故障分析課設(shè)報(bào)告

1、山東交通學(xué)院 電力系統(tǒng)故障分析課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)故障分析課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)故障分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)報(bào)告書(shū)院院( (部部) )別別 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 2課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 任任 務(wù)務(wù) 書(shū)書(shū)題題 目目 基于基于 Matlab 的電力系統(tǒng)故障分析的電力系統(tǒng)故障分析 院院 (部部) 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化 班班 級(jí)級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 5 月月 26 日至日至 6 月月 6 日日 共共 2 周周指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師(簽字簽字) 負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)人(簽字簽字) 年

2、年 月月 日日3目錄目錄摘摘 要要.4ABSTRACT.41 電力系統(tǒng)故障分析的意義電力系統(tǒng)故障分析的意義.52 電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析.52.1 故障概述.52.2 故障類(lèi)型.62.3 故障概率.62.4 短路計(jì)算的基本原則和規(guī)定.72.5 短路點(diǎn)選擇原則.92.6 短路電流計(jì)算的基本步驟.92.7 電力系統(tǒng)故障分析計(jì)算.93 電力系統(tǒng)故障仿真電力系統(tǒng)故障仿真.133.1 三相短路系統(tǒng)仿真模型及各模塊參數(shù)設(shè)置.133.2 仿真結(jié)果分析.194 結(jié)論結(jié)論.26參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).274摘摘 要要本設(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(duì)其進(jìn)行

3、仿真，進(jìn)一步研究短路故障的特點(diǎn)。通過(guò)算例對(duì)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(duì)算例進(jìn)行電力系統(tǒng)短路、斷路故障仿真，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)行比較，從而得出結(jié)論。結(jié)果表明計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果差別不大，運(yùn)用 Matlab 對(duì)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(dòng)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：短路故障；Simulink 分析；短路、斷路電流計(jì)算AbstractThis introduction to the power syetem sho

4、rt-circuit fault analysis method and simulation 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 analysi

5、s and calculation of results with the results 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 analy

6、sis and visually inspect the dynamic characteristics of power system short circuit fault and verified in power system simulation of Matlab.Keywords: Fault analysis; Simulink simulation；Calculation of short-circuit current51 電力系統(tǒng)故障分析的意義電力系統(tǒng)故障分析的意義電力系統(tǒng)發(fā)生使對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)遭受破壞的短路或斷路故障，由于短路會(huì)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

7、導(dǎo)致短路、斷路的原因外，還應(yīng)在短路、斷路故障發(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)裝設(shè)電抗器以限制短路電流，采用自動(dòng)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(dòng)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)。因此故障計(jì)算對(duì)于電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行具有十分重要的意義。2 電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析2.1 故障概述故障概述短路和斷路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故

8、障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生系統(tǒng)通路的情況。所謂斷路，是指一切不正常的相與相之間或相與地不發(fā)生系統(tǒng)通路的情況。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過(guò)的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的1015倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。162.2 故障類(lèi)型故障類(lèi)型三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類(lèi)型：三相短路，兩相短路，單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。其中，除三相短

9、路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱(chēng)，因而又稱(chēng)對(duì)稱(chēng)短路外，其余三類(lèi)均屬不對(duì)稱(chēng)短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的 90。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。表 2.1 給出這幾種短路的簡(jiǎn)略記號(hào)。三相系統(tǒng)中發(fā)生的斷路有 2 種基本類(lèi)型：?jiǎn)蜗鄶嗦泛蛢上鄶嗦贰１肀?2.12.1 短、斷路的簡(jiǎn)略記號(hào)短、斷路的簡(jiǎn)略記號(hào) 短路類(lèi)型示意圖代表符號(hào)三相短路二相短路單相短路二相短路接地單相斷路二相斷路)3(F)2(F)1(F)1 . 1(F2.3 故障概率故障概率運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，架空輸電線是電力系統(tǒng)中比較薄弱的環(huán)節(jié)，發(fā)生短路的幾率最高，我國(guó)某電力系統(tǒng)多年統(tǒng)計(jì)出在不同范

