Matlabsimulink在電力系統(tǒng)故障分析中的應(yīng)用

1、 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密 ，在_年解密

2、后適用本授權(quán)書。2、不保密 。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 目 錄摘要1前言2第一章 緒論41.1課程設(shè)計(jì)的目的及意義41.2 Matlab軟件簡介51.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀51.4 研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值61.5 本課題所作工作7第二章 電力系統(tǒng)故障分析72.1常見短路故障介紹72.2短路故障危害及分析內(nèi)容92.3 短路故障分析92.3.1 對稱分量法102.3.2 關(guān)于復(fù)合序網(wǎng)112.3.3 各類短路故障具體分析122.3.4 正序等效定則182.4無窮大功率電源供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)192.5無窮大功率電源供電系統(tǒng)故障分析計(jì)算22第三章 電

3、力系統(tǒng)故障仿真253.1三相短路系統(tǒng)仿真模型及各模塊參數(shù)設(shè)置253.2仿真結(jié)果分析32第四章 結(jié)論45致 謝46參考文獻(xiàn)47第 47 頁 共 50 頁Matlab/simulink在電力系統(tǒng)故障分析中的應(yīng)用學(xué) 生：xxx指導(dǎo)老師：xxx（xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx）摘 要：本設(shè)計(jì)分析了電力系統(tǒng)短路故障的電氣特征，并利用Matlab/Simulink軟件對其進(jìn)行仿真，進(jìn)一步研究短路故障的特點(diǎn)。通過算例對電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。然后運(yùn)用Matlab/Simulink對算例進(jìn)行電力系統(tǒng)短路故障仿真，得出仿真結(jié)果。并將電力系統(tǒng)短路故障的分析計(jì)算結(jié)果與Matlab仿真的分析結(jié)果進(jìn)行

4、比較，仿真結(jié)果正確。運(yùn)用Matlab對電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行分析與仿真，能夠準(zhǔn)確直觀地考察電力系統(tǒng)短路故障的動態(tài)特性，驗(yàn)證了Matlab在電力系統(tǒng)仿真中的強(qiáng)大功能。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；短路故障；SimulinkApplication of Matlab/simulink in power system fault analysisAuthor：xxxxInstructor：xxxxxx （xxxxxxxxxxxxxxxx)Abstract：This introduction to the power system short-circuit fault analysis method and si

5、mulation of Matlab/simulink basic features.First analysis and calculation of power system short-circuit fault,and then use Matlab/simulink to power system short-circuit fault simulation ,obtain simulation results.Compare power system short-circuit fault analysis and calculation of results with the r

6、esults of Matlab simulation and analysis so as to arrive at conclusions.It shows that using Matlab power system short-circuit fault analysis and simulation can accurately and visually inspect the dynamic characteristics of power system short circuit fault analysis and visually inspect the dynamic ch

7、aracteristics of power system short circuit fault and verified in power system simulation of Matlab.Keywords: PowerSystem；Fault analysis; Simulink 前言 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和控制的復(fù)雜性亦日益增加，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和研究中仿真軟件的應(yīng)用也越來越廣泛。目前常見的電力系統(tǒng)仿真軟件有：EMTP/ATP，是加拿大H.W.Dommel教授首創(chuàng)的電磁暫態(tài)分析軟件，用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計(jì)算，電力系統(tǒng)暫態(tài)過電壓分析，暫態(tài)保護(hù)裝置的綜合選擇等；PSC

8、AD/EMTDC，為Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水電局開發(fā)完成了EMTDC的初版，典型應(yīng)用是計(jì)算電力系統(tǒng)遭受擾動或參數(shù)變化時(shí)，參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律。PSASP，即電力系統(tǒng)分析綜合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP)其功能主要有穩(wěn)態(tài)分析、故障分析和機(jī)電暫態(tài)分析。還有MathWorks公司開發(fā)的MATLAB軟件，為本文介紹的主要內(nèi)容1-2。在MATLAB中，電力系統(tǒng)模型可以在Simulink環(huán)境下直接搭建，也可以進(jìn)行封裝和自定義模塊庫，充分顯現(xiàn)了其仿真平臺的優(yōu)越性。更重要的是，MATLAB提供了豐富的工具

9、箱資源，以及大量的實(shí)用模塊，使我們可以更加深入地研究電力系統(tǒng)的行為特性。本文主要研究探討對電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析，并運(yùn)用Matlab軟件的Simulink工具搭建電力系統(tǒng)故障模型進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真，得出仿真結(jié)果，并將電力系統(tǒng)故障的分析計(jì)算結(jié)果與Matlab仿真的分析結(jié)果進(jìn)行比較，從而得出是否具有一致性的結(jié)論，同時(shí)也驗(yàn)證Matlab在電力系統(tǒng)仿真中是否具有真正作用。在電力系統(tǒng)的故障中，僅在一處發(fā)生不對稱短路或斷線的故障稱為簡單不對稱故障。它通常分為兩類,一類叫橫向不對稱故障，包括兩相短路，單相接地短路以及兩相接地短路三種類型。這種故障發(fā)生在系統(tǒng)中某一點(diǎn)的一些相之間或相與地之間，是處于網(wǎng)絡(luò)三相支

