障处以序分量表示的边界条件指明了三序网络在故障端K处的联接方式。分析式（1-4），由于，所以正序网、负序网、零序网应串联；同时因，故三个序网串联后应短接，画出复合序网如图1-2所示。由复合序网可求出故障处的各序电流和电压（1-5）图2-1单相接地短路时系统接线图图2-2单相接地短路时的复合序网图（1-6）短路处的各序功率为（s=1,2,0）(1-7)根据对称分量的合成公式，可得各相电流、电压为（1-8）（1-9）由式（2-9）可得专业资料....（1-10）式（2-10）说明，两个非故障相电压的幅值比M与其间的相位差与的比值有关。因，作出电流相量关系如图

7、2-3（b）所示。假定和得阻抗角相等（或为纯电抗），由，可知，滞后的相位角为，滞后的相角为，又，作出故障点电压相量图如图2-3（a）所示。图中示出的电压相量关系对应的是的情况，根据式(2-10),此时。图2-3单相接地短路处的电压电流相量图从以上的分析计算可知，单相接地短路有以下一些基本特点：（1）短路处故障中的各序电流大小相等，方向相同，故障相中的电=3=3=3，而两个非故障相中的电流均为零。（2）短路处正序电流的大小