10、圍內(nèi)發(fā)生短路故障的相對(duì)次數(shù)列出如表72.2。表表 2.22.2 不同范圍能發(fā)生短路故障幾率不同范圍能發(fā)生短路故障幾率 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%表表 2.3 110kV110kV 線路上各種類(lèi)型短路故障幾率線路上各種類(lèi)型短路故障幾率短路類(lèi)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% 從表 2.3 中的數(shù)字中可以看出單相短路幾率占?jí)旱剐远鄶?shù)，國(guó)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。三相短路的幾率是很小的，但這并不說(shuō)明三相短路無(wú)關(guān)緊要，相反對(duì)三相短路應(yīng)該加以重視，因?yàn)槿喽搪?/p>

11、的情況最嚴(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，他起著決定性的作用。此外，研究三相短路之所以重要，還由于我們?cè)诜治鲇?jì)算不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，往往把不對(duì)稱(chēng)短路看成某種假定的三相短路來(lái)處理。2.4 短路計(jì)算的基本原則和規(guī)定短路計(jì)算的基本原則和規(guī)定電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算主要是短路電流周期分量的計(jì)算，在給定電源電勢(shì)時(shí)，實(shí)際就是穩(wěn)態(tài)交流電路的求解。在電力系統(tǒng)短路電流的工程計(jì)算中，許多實(shí)際問(wèn)題的解決（如電網(wǎng)設(shè)計(jì)中的電氣設(shè)備選擇）并不需要十分精確的結(jié)果，于是產(chǎn)生了近似計(jì)算的方法。在近似計(jì)算中主要是對(duì)系統(tǒng)元件模型和標(biāo)么值參數(shù)計(jì)算做了簡(jiǎn)化處理。在元件模型方面，忽略發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線

12、路的電容，略去變壓器的勵(lì)磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外） ，負(fù)荷忽略不計(jì)或只做近似估計(jì)。在標(biāo)么8值參數(shù)計(jì)算方面，在選取各級(jí)平均電壓做為基準(zhǔn)電壓時(shí)，忽略各元件(電抗器除外)的額定電壓之比，即所有變壓器的標(biāo)么變比都等于1。此外，有時(shí)還假定所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)具有相同的相位，加上所有元件僅用電抗表示，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算，把短路電流的計(jì)算簡(jiǎn)化為直流電路的求解。短路計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)校驗(yàn)?；炯俣ǎ憾搪冯娏鲗?shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：（1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行；（2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；（3）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)飽和、磁

13、滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)；定子三相繞組空間相差120電氣角；（4）電力系統(tǒng)中各原件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化；（5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)；（6）同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁） ；（7）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（8）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；（9）除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；（10）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；（11）輸電線路的電容略去不計(jì)；（12）用概率統(tǒng)計(jì)法制定

14、短路電流運(yùn)算曲線。一般規(guī)定：（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的510年） 。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式；9（2）在電氣網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響；（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)加裝電抗器的610KV 出線與廠用分支線回路，除其母線和母線隔離開(kāi)關(guān)之間隔板前的引線和套管，計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般

15、選擇在電抗器后；（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。2.5 短路點(diǎn)選擇原則短路點(diǎn)選擇原則短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。所選的短路點(diǎn)一定要是各種短路類(lèi)型是最嚴(yán)重的情況，因?yàn)橹灰@樣才能得出變壓器中性點(diǎn)的最大入地電流，算出后才能進(jìn)行接地電阻允許值的計(jì)算。而且一般不止選擇一個(gè)短路點(diǎn)，而是通常選擇 23 個(gè)分別進(jìn)行計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。2.6 短路電流計(jì)算的基本步驟短路電流計(jì)算的基本步驟在進(jìn)行短路電流計(jì)算前，

16、應(yīng)根據(jù)計(jì)算的目的搜集有關(guān)資料，如電力系統(tǒng)接線圖、運(yùn)行方式、各元件的技術(shù)數(shù)據(jù)等。進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先作出計(jì)算電路圖，再根據(jù)計(jì)算電路圖對(duì)各短路點(diǎn)作出等值電路圖；然后利用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化規(guī)則，將等值電路逐步簡(jiǎn)化，求出短路回路總電抗；最后根據(jù)總電抗可求出短路電流值。2.7 電力系統(tǒng)故障分析計(jì)算電力系統(tǒng)故障分析計(jì)算題目要求題目要求某系統(tǒng)接線如下圖所示，電源的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)及各元件的序電抗均已知。當(dāng) K 點(diǎn)發(fā)生 c 相接地短路時(shí)，求短路起始瞬間故障點(diǎn)處的各序電氣量，并畫(huà)出故障點(diǎn)處的電壓電流相量圖。10G2G1MN10.5kv115kvT1T210.5kvLK(1)MENE各元件的參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) G1 31.25MVA