10、路的橫向，故稱為橫向不對稱故障，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）和公共參考點(diǎn)（地接點(diǎn)）之間構(gòu)成故障端口。該端口一個(gè)是高電位點(diǎn)，另一個(gè)是零電位點(diǎn)。另一類故障時(shí)發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)沿三相支路的縱向，叫縱向不對稱故障，它包括一相斷相和兩相斷相兩種基本類型，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)高電位之間構(gòu)成故障端口。本文主要仿真模擬各類短路故障。在Simulink中的SimPowerSystems下選擇各個(gè)電力模塊組成所需電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，通過故障發(fā)生器模擬各種短路類型故障。通過示波器得到所需短路電壓、電流，零序、負(fù)序、正序電壓、電流波形，并與計(jì)算分析所得出的結(jié)論相比較，從而驗(yàn)證Matlab在電力系統(tǒng)仿真中是否具

11、有真正作用。通過一段時(shí)間的掌握了解，在熟練掌握MATLAB軟件的基礎(chǔ)上，本文已對對電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行建模、仿真、分析，得出了相應(yīng)的結(jié)論。雖不完善全面，但管中窺豹略見一斑，已證明Matlab在電力系統(tǒng)分析中確實(shí)有著很大的作用。 第1章 緒論1.1課程設(shè)計(jì)的目的及意義 電力系統(tǒng)是一個(gè)大規(guī)模、時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng),對國民經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用，而與之對應(yīng)的問題即為保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)發(fā)生使對稱結(jié)構(gòu)遭受破壞的短路故障，由于短路會產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果，因而引起了高度重視。除盡量消除導(dǎo)致短路的原因外，還應(yīng)在短路故障發(fā)生后及時(shí)采取措施，盡量減少短路造成的損失，如采用繼電保護(hù)將故障隔離，在合適的地點(diǎn)裝

12、設(shè)電抗器以限制短路電流，采用自動重合閘消除瞬時(shí)故障使系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常等。這些措施均須建立在故障計(jì)算的基礎(chǔ)上。在發(fā)電廠、變電所以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，都必須事先進(jìn)行短路計(jì)算，以此作為合理選擇電氣接線、選用有足夠熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度的電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體、確定限制短路電流的措施、合理配置各種繼電保護(hù)并整定其參數(shù)等的重要依據(jù)。通過運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行的仿真，了解在輸電線路上發(fā)生各種故障時(shí)的系統(tǒng)變化情況。有針對性的改善輸電線路所裝設(shè)的保護(hù)裝置，使其能夠在線路出現(xiàn)故障時(shí)迅速做出反應(yīng)，保證線路安全運(yùn)行，同時(shí)運(yùn)行人員也可以根據(jù)保護(hù)裝置動作情況很快地判斷出故障點(diǎn)所處位置，為線路檢修爭取寶貴時(shí)間并減少因故

13、障而帶來的巨大損失。安置在輸電線路上的保護(hù)裝置，當(dāng)被保護(hù)的元件發(fā)生故障時(shí)，能自動、迅速、有選擇的將故障從電力系統(tǒng)中切除，以保證其余部分恢復(fù)正常運(yùn)行，并使故障元件免于繼續(xù)受傷害。當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)動作于信號，以使值班人員采取措施3。1.2 Matlab軟件簡介 MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。 是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)

14、研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來

15、解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持。可以直接調(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶直接進(jìn)行下載就可以用3。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)故障分析是關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要問題，國內(nèi)外從20世紀(jì)80年代起已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作，提出了多種故障分析技術(shù)和方法，但實(shí)際系統(tǒng)中該問題并未很好地解決。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模日趨龐

16、大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對電力系統(tǒng)故障診斷提出了更高的要求。目前，國內(nèi)外提出了許多電力系統(tǒng)故障診斷的技術(shù)和方法，主要有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化技術(shù)、Petri網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、粗糙集理論、多代理技術(shù)5-8。針對電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況，從技術(shù)和安全上考慮無法進(jìn)行實(shí)際故障實(shí)驗(yàn)，因此開展電力系統(tǒng)系統(tǒng)仿真與故障分析工作具有重要實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和控制的復(fù)雜性亦日益增加，在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和研究中，仿真軟件的應(yīng)用也越來越廣泛?，F(xiàn)在，我們主要使用的電力系統(tǒng)仿真軟件有：EMTP仿真程序，用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計(jì)算，電力系統(tǒng)暫態(tài)過電壓分析等。PSCAD/EMTDC程序，應(yīng)用是計(jì)算電力

17、系統(tǒng)遭受擾動和參數(shù)變化時(shí)，參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律。以及中國電科院開發(fā)的仿真軟件PSASP,其功能主要有穩(wěn)態(tài)分析、故障分析和機(jī)電暫態(tài)分析。還有Math works公司開發(fā)的MATlAB軟件。MATLAB自身的特點(diǎn)使它獲得了對應(yīng)的應(yīng)用學(xué)科，特別是對邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科的極強(qiáng)適應(yīng)能力，并很快成為應(yīng)用學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì)、仿真已至教學(xué)等不可缺少的基礎(chǔ)軟件。在MATLAB中，電力系統(tǒng)模型可以在Simulink環(huán)境下直接搭建，也可以進(jìn)行封裝和自定義模塊庫，充分顯現(xiàn)了其仿真平臺的優(yōu)越性。Simulink是Matlab最重要的組件之一，它提供一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫

18、程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果9-11。1.4 研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值了解電力系統(tǒng)的主要故障類型，掌握相應(yīng)的故障分析方法。主要內(nèi)容包括故障后電流的計(jì)算、短路容量的計(jì)算、故障后系統(tǒng)中各點(diǎn)

19、電壓的計(jì)算以及其他的一些分析和計(jì)算，如故障時(shí)線路電流與電壓之間的相位關(guān)系等。其目的在于應(yīng)用這些計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定值計(jì)算，開關(guān)電器、串聯(lián)電抗器、母線、絕緣子等電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，制定限制短路電流的措施和穩(wěn)定性分析等。短路故障分析主要是對典型的電力系統(tǒng)故障進(jìn)行理論分析，分為三相短路，單相接地短路，兩相短路，兩相接地短路四種12。了解不同類型的短路故障現(xiàn)象對如何處理短路故障有重大意義。其中三相短路的幾率是很小的，但其情況最嚴(yán)重，有時(shí)為了最后論斷電力系統(tǒng)在短路情況下工作的可能性，它起著決定性的作用。此外，研究三相短路之所以重要，還由于我們在分析計(jì)算不對稱短路時(shí)，往往把不對稱短路看成某種假定的三

20、相短路來處理。通過利用MATLAB軟件本身提供的三相短路故障器，設(shè)置短路的所有情況，建立相關(guān)模型，我們可以對電力系統(tǒng)的常見各種類型的故障仿真和分析13-17。 1.5 本課題所作工作 本課題目的是對電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析，并運(yùn)用Matlab軟件的Simulink工具搭建電力系統(tǒng)故障模型進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真，得出仿真結(jié)果，其中包括單相接地短路故障、兩相相間短路故障、兩相接地短路故障、三相短路故障的模型搭建，通過示波器得出短路故障點(diǎn)的電壓、電流、各序電壓、電流的波形，得到仿真結(jié)果。通過計(jì)算分析可以清晰直觀的得出各類短路故障時(shí)，短路點(diǎn)的電壓、電流的變化情況，分析序分量，又可以知道哪些情況下會出現(xiàn)哪些

21、序分量，并且它們大致的變化、與短路量的對應(yīng)關(guān)系又是如何。分析得出這些，就可以對各類短路故障的電壓、電流、序分量的大致波形走向有一個(gè)大致的映像，然后就可以將電力系統(tǒng)故障的分析計(jì)算結(jié)果與Matlab仿真的分析結(jié)果進(jìn)行比較，從而得出是否具有一致性的結(jié)論，同時(shí)也驗(yàn)證Matlab在電力系統(tǒng)仿真中是否具有真正作用。 第二章 電力系統(tǒng)故障分析2.1常見短路故障介紹電力系統(tǒng)的故障一般分為簡單故障和各種復(fù)雜故障。簡單故障是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)某一處發(fā)生短路或斷線故障的情況，其又可分為短路故障（橫向故障）和斷線故障（縱向故障），而復(fù)雜故障則是指兩個(gè)或兩個(gè)以上簡單故障的組合。短路故障有4種類型：三相短路（）、兩相短

22、路（）、單相接地短路（）和兩相短路接地（）；斷線故障分為一相斷線和兩相斷線。本文主要對各短路故障進(jìn)行建模分析。短路產(chǎn)生的原因有很多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）.元件損壞例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等，(2).氣象條件惡化例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌(3）. 違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等；(4). 其他，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。表2.1.1 短路的簡略記號 短路類型示意圖代表符號三相短路二相短路單相短路二相短路接地表2.1.2 不同范圍能發(fā)生

23、短路故障幾率 線路范圍發(fā)生幾率在110kV線路上容量為6000kW以上的發(fā)電機(jī)110kV變壓器110kV母線78.0%7.5%6.5%8.0% 表2.1.3 110kV線路上各種類型短路故障幾率短路類型發(fā)生幾率三相短路二相短路二相短路接地單相短路5%4%8%83% 2.2短路故障危害及分析內(nèi)容隨著短路類型、發(fā)生地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的不同，短路的后果可能只破壞局部地區(qū)的正常供電，也可能威脅整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。短路的危險(xiǎn)后果一般有以下的幾個(gè)方面：（1）.短路故障使短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)比正常值大許多倍的電流，由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到破壞。（2）短路

24、電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，設(shè)備可能過熱以致?lián)p壞。（3）. 短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步電動機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅度下降時(shí)，電動機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢，設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。（4）.當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電廠可能失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。（5）.發(fā)生不對稱短路時(shí)，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動勢，這對于架設(shè)在高壓電力線路附近的通訊線路或鐵道訊號系統(tǒng)等會產(chǎn)生嚴(yán)重

