基于MATLABSimulink電力系統(tǒng)短路故障分析與仿真

⑥2*25MW發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)如圖3-15所示圖3-15.2*25MW發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)第四章：模型仿真運(yùn)行4.1建立仿真模型：圖4-1.系統(tǒng)仿真模型圖中，短路故障是用三相故障元件來模擬的，在該模塊的參數(shù)設(shè)置中選擇A項以及接地故障(GroundFault)，并將故障電阻和接地電阻都設(shè)為0.001（很小，但不能為零）。故障時間段可通過Transitiontimes來安排故障起始時間和切除時間分別為0.13和0.25。其余模塊的參數(shù)設(shè)置都要根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行適當(dāng)修改，在此不再作過多敘述。對上述模型進(jìn)行仿真前，需要選擇仿真步長的算法，由于電力系統(tǒng)是帶發(fā)電機(jī)的剛性系統(tǒng)，因此算法ode15s，ode23tb適合采用，仿真停止時間設(shè)定為0.4秒。經(jīng)過一系列選擇，設(shè)置后，就可以對系統(tǒng)開始仿真了。其余三種短路故障的模型與圖4相同，唯一需要修改的地方則是三相故障元件的設(shè)置。當(dāng)要對兩相（假設(shè)B、C兩相）短路故障進(jìn)行仿真時，只需選擇B相和C相，此時接地電阻默認(rèn)值為10E6歐姆；兩相短路接地故障需在兩相短路故障設(shè)置的基礎(chǔ)上多加一個接地選項，并將接地電阻設(shè)置為0.001；三相短路故障的設(shè)置就是將A、B、C三相全部選中。斷線故障是用三相斷路器來模擬的，斷路器的初始狀態(tài)設(shè)為閉合，某相發(fā)生斷線故障時就選擇改變與該相相連的斷路器狀態(tài)，使之打開。4.2仿真結(jié)果與分析：本文以node1為例介紹仿真結(jié)果并對各個故障進(jìn)行分析，測量A相接地短路時A、B、C相電壓電流；A、B兩相短路時A、B、C各相電壓電流；A、B兩相接地短路時各相電壓電流；A、B、C三相短路時各相電壓電流，并對其進(jìn)行分析。 圖4-2.A相接地短路時故障點(diǎn)電壓電流波形由圖4-2所示的波形可以發(fā)現(xiàn)，仿真開始時，系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，三相電壓、電流對稱，都按正弦波變化，當(dāng)A相0．138接地短路時，A相對地電壓劇降為零，B，C兩非故障相電壓基本沒有發(fā)生變化；再觀察電流，在故障發(fā)生前，三相的對地電流都為0，單相接地短路以后，A相電流迅速增大為短路電流，占相和C相電流則保持原樣．故障后三相電壓、電流不再對稱，說明單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)． 圖4-3.A、B兩相短路時故障點(diǎn)電壓電流波形 圖4-4A、B兩相接地短路時故障點(diǎn)電壓電流波形 圖4-5A、B、C三相短路時故障點(diǎn)電壓電流波形改變A相接地短路元件參數(shù)為三相短路，得到線路三相短路時故障點(diǎn)的電壓、電流波形，如圖4-5所示。故障之前，系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，三相電壓、電流對稱，在0．13S時發(fā)生三相短路，三相電壓為OV，三相電流迅速上升為短路電流，并保持為三相對稱，說明三相短路為對稱性短路。故障切除后，三相電壓電流最終達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，并重新恢復(fù)三相對稱運(yùn)行的工作狀態(tài)。以上仿真分析結(jié)果符合實(shí)際，且兩相短路、兩相短路接地的波形圖經(jīng)理論分析也均符合實(shí)際。分別對node1~node2的不同短路類型進(jìn)行跟蹤測量，可得到相對應(yīng)的短路電流。列表如下:短路類型節(jié)點(diǎn)編號單相短路（KA）兩相短路(KA)兩相短路接地(KA)三相短路(KA)node10.380.400.350.48node22.73node33.255.466.466.23node41.791.531.521.72node516.5513.4619.2726.62node64.937.864.964.88node72.453.933.224.46node85.45node92.463.954.434.84node101.231.491.481.57node110.830.750.930.69node120.290.570.560.43第五章:總結(jié)本論文介紹了電力系統(tǒng)故障的基本特點(diǎn)，探索了電力系統(tǒng)故障中最常見的短路計算一些常用的計算方法，和Matlab的基本特點(diǎn)及應(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模塊庫構(gòu)建電力系統(tǒng)故障的仿真模型并對其仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得出了以下結(jié)論：應(yīng)用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真分析的結(jié)果和理論計算的結(jié)果相差不大，Matlab仿真工具室一種很實(shí)用的工具。在建模初期，會遇到一些參數(shù)設(shè)置上的困難，通過不斷地調(diào)整初始參數(shù)最終完成仿真。通過這次論文的撰寫，我對電力系統(tǒng)故障以及Matlab軟件有了更深的認(rèn)識，更扎實(shí)的掌握了電力系統(tǒng)短路故障方面的知識，體會到MATLAB強(qiáng)大的仿真能力，為電氣工作者提供了簡便、直觀、有效地仿真仿真研究方法。但由于實(shí)踐經(jīng)驗缺乏，本文肯定有很多不足之處，懇切希望老師給予批評指正。參考文獻(xiàn)[1]陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2007.[2]李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2007.[3]王錫凡.現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析[M].北京：科學(xué)出版社，2004.[4]何仰贊.電力系統(tǒng)分析（上、下冊）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002[5]夏道止.電力系統(tǒng)分析（第二版）[M].

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