17、 10.5KV %12.5dX2%16X11MEKV G2 31.25MVA 10.5KV %12.5dX2%16X10.5NEKV變壓器 T1 31.25MVA 10.5/121KV %10.5KUT2 31.25MVA 10.5/121KV %10.5KU線路 12010.4/,3 ,40 xxkm xx Lkm單相斷路故障分析的計(jì)算過(guò)程解：1.計(jì)算各序網(wǎng)絡(luò)的等值參數(shù)K 點(diǎn)發(fā)生了 C 相接地短路,=100MVA 10.5KV ， 以 C 相為基準(zhǔn)相.BSBavUU正序等值網(wǎng)絡(luò)：1(1)*%12.5 1000.4100100 31.25dBGBNXSXS1(1)*%10.5 1000.336

18、100100 31.25KBTBNUSXS1(1)*1221000.4 400.121115BLBBSXX LU2(1)*%12.5 1000.4100100 31.25dBGBNXSXS2(1)*%10.5 1000.336100100 31.25KBTBNUSXS11K1 jxN1 jxM1MENE1kcUj0.4j0.336j0.121j0.336j0.41kcIN1負(fù)序等值網(wǎng)絡(luò)：21(2)*%161000.512100100 31.25BGBNXSXS22(2)*%161000.512100100 31.25BGBNXSXS1(2)*%10.5 1000.336100100 31.25

19、KBTBNUSXS2(2)*%10.5 1000.336100100 31.25KBTBNUSXS1(1)*1221000.4 400.121115BLBBSXX LUK2 jxN2 jxM22kcUj0.512j0.336j0.121j0.336j0.5122kcIN2零序等值網(wǎng)絡(luò)：1(0)*%10.5 1000.336100100 31.25KBTBNUSXS120(0)*%10.5 1000.336100100 31.25KBTBNUSXS1(0)*12210033 0.4 400.363115BLBBSXX LU 0kcUj0.336j0.363j0.3360kcIK0N0 jxN0

20、jxM0各序網(wǎng)絡(luò)的等值參數(shù)：1110.857 0.736/ /0.40.8570.736MNXXX11111.05 0.736 1 0.8571.020.8570.736MNNMMNE XE XEXX 2220.969 0.848/ /0.450.9690.848MNXXX0000.699 0.336/ /0.230.6990.336MNXXX1.021.02 90Ej計(jì)算各序電氣量及各向量：C 相短路，以 C 相為基準(zhǔn)的邊界條件：=; 01KCI2KCI3KCIKCU1KCU2KCU3KCU根據(jù)邊界條件，將三個(gè)序網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)起來(lái)：131Z0Z2Z1aE正正序序負(fù)負(fù)序序零零序序1kaU2kaU0k

21、aU1kaI2kaI0kaI(1) 由復(fù)合序網(wǎng)故障點(diǎn)處的各序電流電壓及序功率 01201231.020.9440.40.450.23KKCKCKCUjIIIZZZj0000.944 0.230.217KcKcUj IXjj 2220.944 0.450.425KcKcUj IXjj 120()(0.2170.425)0.642KcKCKCUUUjjj 1110.642 0.9440.606KcKcKcSUIjj2220.425 0.9440.401KcKcKcSUIjj 0000.217 0.9440.205KcKcKcSUIjj (2) 求故障點(diǎn)處的各項(xiàng)電流、電壓0KaKbII133 0.9