25、的影響。短路故障分析的內(nèi)容和目的：短路故障分析的主要內(nèi)容包括故障后電流的計(jì)算、短路容量的計(jì)算、故障后系統(tǒng)中各點(diǎn)電壓的計(jì)算以及其他的一些分析和計(jì)算，如故障時(shí)線路電流與電壓之間的相位關(guān)系等。短路電流計(jì)算與分析的主要目的在于應(yīng)用這些計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定值計(jì)算，開關(guān)電器、串聯(lián)電抗器、母線、絕緣子等電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，制定限制短路電流的措施和穩(wěn)定性分析等。2.3 短路故障分析 電力系統(tǒng)短路可分為三相短路，單相接地短路。兩相短路和兩相接地短路等。三相短路的三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路。 其他的幾種短路的三相回路均不對稱，故稱為不對稱短路。其中，對稱的三相短路發(fā)生幾率最小但是危害最大

26、，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對稱的情況下，短路電流的周期分量也是一樣對稱的，因此只要分析其中一相，將在2.4節(jié)中介紹其分析方法。而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時(shí)，由于系統(tǒng)的對稱性受到破壞，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了不對稱的電流和電壓，對于這種不對稱的電路，比較簡單的分析方法是采用對稱分量法。2.3.1 對稱分量法在電力系統(tǒng)的故障中，僅在一處發(fā)生不對稱短路或斷線的故障稱為簡單不對稱故障。它通常分為兩類,一類叫橫向不對稱故障，包括兩相短路，單相接地短路以及兩相接地短路三種類型。這種故障發(fā)生在系統(tǒng)中某一點(diǎn)的一些相之間或相與地之間，是處于網(wǎng)絡(luò)三相支路的橫向，故稱為橫向不對稱故障，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）和公共參考點(diǎn)（地接點(diǎn)

27、）之間構(gòu)成故障端口。該端口一個(gè)是高電位點(diǎn)，另一個(gè)是零電位點(diǎn)。另一類故障時(shí)發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)沿三相支路的縱向，叫縱向不對稱故障，它包括一相斷相和兩相斷相兩種基本類型，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)高電位之間構(gòu)成故障端口。分析計(jì)算不對稱故障的方法很多，如對稱分量法、分量法以及在abc坐標(biāo)系統(tǒng)中直接進(jìn)行計(jì)算等。目前實(shí)際中用的最多的和最基本的方法仍是對稱分量法。對稱分量法是分析電力系統(tǒng)三相不平衡的有效方法，其基本思想是把三相不平衡的電流、電壓分解成三組對稱的正序相量、負(fù)序相量和零序相量，這樣就可把電力系統(tǒng)不平衡的問題轉(zhuǎn)化成平衡問題進(jìn)行處理。在三相電路中，對于任意一組不對稱的三相相量（電壓或電流），可以分解為3

28、組三相對稱的分量:(1) 正序分量：三相正序分量的大小相等，相位彼此相差2/3，相序與正常運(yùn)行方式下的相同。(2) 負(fù)序分量：三相負(fù)序分量的大小相等，相位彼此相差2/3，相序與正序相反。(3) 零序分量：三相零序分量的大小相等，相位相同。當(dāng)選擇A相作為基準(zhǔn)相時(shí)，三相相量與其對稱分量之間的關(guān)系為：(其中分別代表a、b、c三相不對稱的電壓或電流相量，分別代表a相正序、負(fù)序、零序分量，同b、c相) （2-1）對于正序分量： （2-2） 對于負(fù)序分量： （2-3）對于零序分量： （2-4）式中，為運(yùn)算子，,有 （2-5）由各相電流求電流序分量： （2-6）2.3.2 關(guān)于復(fù)合序網(wǎng) 電力系統(tǒng)某一故障點(diǎn)的

29、正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)及零序網(wǎng)絡(luò)，屬于基本序網(wǎng)，與故障類型、故障相別無關(guān)；但由各序網(wǎng)絡(luò)組合成的復(fù)合序網(wǎng)與短路故障的類型、相別有關(guān)。如前述，對同一類型的短路故障，不論發(fā)生在哪些相上，以特殊相位基準(zhǔn)相所表示的邊界條件是不變的，因而復(fù)合序網(wǎng)的形式是一樣的，也是最為簡單的。換言之，當(dāng)不對稱支路中有兩相阻抗相同時(shí)，以特殊相為對稱分量的基準(zhǔn)相作出的復(fù)合序網(wǎng)圖，在各序網(wǎng)之間可以不用互感器而直接連接起來。由以上所討論的三種短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖可以看出：單相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)是按三個(gè)序電壓之和等于零和三個(gè)序電流相等的邊界條件，由三個(gè)獨(dú)立的序網(wǎng)絡(luò)相串聯(lián)而成的，所以常稱這種故障為串聯(lián)型故障；兩相接地短路（或兩相短路）時(shí)復(fù)

