MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ)短路計(jì)算仿真

1、成績(jī) 南京工程學(xué)院MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ)(作業(yè))題 目 題目八 短路計(jì)算仿真：work1.mdl 課 程 名 稱 MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ) 院（系、部、中心） 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 班 級(jí) K電力122 學(xué) 生 姓 名 于湘唐(42) 張譯天(43) 趙 晨(44) 周博梵(45) 朱高斐(46) 無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障MATLAB模擬1.1 實(shí)例 在圖1-1-1所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)降壓變電所10.5kV母線上發(fā)生了三相短路時(shí)，可將系統(tǒng)視為無(wú)限大容量電源，試求此時(shí)短路點(diǎn)的沖擊電流，短路電流的最大有效值和短路功率。圖1-1-11.2 理論計(jì)算過(guò)程解 取、，已知。 首先計(jì)

2、算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值電抗取作成等值網(wǎng)絡(luò)如圖1-2-1所示。圖1-2-1等值網(wǎng)絡(luò)圖短路回路的等值電抗為短路電流周期分量的有效值為若取沖擊系數(shù)，則沖擊電流為短路電流的最大有效值為短路功率為2.1 無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建假設(shè)無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)如圖2-1-1所示，在0.02s時(shí)刻變壓器低壓母線發(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。圖2-1-1供電系統(tǒng)圖 線路參數(shù)為，；變壓器1的額定容量，短路電壓，短路損耗，空載損耗，空載電流，變比，高低壓繞組均為Y形聯(lián)結(jié)；并設(shè)供電點(diǎn)電壓為110KV。變壓器3、4的額定容量，短路電壓，短路損耗，空載損耗，空載電流，變比，高低壓繞組

3、均為Y形聯(lián)結(jié)。 其對(duì)應(yīng)的Simulink仿真模型如圖2-1-2所示。圖2-1-2無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)的Simulink仿真圖2.2電源模塊的參數(shù)設(shè)置在圖2-1-2中，電源采用“Three-phase source”模型，其參數(shù)設(shè)置如圖2-2-1所示。圖2-2-1電源模塊的參數(shù)設(shè)置2.3.1變壓器T1模塊的參數(shù)設(shè)置變壓器T1采用“Three-phase transformer（Two Windings）”模型。根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，計(jì)算折算到110KV側(cè)的參數(shù)如下：變壓器的電阻為變壓器的電抗為則變壓器的漏感：變壓器的勵(lì)磁電阻為變壓器的勵(lì)磁電抗為變壓器的勵(lì)磁電感為則變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置如圖2-3-1和

4、圖2-3-2所示。圖2-3-1變壓器T1模塊的參數(shù)設(shè)1圖2-3-2變壓器T1模塊的參數(shù)設(shè)22.3.2變壓器T3、T4模塊的參數(shù)設(shè)置變壓器T3和T4采用“Three-phase transformer（Two Windings）”模型。根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，計(jì)算折算到35KV側(cè)的參數(shù)如下：變壓器的電阻為變壓器的電抗為則變壓器的漏感：變壓器的勵(lì)磁電阻為變壓器的勵(lì)磁電抗為變壓器的勵(lì)磁電感為則變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置如圖2-3-3和圖2-3-4所示。圖2-3-3變壓器T3和T4模塊的參數(shù)設(shè)1圖2-3-4變壓器T3和T4模塊的參數(shù)設(shè)22.4輸電線路模塊的參數(shù)設(shè)置輸電線路L采用“Three-phase Series

5、 RLC Branch”模型。根據(jù)給定的參數(shù)計(jì)算可得輸電線路的參數(shù)設(shè)置如圖2-4-1所示。圖2-4-1輸電線路模塊的參數(shù)設(shè)置2.5三相電壓電流測(cè)量模塊參數(shù)設(shè)置三相電壓電流測(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，其參數(shù)設(shè)置如圖2-5-1所示。圖2-5-1三相電壓電流測(cè)量模塊參數(shù)設(shè)置2.6三相線路故障模塊參數(shù)設(shè)置仿真時(shí)，故障點(diǎn)的故障類型等參數(shù)采用三相線路故障模塊“Three-Phase Fault”來(lái)設(shè)置，如圖2-6-1所示。圖2-6-1三相線路故障模塊參數(shù)設(shè)置2.7仿真結(jié)果通過(guò)模

6、型菜單窗口中的“SimulinkConfiguration Parameters”命令打開(kāi)設(shè)置仿真參數(shù)的對(duì)話框，選擇可變步長(zhǎng)的ode23t算法，仿真起始時(shí)間設(shè)置為0，終止時(shí)間設(shè)置為0.2s，其他參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置。在三相線路故障模塊中設(shè)置在0.02s時(shí)刻變壓器低壓母線發(fā)生三相短路故障。如圖2-7-1所示。圖2-7-1設(shè)置仿真參數(shù)運(yùn)行仿真，可得變壓器低壓側(cè)的三相短路電流波形如圖2-7-1所示。圖2-7-1三相短路電流波形圖為了得到仿真結(jié)果的準(zhǔn)確數(shù)值，可將仿真圖中示波器模塊的“Data history”欄設(shè)置為如圖2-7-2所示方式。圖2-7-1示波器模塊設(shè)置這樣就可以在MATLAB的命令窗口中輸入ScopeData.signals.values(:,1)命令來(lái)顯示A相電流的數(shù)據(jù)（B、C相數(shù)據(jù)與此類似）。如圖2-7-3圖2-7-3輸出結(jié)果可見(jiàn)，短路沖擊電流為7.32KA，短路功率為52.3MVA，與理論值相比有點(diǎn)差別。3.1 仿真結(jié)果比較 根據(jù)實(shí)例及給定數(shù)據(jù)推算所得，上述的沖擊電流大小和短路功率分別為7.32KA和52.3MVA，這是理論上計(jì)算的準(zhǔn)確量。而我們根據(jù)數(shù)