MATLAB应用基础短路计算仿真

1、成绩 南京工程学院MATLAB应用基础(作业)题 目 题目八 短路计算仿真：work1.mdl 课 程 名 称 MATLAB应用基础 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电力系统及其自动化 班 级 K电力122 学 生 姓 名 于湘唐(42) 张译天(43) 赵 晨(44) 周博梵(45) 朱高斐(46) 无穷大功率电源供电系统发生三相短路故障MATLAB模拟1.1 实例 在图1-1-1所示的网络中，当降压变电所10.5kV母线上发生了三相短路时，可将系统视为无限大容量电源，试求此时短路点的冲击电流，短路电流的最大有效值和短路功率。图1-1-11.2 理论计算过程解 取、，已知。 首先计

2、算各元件参数的标幺值电抗取作成等值网络如图1-2-1所示。图1-2-1等值网络图短路回路的等值电抗为短路电流周期分量的有效值为若取冲击系数，则冲击电流为短路电流的最大有效值为短路功率为2.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建假设无穷大功率电源供电系统如图2-1-1所示，在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。图2-1-1供电系统图 线路参数为，；变压器1的额定容量，短路电压，短路损耗，空载损耗，空载电流，变比，高低压绕组均为Y形联结；并设供电点电压为110KV。变压器3、4的额定容量，短路电压，短路损耗，空载损耗，空载电流，变比，高低压绕组

3、均为Y形联结。 其对应的Simulink仿真模型如图2-1-2所示。图2-1-2无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图2.2电源模块的参数设置在图2-1-2中，电源采用“Three-phase source”模型，其参数设置如图2-2-1所示。图2-2-1电源模块的参数设置2.3.1变压器T1模块的参数设置变压器T1采用“Three-phase transformer（Two Windings）”模型。根据给定的数据，计算折算到110KV侧的参数如下：变压器的电阻为变压器的电抗为则变压器的漏感：变压器的励磁电阻为变压器的励磁电抗为变压器的励磁电感为则变压器模块的参数设置如图2-3-1和

4、图2-3-2所示。图2-3-1变压器T1模块的参数设1图2-3-2变压器T1模块的参数设22.3.2变压器T3、T4模块的参数设置变压器T3和T4采用“Three-phase transformer（Two Windings）”模型。根据给定的数据，计算折算到35KV侧的参数如下：变压器的电阻为变压器的电抗为则变压器的漏感：变压器的励磁电阻为变压器的励磁电抗为变压器的励磁电感为则变压器模块的参数设置如图2-3-3和图2-3-4所示。图2-3-3变压器T3和T4模块的参数设1图2-3-4变压器T3和T4模块的参数设22.4输电线路模块的参数设置输电线路L采用“Three-phase Series

5、 RLC Branch”模型。根据给定的参数计算可得输电线路的参数设置如图2-4-1所示。图2-4-1输电线路模块的参数设置2.5三相电压电流测量模块参数设置三相电压电流测量模块“Three-PhaseV-I Measurement”将在变压器低压侧测量到电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，其参数设置如图2-5-1所示。图2-5-1三相电压电流测量模块参数设置2.6三相线路故障模块参数设置仿真时，故障点的故障类型等参数采用三相线路故障模块“Three-Phase Fault”来设置，如图2-6-1所示。图2-6-1三相线路故障模块参数设置2.7仿真结果通过模

6、型菜单窗口中的“SimulinkConfiguration Parameters”命令打开设置仿真参数的对话框，选择可变步长的ode23t算法，仿真起始时间设置为0，终止时间设置为0.2s，其他参数采用默认设置。在三相线路故障模块中设置在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障。如图2-7-1所示。图2-7-1设置仿真参数运行仿真，可得变压器低压侧的三相短路电流波形如图2-7-1所示。图2-7-1三相短路电流波形图为了得到仿真结果的准确数值，可将仿真图中示波器模块的“Data history”栏设置为如图2-7-2所示方式。图2-7-1示波器模块设置这样就可以在MATLAB的命令窗口中输入ScopeData.signals.values(:,1)命令来显示A相电流的数据（B、C相数据与此类似）。如图2-7-3图2-7-3输出结果可见，短路冲击电流为7.32KA，短路功率为52.3MVA，与理论值相比有点差别。3.1 仿真结果比较 根据实例及给定数据推算所得，上述的冲击电流大小和短路功率分别为7.32KA和52.3MVA，这是理论上计算的准确量。而我们根据数