30、合序網(wǎng)是按三個(gè)（或兩個(gè)）序電流之和等于零和三個(gè)（或兩個(gè)）序電壓相等的邊界條件，由各獨(dú)立序網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)而成的，所以稱這種故障為并聯(lián)型故障。2.3.3 各類短路故障具體分析（1） 單相接地短路故障分析 當(dāng)電力系統(tǒng)中的f點(diǎn)發(fā)生單相（a相）直接短路接地故障時(shí)，其短路點(diǎn)的不對稱電流和電壓可以用圖2.3.2表示，很顯然，短路點(diǎn)的邊界條件為a相在短路點(diǎn)f的對地電壓為零，b相和c相從短路點(diǎn)流出的電流為零。 圖2.3.2 單相接地短路 故障點(diǎn)邊界條件： （2-7）對稱分量法表示為： （2-8）整理得： （2-9） 即接地相正序負(fù)序零序電壓向量和為0，電流相等。電壓和電流的各序分量，也可以直接應(yīng)用復(fù)合序網(wǎng)來求得。根據(jù)

31、故障處各序量之間的關(guān)系，將各序網(wǎng)在故障端口聯(lián)接起來所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為復(fù)合序網(wǎng)。如圖2.3.3示圖2.3.3 單相接地短路復(fù)合序網(wǎng)可以得出短路點(diǎn)的各序電流分量： （2-10）即可解出短路點(diǎn)處的各序電壓分量為： （2-11）短路點(diǎn)的三相電流為： （2-12） 短路點(diǎn)的三相電壓為： （2-13） 即單相接地短路（a相）時(shí)，a相電流增大，b、c相電流為零，a相電壓為零，b、c相電壓增大。(2) 兩相短路 當(dāng)系統(tǒng)中f點(diǎn)發(fā)生兩相（b、c相）直接短路時(shí)，短路點(diǎn)處的電流和電壓可以用圖2.3.4表示： 圖2.3.4 兩相短路并由此可列出故障點(diǎn)的邊界條件為： （2-14） 構(gòu)成復(fù)合序網(wǎng)如圖：圖2.3.5 兩相短路復(fù)

32、合序網(wǎng)可以得出用序分量表示的邊界條件為： （2-15） 即零序電流為0，正序電流與負(fù)序電流幅值相等相位相差180度，正序電壓等于負(fù)序電壓。 短路點(diǎn)處各序電流分量： （2-16） 短路點(diǎn)處各序電壓分量： （2-17） 故障相的短路電流和各相電壓： （2-18） （2-19） 即兩相（b、c相）直接短路時(shí)，a相電流為零，b、c相電流增大；a相電壓增大，b、c相電壓減小。（3） 兩相接地短路 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生b、c兩相直接短路接地時(shí)，短路點(diǎn)處的電壓電流可以由圖2.3.6表示： 圖2.3.6 兩相短路接地 相分量邊界條件為： (2-20)構(gòu)成復(fù)合序網(wǎng)如圖：圖2.3.7 兩相短路復(fù)合序網(wǎng)相應(yīng)的序分量邊界條件為

33、： （2-21）即正序負(fù)序零序電流向量和為0，電壓相等。用復(fù)合序網(wǎng)可求出短路點(diǎn)各序電流分量： （2-22）故障點(diǎn)各序電壓分量為：（2-23）故障處的短路電流為： （2-24）非故障相電壓為： （2-25）即b、c兩相直接短路接地時(shí)，a相電流為零，b、c相電流增大；a相電壓增大，b、c相電壓為零。2.3.4正序等效定則由前述分析可知，在求解各種不對稱故障時(shí)，故障支路的正序電流分量可用如下同式表示。 （2-26）式中 -故前故障點(diǎn)基準(zhǔn)相的運(yùn)行相電壓； -與短路故障類型有關(guān)的阻抗（三相短路時(shí)，；兩相短路時(shí)，；兩相接地短路時(shí)，；單相接地短路時(shí)，）。由式（2.1）可見，不對稱短路故障時(shí)故障支路的正序分量

34、電流 等于故障點(diǎn)每相加上一個(gè)附加阻抗后發(fā)生三相短路的電流。這就是正序等效定則。故障點(diǎn)故障相電流的絕對值與故障支路的正序分量電流成正比，可表示為 （2-27）式中 為與短路類型有關(guān)的比例系數(shù)，其值見表2.3-1。表2.3.1 不同短路故障類型的故障類型 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 單相接地短路 1 32.4無窮大功率電源供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 無窮大功率電源供電系統(tǒng)介紹： 1）無窮大電源可以看作是由多個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成，因而其內(nèi)阻抗為零，電源電壓保持恒定； 2）電源功率為無限大時(shí)，外電路發(fā)生短路（一種擾動）引起的功率改變對電源來說是微不足道的，因而電源的電壓和頻率（對應(yīng)于同步機(jī)的轉(zhuǎn)速）保持恒定

35、。 實(shí)際上，真正的無限大功率電源是沒有的，而只能是一個(gè)相對的概念，往往是以供電電源的內(nèi)阻抗與短路回路總阻抗的相對大小來判斷電源能否作為無限大功率電源。若供電電源的內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗的10%時(shí)，則可認(rèn)為供電電源為無限大功率電源。在這種情況下，外電路發(fā)生短路對電源影響很小，可近似地認(rèn)為電源電壓幅值和頻率保持恒定。 為了在仿真中得到理想的數(shù)據(jù)及波形，文中選擇了無窮大功率電源供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)認(rèn)為功率無窮大，頻率恒定，電壓恒定，即對現(xiàn)實(shí)進(jìn)行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結(jié)論。如圖2.4.1所示。 圖2.4.1無窮大功率電源供電系統(tǒng)圖2.4.1中，最左端是發(fā)電機(jī)組，是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，是變壓器的電