22、442.832KcKcII 220219.4340.60.6420.4250.2170.9240.3250.9790.979KaKcIKcKcjjUUUUjjjjee 14 2202199.40.6420.4250.2170.9240.3250.979KbKcIKcKcjUUUUjjjje j0.642-j0.425-j0.217=0KCU（3）：畫(huà)出短路點(diǎn)電流，電壓向量圖：根據(jù)短路處的邊界條件：,。按一定比例1200.944,KCKCKCIII10.642KcUj20.425KcUj 00.217KcUj 畫(huà)出 K 點(diǎn)電流，電壓的向量圖如下圖：1KCU2KaUKaU1kaU0kU2KCU1k

23、bUkbU2kbUkcI0kbkaII012kckckcIII2kaI1kbI2kbI1kaI（4）求各電氣量的有名值短路點(diǎn)所在電壓等級(jí)的電壓、電流基值為; 11566.43BUKV1000.5023 115BIKA2.832 0.5021.422KcIKA0.979 66.465.0KaKbUUKV10.606 66.4 0.50220.20KcSMVA20.401 66.4 0.50213.37KcSMVA 00.205 66.4 0.5026.83KcSMVA153 電力系統(tǒng)故障仿真電力系統(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)置三相短路系統(tǒng)仿真模型及各模塊參數(shù)設(shè)置圖 3.1

24、 電力系單相故障系統(tǒng)仿真模型（1）三相電源模塊三相電源原件是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的電路原件，也是最重要的原件，其運(yùn)行特性對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)起到?jīng)Q定性的作用。三相電源原件提供了帶有串聯(lián) RL支路的三相電源。三相電源模塊參數(shù)設(shè)置包含 7 個(gè)選項(xiàng)，分別是相電壓（Phase-to-Phase rms voltage） ，表征的是三相電源 A 相、B 相和 C 相的相電壓；A 想相角（phase angle of 16phase A） ，單位是度（degrees） ；頻率（Frequency） ；內(nèi)部連接方式（Internal connection） ；短路阻抗值（Specity impedance

25、using short-circuit level） ，用來(lái)設(shè)定在短路情況下的阻抗數(shù)值；三相電源電阻（Source resistance） ；三相電源電感；其中，內(nèi)部鏈接方式有 3 種，分別是：Y 型，表示中性點(diǎn)不接地；Yn 型，表示中性點(diǎn)接地電阻或消弧線圈接地；Yg 型，表示中性點(diǎn)直接接地。圖 3.2 三相電源模塊的參數(shù)（2）三相線路模塊17圖 3.3 三相線路模塊參數(shù)（3）三相變壓器模塊（1）變壓器模塊變壓器模塊是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)繞組中通有交流電流時(shí)，鐵心（或磁心）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流） 。變壓器由鐵心（或磁心）和繞組組成，繞組有兩個(gè)或兩個(gè)

26、以上的繞組，其中介電源的繞組叫初級(jí)繞組，其余的繞組叫次級(jí)繞組。按電源相數(shù)來(lái)分，變壓器單相、三相和多相幾種形式。他的重要特性參數(shù)主要有：工作頻率：變壓器鐵心損耗與頻率有很大的關(guān)系，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用，這個(gè)頻率稱(chēng)工作頻率。額定頻率：在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。額定電壓：指在變壓器的繞組上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于該電壓。電壓比：指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別?？蛰d電流：變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱(chēng)為空載18電流?？蛰d損耗：指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)在初級(jí)測(cè)得的功率損耗。主要損耗是鐵心損耗，其次是

27、空載電流在初級(jí)繞組銅祖上產(chǎn)生的損耗（銅損） ，這部分消耗很小。效率：指次級(jí)功率與初級(jí)功率比值的百分比。通常變壓器的額定功率越2P1P大，效率就越高。（2）標(biāo)么值參數(shù)系統(tǒng)介紹為了便于工業(yè)應(yīng)用，通常要將有名值轉(zhuǎn)換為標(biāo)么值，而這需要知道相應(yīng)繞組的額定功率（ P ，單位 VA） 、額定電壓（V ,單位 V）以及額定頻率（f ,單位 Hz） 。nnn對(duì)每一個(gè)繞組，其電阻和電抗的標(biāo)么值定義如下：)(.).(baseupLLR (3-1)(.).(baseupLLL (3-2)nnbasePVR2)( (3- 3)nbasefRL2 (3-4)式中：V 、P 和 f 分別為一次繞組的額定電壓，額定功率和額定

