基于MATLAB的电力系统故障仿真】.ppt

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LOGOHotTip基于基于MATLAB的电力的电力系统故障真系统故障真汇报提纲汇报提纲课题研究意义课题研究意义课题研究目的课题研究目的课题研究内容课题研究内容LOGO课题研究意义课题研究意义电力系统发生使对称结构遭受破坏的短路故障，由于短路会产生十分严重的后果，因而引起了高度重视。

除尽量消除导致短路的原因外，还应在短路故障发生后及时采取措施，尽量减少短路造成的损失，如采用继电保将故障隔离，在合适的地点装设电抗器以限制短路电流采用自动重合闸消除瞬时故障使系统尽快恢复正常等。

这些措施均须建立在故障计算的基础上。

在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计工作中，都必须事先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、合理配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。

因此故障计算对于电力系统的设计和安全行具有十分重要的意义。

LOGO课题研究目的课题研究目的本设计目的是对电力系统的故障进行分析，并对算例运用Matlab软件的Simulink工具搭建电力系统故障模型进行电力系统故障真，得出仿真结果，并将电力系统故障的分析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出是否具有一致性的结论，同时也验证Matlab在电力系统仿真中是否具有真正作用。

LOGO课题研究内容课题研究内容无穷大功率电源供电系统三相短路仿真同步发电机突然短路的暂态过程仿真小电流不接地系统单相故障中性点经消弧圈接地系统LOGO无穷大功率电源供电系统三相短路无穷大功率电源供电系统三相短路首先介绍简单电路发生三相短路的暂态过程，然后介绍利用Simulink进行仿真的方法。

此电路中假设电源电压幅值幅值个频率都为恒定值，这种电源称为无穷大功率电源，这个名称从概念上不难理解的。

实际上真正的无穷大功率电源是不存在的。

这只是一个相对的概念，短路回路总阻抗和供电电源内阻抗的大小判断是工具无穷大功率的电源。

当供电的电源内阻抗小雨短路回路小阻抗百分之10时，那么供电的电源也成了无穷大功率的电源。

在这种状况下，外面出现短路对电源的影响有限，这时就可认定电源电压的频率和幅值也就比较稳定。

无穷大功率电源供电的三相电路突然短路LOGO无穷无穷大功率电源供电系统三相短路无穷无穷大功率电源供电系统三相短路仿真模型的构建仿真模型的构建如图4-1所示的无穷大功率电源供电系，若在0.02秒时变压器低压母线发生了三相短路故障，就仿真短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。

线路参数是L=50km,x=0.4,r=0.17,变压器额定电容为S=20MV.A，短路电压为10.5，短路耗在135kw,空载损耗为22kw，空载电流为0.8，高压绕组均为Y形结，并设电点电压为110kv。

无穷大功率电源供电系统无穷大功率电源供电系统无穷大功率电源供电系统的无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图仿真图变压器T采用三相模型THREE-PHASETRANSFORMER，根据所给的参数，则这算到110kv的参数如下：

LOGO如果采用标么值，则在Simulink的三相模型中，一、二次绕组漏感和电阻的额定功率和一次和二次侧各自的额定线电压为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次侧额定电压为基准值LOGO课题研究背景课题研究背景LOGO无穷大功率电源仿真结果及分析无穷大功率电源仿真结果及分析LOGOLOGO同步发电机突然短路的暂态过程仿真同步发电机突然短路的暂态过程仿真同步发电机是电力系统中最重要的原件，它可以由多个磁耦合关系的绕组构成，定子绕组和转子之间还有相对运动。

同步发电机稳态运行时电枢磁势大小不会随时间变化，而且以同步速度旋转，但它和转子没有相对运动。

所以不会在转子绕组中感应电流。

突然短路时，定子电流在数值上发生急剧反应，电枢反应磁通也随着变化，转子在运动中产生感应电流，同时电流又反过来影响电流的变化。

定子和转子绕组电流互相影响是同步发电机短路暂态过程的一个显著特点。

.同步发电机突然三相短路暂态过程的模型构建同步发电机突然三相短路暂态过程的模型构建LOGO同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真结果同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真结果a相电流滞后a相电压，也即使电流和电压波形在过零点相差0.25ms,所以在故障模块中设置0.02025s时发生三相故障。

其他参数默认，按照上述规定开始仿真小电流接地系统单相故障特点简介小电流接地系统单相故障特点简介LOGO中性点不接地系统的仿真的构建中性点不接地系统的仿真的构建若设定该模型有4条10kV输电线，线路长度分别为130km,175km,1km,150km,其它参数相同。

需要注意的是，在实际10kV配电系统中，单回架空线路的输送容量一般在0,2-2MV.A，输送距离为6-20km。

该仿真模型将输电线路的长度加长，这样可以使仿真时的故障特征更加明显，而且不用很多输电线路数，不影响仿真结果的正确性。

LOGO中性点不接地系统的仿真中性点不接地系统的仿真结果结果首先仿真模型中选择离散算法，仿真时间为0.2s,利用Powergui模块设置采样时间为，系统在0,04s时发生A相金属性单相接地。

从而A相接地电压变为零，BC相对电压升高倍，但此时线电压任然保持对称对负荷没有影响。

从下面仿真图可知各个线路始端零序电流，那么从而得到接地电流的有效值如下所示如下图中也可知，在中性点不接地的时候，非故障线路的零序电流超清零序电压90度，故障线路的零序电流为全系统非故障元件对电容电流之和，电容电流的实际方向为由线路流向母线，则故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相差180度中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型的构建中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型的构建在中性点不接地系统的图的基础上，建立中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型，也就是在电源的中性点接入一个电感线圈，其他参数与中性点不接地系统相同。

当全系统的电容电流超过一定数值（相对于3到6kV电网超过30A，10kV电网超过20A，22-66V电网超过10A）时就要装消弧线圈。

中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流的有效值大约为2.9A左右，远远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿效果非常明显。

对于非故障线路来说，其中零序电流仍然是本身的电容电流，零序电流超前零电压90度，电容电的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统是相同的。

对于故障线路来说，其中零序电流大鱼本身的电容电流，并且电容电流的实际方向由母线流向线路。

在这种情情况下午饭用电流方向的差别来判断故障线路，从而也很难用零序电流的大小找出故障线路