36、抗，是線路電抗，是無窮大電源電壓。假設(shè)發(fā)電機(jī)額定容量=200MVA，發(fā)電機(jī)額定電壓=13.8kV，額定頻率=50Hz，變壓器的變比K=13.8/230，無窮大電源電壓=10000MV。在接下來的系統(tǒng)仿真模型中，以圖2.3.1為基礎(chǔ)，用Simulink以及SimPowerSystems中的模塊來連接組所需要的系統(tǒng)，然后進(jìn)行故障分析。 圖2.3.2無窮大功率電源供電的三相電路突然短路 對于圖2.3.2所示的三相電路，短路發(fā)生前，電路處于穩(wěn)態(tài)，其a相的電流表達(dá)式為： （2-28）式中 當(dāng)在點(diǎn)突然發(fā)生三相短路時(shí)，這個(gè)電路即被分成兩個(gè)獨(dú)立的回路。左邊的回路仍與電源連接，而右邊的回路則變?yōu)闆]有電源的回路。

37、在右邊回路中，電流將從短路發(fā)生瞬間的值不斷地衰減，一直衰減到磁場中儲存的能量全部變?yōu)殡娮柚兴牡臒崮?，電流即衰減為零。在與電源相連的左邊回路中，每相阻抗由原來的減小為，其穩(wěn)態(tài)電流值必將增大。短路暫態(tài)過程的分析與計(jì)算就是針對這一回路的。 假定短路在t=0秒時(shí)發(fā)生，由于電路仍為對稱，可以只研究其中的一相，例如a相，其電流的瞬時(shí)值應(yīng)滿足如下微分方程： （2-29） 這是一個(gè)一階常系數(shù)、線性非齊次的常微分方程，它的特解即為穩(wěn)態(tài)短路電流，又稱交流分量或周期分量為： (2-30)式中，Z為短路回路每相阻抗（）的模值；為穩(wěn)態(tài)短路電流和電源電壓間的相角（）；為穩(wěn)態(tài)短路電流的幅值。短路電流的自由分量衰減時(shí)間常

38、數(shù)為微分方程式（2-31）的特征根的負(fù)倒數(shù)，即： （2-31）短路電流的自由分量電流為： (2-32）又稱為直流分量或非周期分量，它是不斷衰減的直流電流，其衰減的速度與電路中值有關(guān)。式中C為積分常數(shù)，其值即為直流分量的起始值。短路的全電流為： （2-33）式中的積分常數(shù)C可由初始條件決定。在含有電感的電路中，根據(jù)楞次定律，通過電感的電流是不能突變的，即短路前一瞬間的電流值（用下標(biāo)表明）必須與短路發(fā)生后一瞬間的電流值（用下標(biāo)0表示）相等，即：所以： （2-34）將式（2-33）代入式（2-34）中便得： （2-35）由于三相電路對稱，只要用和代替式（2-35）中的就可分別得到b相和c相電流表達(dá)式

39、?，F(xiàn)將三相短路電流表達(dá)式綜合如下： （2-36）2.5無窮大功率電源供電系統(tǒng)故障分析計(jì)算算例：假設(shè)無窮大功率電源供電系統(tǒng)如圖3.1所示，0.02s時(shí)刻變壓器低壓分母線發(fā)生三相短路故障，仿真其短路電流周期分量幅值和沖擊電流的大小。線路參數(shù)為;變壓器的額定容量，短路電壓，短路損耗，空載損耗，空載電流，變比，負(fù)載，高低壓繞組均為Y形聯(lián)接；并設(shè)供電點(diǎn)電壓為110kV。其對應(yīng)的Simulink仿真模型如圖4.1所示。圖2.4.1計(jì)算：變壓器T采用“Three-phrase-transformer（Two Windings）”模型。根據(jù)給定的數(shù)據(jù)： 變壓器的電阻為： (2.33)變壓器的電抗為： (2.3

40、4)則變壓器的漏感： (2.35) 變壓器的勵磁電阻為： (2.36)變壓器的勵磁電抗為： (2.37) 變壓器的勵磁電感為： (2.38) 輸電線路L采用“Three-Phase series RLC Branch”模型。根據(jù)給定的參數(shù)計(jì)算可得： (2.39) (2.40) 得到以上的電力系統(tǒng)參數(shù)后，可以首先計(jì)算出在變壓器低壓母線發(fā)生三相短路故障時(shí)短電流周期分量幅值和沖擊電流的大小。 短路電流周期分量的幅值為： (2.41) 時(shí)間常數(shù)為： (2.42) 則短路沖擊電流為： (2.43)第三章 電力系統(tǒng)故障仿真3.1三相短路系統(tǒng)仿真模型及各模塊參數(shù)設(shè)置 如圖，該電力系統(tǒng)模型包含一個(gè)三相電源（t