28、頻率。nnn（3）雙繞組三相變壓器雙繞組三相變壓器的兩個(gè)繞組可以接成多種形式，如星形 Y、帶中性線的星形Yn、星形接地 Yg、三角形（超前星形 30）它們可以通過(guò)該功能模塊。11D19圖 3.4 變壓器模塊的參數(shù)（4）三相電壓電流測(cè)量模塊三相電壓電流測(cè)量模塊“Three-PhaseV-I Measurement”將在變壓器低壓側(cè)測(cè)量到的電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成 Simulink 信號(hào)，相當(dāng)于電壓、電流互感器的作用。20圖 3.5 三相電壓電流測(cè)量模塊的參數(shù)（5）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

29、塊使用了三個(gè)獨(dú)立的斷路器，用來(lái)模擬各種對(duì)地或者相間故障模型。三相故障模塊中的斷路器的開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間可以由一個(gè) Simulink 外部信號(hào)（外部控制模式）或者內(nèi)部控制定時(shí)器（內(nèi)部控制模式）來(lái)控制。如果不設(shè)計(jì)接地故障，接地電阻（Ground resistance）Rg 自動(dòng)被設(shè)置為 10。6舉例說(shuō)明如下：當(dāng)設(shè)置一個(gè) A、B 相間短路故障模型時(shí)，只需要設(shè)置 A 相故障和 B相故障屬性參數(shù)；當(dāng)設(shè)置一個(gè) A 相接地故障模型時(shí)，只需要同時(shí)設(shè)置 A 相故障和接地故障屬性參數(shù)，并且要指定一個(gè)小的接地電阻值。需要注意的是： 如果三相故障模塊被設(shè)置為外部控制（External control）模式時(shí)，在模塊的封裝

30、圖表中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)控制輸入端。連接到這個(gè)輸入端的控制信號(hào)必須是 0 或者1 之類(lèi)的脈沖信號(hào)（其中 0 表示斷開(kāi)斷路器，1 表示閉合斷路器） 。當(dāng)三相故障模塊被設(shè)置為內(nèi)部控制模式（internal control mode）時(shí)，其開(kāi)關(guān)時(shí)21間（switching times）和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，均在該模塊的屬性參數(shù)對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。3.2 仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析仿真效果圖如下所示（一）正常狀態(tài)下個(gè)測(cè)量點(diǎn)電壓、電流波形圖（1）電源端電壓與電流 電源端電壓22 電源端電流（2）變壓器端電壓與電流 變壓器端電壓23 變壓器端電流(3)負(fù)載端電壓與電流 負(fù)載端電壓24 負(fù)載端電流（二）C 相接地短路狀態(tài)下個(gè)測(cè)

31、量點(diǎn)電壓、電流波形圖：電壓波形圖：25電流波形圖：26274 結(jié)論結(jié)論本論文介紹了電力系統(tǒng)故障和 Matlab/Simulink 的基本特點(diǎn)，探索了電力系統(tǒng)故障中最常見(jiàn)的短路計(jì)算一些常用的計(jì)算方法，和 Matlab 應(yīng)用的基本方法和步驟，在Matlab 軟件中電力系統(tǒng)仿真如何應(yīng)用 SimPowerSystems 模塊庫(kù)構(gòu)建電力系統(tǒng)故障的仿真模型并對(duì)其仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得出一下結(jié)果：應(yīng)用 Matlab/simulink 進(jìn)行仿真分析的結(jié)果和理論計(jì)算的結(jié)果相差不大，Matlab 仿真工具是一種很實(shí)用的工具。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已成為電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行等各個(gè)方面的重要方法和手段，由于 Matlab 具有良好的開(kāi)發(fā)性。高效的數(shù)據(jù)仿真分析，特別是信號(hào)處理和直觀的圖形顯示功能，且 Matlab/simulink 環(huán)境下的 SimPowerSystems 模型庫(kù)及 Simulink 強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能和豐富的工具箱，能快速而準(zhǔn)確的對(duì)電路及更復(fù)雜的電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真、計(jì)算。因此，它已成為電力科研工作者和工程技術(shù)人員應(yīng)用它來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的仿真分析和輔助設(shè)計(jì)的理想工具。28參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析（第