41、hree-phase source），連接并聯(lián)RLC負(fù)荷（three-phase parallel RLC load），通過三相線路（three-phase parallel RLC branch）與三相變壓器相連（three-phase transformer），可由三相電壓電流測量器（three-phase V-I measurement）測量實(shí)時(shí)參數(shù)，最后由三相故障器（three-phase fault）進(jìn)行各種故障的模擬,由萬用表（Multimeter）都出參數(shù)由三相序分析儀（3-PhaseSequence Analyzer）分析故障各相序電壓電流。以下為各個(gè)模塊設(shè)置的參數(shù)。（一）三相

42、電源模塊（Three-Phase Source）三相電源模塊于Electrical Source模塊庫下，采用無窮大功率電源，10000MV·A，110KV，Yg型中性點(diǎn)直接接地。具體參數(shù)設(shè)置如下圖：圖3.2三相電源模塊的參數(shù)圖3.1簡單電力系統(tǒng)三相短路系統(tǒng)仿真模型（二）并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊（Parallel RLC Load）并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊（Parallel RLC Load）采用三相并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊5MV，于SimPowerSystems/Elements下提取。具體參數(shù)如下： 圖3.3負(fù)載模塊的參數(shù)(三) 三相線路模塊 于SimPowerSystems/Elements下提

43、取Three-PhaseSeries RLC Branch（串聯(lián)RLC支路）。圖3.4 三相線路模塊參數(shù)（四）三相變壓器模塊 選用雙繞組變壓器模塊Three-PhaseTransformer(Two Windings)，變壓器電阻：變壓器電抗：變壓器漏感：變壓器勵磁電阻：變壓器勵磁電抗：變壓器勵磁電感：換算為標(biāo)幺值后： 變壓器模塊標(biāo)幺值設(shè)置為：圖3.5 變壓器模塊的參數(shù)（五）三相電壓電流測量模塊圖3.6三相電壓電流測量模塊的參數(shù)（六）三相故障模塊三相故障模塊提供了一種可編程的相間（phase-to-phase）和（phase-to-ground）故障斷路器中。三相故障模塊使用了三個(gè)獨(dú)立的斷路器

44、，用來模擬各種對地或者相間故障模型。本設(shè)計(jì)需要用到單相接地短路、兩相相間短路、兩相接地短路、三相短路。設(shè)計(jì)的短路故障時(shí)間及切除時(shí)間為0.02 0.1。（七）示波器模塊由于示波器得到的波形為彩色波形，需通過matlab自帶PLOT畫圖軟件畫圖，有兩種方法，一是加入to workspace模塊，將數(shù)組導(dǎo)入polt畫圖軟件顯示波形；本設(shè)計(jì)采用第二種法方，具體如下：在命令窗口（Command Window）輸入： shh=get(0,'ShowHiddenHandles');  set(0,'ShowHiddenHandles','On')&#

45、160; set(gcf,'menubar','figure')  set(gcf,'CloseRequestFcn','closereq')  set(gcf,'DefaultLineClipping','Off')  set(0,'ShowHiddenHandles',shh） 點(diǎn)擊執(zhí)行命令，此時(shí)發(fā)現(xiàn)示波器多出很多選項(xiàng)，選擇View下Figure Toolbar選擇 Show plot tools 即可將示波器圖形修改。 3.2仿真結(jié)果分析對供電系統(tǒng)

46、變壓器低壓側(cè)電路的短路進(jìn)行分析， 主要分析單相接地短路、 兩相接地短路、兩相短路及三相短路的電壓、電流以及序分量的變化。(一)單相接地短路分析將三相短路故障發(fā)生器元件 (Three-PhaseFault)中"故障相選擇 "的A相故障選中，選擇Ground Fault接地故障。轉(zhuǎn)換時(shí)Transitiontimes(s) 設(shè)置為0.02 0.1 ，對應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換Transiti onst atus設(shè)置為1 0 ,其中 1 表示閉合，0 表示斷開；在三相電壓電流測量模塊(Three-PhaseV-IMeasure-ment)中選擇相電壓和電流作為測量電氣量；萬用表1（Multim

47、eter1）選擇電壓參量，萬用表2（Multimeter2）選擇電流參量；三相分析儀（3-PhaseSequence Analyzer）選擇正序、負(fù)序和零序電氣參量。步進(jìn)方式選擇ode23tb。點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，點(diǎn)擊示波器（Scope），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.1a所示短路電壓波形。圖3.2.1a A相接地短路電壓波形從圖3.2.1a中可以看出，在0.02故障發(fā)生時(shí)刻之前，系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)下，三相波形正弦穩(wěn)定。在0.02 時(shí)刻發(fā)生短路故障后，A相電壓快速降低為0，B、C相電壓升高仍為正弦波形。0.1故障切除后，A相電壓升高恢復(fù)正常，B、C相電壓降低恢復(fù)正常。故障后三相電壓不再對稱,說明單

48、相接地短路為不對稱短路.故障切除后,三相電壓電流經(jīng)暫態(tài)后達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。符合上述分析實(shí)際電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障電壓降低的特征。點(diǎn)擊示波器（Scope2），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.1b所示短路電流波形。圖3.2.1b A相接地短路電流波形如圖3.2.1b所示，在0.02故障發(fā)生時(shí)刻之前，系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)下，三相波形正弦穩(wěn)定。在0.02 時(shí)刻發(fā)生短路故障后，A相電流快速升高，B、C相電流發(fā)生輕微的抖動。0.1故障切除后，A相電流迅速降低恢復(fù)正常，B、C相電流恢復(fù)正常。符合上述分析實(shí)際電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)短路點(diǎn)的邊界條件。為了得到仿真圖中的準(zhǔn)確數(shù)值，以三相短路的 A 相為例，可以

49、在MATLAB的主命令窗口中輸入命令>>ScopeData.signals(1,1).values來顯示故障相的電流數(shù)據(jù)。從得到的大量 A 相電流數(shù)據(jù)中，可以發(fā)現(xiàn)短路電流周期分量的幅值為10.64kA，短路沖擊電流為 17.39kA，同理可得B、C兩相故障的電流值。仿真波形的數(shù)值與理論計(jì)算值相比存在一定的誤差，這主要是由電源模塊的內(nèi)阻造成的，可以通過更改電源模塊的內(nèi)阻值來縮小仿真值與理論值的誤差。點(diǎn)擊示波器（Scope3），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.1c所示短路電壓序分量波形。圖3.2.1c 電壓序分量波形由圖可知，電壓序分量是輸出的峰值，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電壓基本只有

50、正序分量，0.02時(shí)刻故障出現(xiàn)后，出現(xiàn)負(fù)序零序分量。0.1時(shí)刻故障切除后，仍有正序電壓，負(fù)序零序分量消除?；痉锨笆龇治龅碾妷盒蚍至壳闆r。點(diǎn)擊示波器（Scope4），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.1d所示短路電流序分量波形。圖3.2.1d 電流序分量波形由圖可知，電流序分量是輸出的峰值，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，0.02時(shí)刻故障出現(xiàn)后，出現(xiàn)電流序分量，正序負(fù)序零序電流相等重疊為一條曲線。0.1時(shí)刻故障切除后，電流序分量消除。按照理論，A相短路電流為零序電流的3倍，由上圖分析基本符合前述分析的電流序分量情況。（二） 兩相接地短路分析將三相短路故障發(fā)生器元件 (Three-PhaseFault)

51、中"故障相選擇 "的A相、B相故障選中，選擇Ground Fault接地故障。轉(zhuǎn)換時(shí)Transitiontimes(s) 設(shè)置為0.02 0.1 ，對應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換Transiti onst atus設(shè)置為1 0 ,其中 1 表示閉合，0 表示斷開；在三相電壓電流測量模塊(Three-PhaseV-IMeasure-ment)中選擇相電壓和電流作為測量電氣量；萬用表1（Multimeter1）選擇電壓參量，萬用表2（Multimeter2）選擇電流參量；三相分析儀（3-PhaseSequence Analyzer）選擇正序、負(fù)序和零序電氣參量。步進(jìn)方式選擇ode23tb。點(diǎn)擊

52、運(yùn)行仿真，點(diǎn)擊示波器（Scope），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.2a所示短路電壓波形。圖3.2.2a AB兩相接地短路電壓由圖可知0.02短路故障發(fā)生前，ABC相電壓正常，短路故障發(fā)生后，AB兩相電壓迅速降低為0，C兩相電壓升高并繼續(xù)為穩(wěn)定正弦波形，0.1S故障切除后，略有延遲后，ABC三相電壓恢復(fù)正常。點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，點(diǎn)擊示波器（Scope1），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.2b所示短路電流波形。圖3.2.2b AB兩相接地短路電流由圖可知0.02短路故障發(fā)生前，ABC相對地電流都為0，短路故障發(fā)生后，AB兩相電流劇烈變化增大，C相電流仍無變化，0.1S故障切除后，略有延遲后

53、，AB兩相電流恢復(fù)正常。基本符合上述接地短路分析。點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，點(diǎn)擊示波器（Scope1），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.2c所示短路電壓序分量波形。圖3.2.2c AB兩相接地短路電壓序分量由圖可知，故障發(fā)生前，系統(tǒng)基本只有正序分量，0.02時(shí)刻故障發(fā)生后，正序分量迅速減小，并出現(xiàn)上升增大的負(fù)序零序分量，負(fù)序零序分量迅速升高并且與減小的正序分量相等后一起穩(wěn)定。0。1時(shí)刻，故障切除后，略有延遲后，正序分量升高恢復(fù)正常，負(fù)序零序分量減小為0消失?；痉仙显V兩相接地短路分析。又由上訴分析可知，短路電壓為零序電壓的三倍，結(jié)合電壓與電壓分量圖可知基本符合該分析。點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，點(diǎn)擊示波器（Scope1），由上述示波器模塊方法可以得出圖3.2.2d所示短路電流序分量波形。 圖3.2.2d AB兩相接地短路電壓序分量（三）兩相短路分析將三相短路故障發(fā)生器元件 ( Three-PhaseFaul t ) 中"故障相選擇 "的 A、 B、 C 三相故障選中 A、B相，轉(zhuǎn)換時(shí)間Transitiontimes (s) 設(shè)置為 0