基于Matlab的输电线路故障波形仿真研究

1、    基于matlab的输电线路故障波形仿真研究    徐竟争程林中【摘 要】为了对输电线路故障波形进行快速、准确的诊断识别与绘制，本文运用matlab软件丰富的绘制以及仿真波形的优势，成功仿真出了输电线路故障波形图。利用simulink软件包画出输电线路故障模型图，并重点介绍模型图中元件的参数以及具体仿真过程。结果表明，输电线路故障波形图能准确反应故障类型。对以后输电线路故障的诊断具有很好的参考价值以及实现基础。【关键词】输电线路；故障；matlab；仿真【abstract】in order for the transmission-line fau

2、lt waveform for fast， accurate diagnosis to identify and draw， draw this paper， the advantages of rich and matlab software simulation waveforms， the success of a transmission line fault simulation waveforms. packages using simulink model diagram drawn transmission line fault， and highlight specific

3、simulation parameters and process model diagram elements. the results show that the transmission line fault waveforms can accurately reflect the type of fault. has a good reference value for later transmission line fault diagnosis and the realization of the foundation.【key words】transmission-line； f

4、ault； matlab； simulation0 引言随着社会不断地发展，电力事业取得了很大的发展及进步，电能在越来越广泛的范围内被使用，已经融入了现代社会和经济生活的每个角落，电力系统安全可靠运行是经济稳定发展和社会安定的重要保证。而输电线路在实际运行中经常发生各种故障，如单相短路故障、两相短路、两相接地短路，三相短路以及断路故障等。及时准确地对输电线路进行故障诊断就显得非常重要。由于我国幅辽阔，地形地貌的多样性致使输电线路工作环境极为恶劣，输电线路发生故障导致线路跳闸、停电，对电力系统安全运行造成了很大威胁，所以，在线路发生故障时能及时判别故障类型，减少因故障引起的停电损失，降低寻找故障

5、点的劳动强度，尽最大可能降低对整个电力系统的扰动程度，确保电力系统的安全可靠稳定运行具有十分重要的意义1。1 输电线路故障的建模输电线路中某一回路或某几个回路非正常断开，回路间电流无法正常流通的故障称为断路故障；输电线路中不同电位的两点通过电的良导体连接，使得线路处于非正常工作状态的故障，称为短路故障，短路故障可以分为输电线路中的某点非正常接地形成的接地故障以及输电线路中导线通过导体相连的相间短路。接地故障可以细分为单相接地故障、两相接地故障。各种故障的形成原因和故障特征各不相同，下文对各种故障进行特征分析，构建一个输电线路2如图1所示。由于本文中只考虑输电线路中线路故障，所以模型中不设变压器

6、及输电线路附属设备等，模型由s1、s2两个三相电源l1、l2为两段分布式输电线及两个三相负载和测量器件构成，根据故障类型添加一个三相故障器件进行仿真。2 故障类型以及故障波形仿真2.1 单相接地短路故障在实际的电路中，单相接地故障时，负荷会有所减小，所以故障相电流按所用负荷大小而相应增大，所以较非故障相有所增加，相电压则为非故障相对地电压，最明显特征为故障相线电压急剧减小，远远小于非故障相线电压，在理想条件下为零。仿真所得到的与计算分析的规律一致。单相接地故障特征是：发生故障的a相电压远小于b、c相对地电压，一般情况下，故障相电压乘以10仍就比非故障相的对地电压小，这点可以作为单相接地故障的判

7、据3-4。用matlab仿真得到a相接地故障的波形图如图2、图3所示。图示中，设置三相故障器转换时间为1/50 5/50，所以图中从0.02s开始发生短路故障，在0.1s时结束，之后又恢复正常情况下的波形。2.2 两相接地短路故障两相接地故障发生时，两故障相的电流有所增大，非故障相电流近似不变，故障相的电压急剧减小近乎为零，非故障相电压不变。两相接地故障特点：两故障相电压降低，故障相的电流增大，与以上分析保持一致。设a相与b相发生两相接地短路，用matlab仿真出电流与电压波形如图4、图5所示，设置三相故障器的参数不变。2.3 两相相间短路故障两相相间短路故障的特点是两故障相的电流增大，电压降

8、低。设a相与b相发生两相相间短路，用matlab仿真出电流波形与电压波形如图6、图7所示。2.4 三相短路故障3 结论本文首先对输电线路各种故障进行理论分析，得出各种故障的特征，并在matlab的simulink工具中建立输电线路模型5，对各种故障进行仿真，得到故障的电流、电压波形，验证理论分析出的故障特征。仿真结果达到了理论所期望的输电线路故障波形，符合要求，对以后进一步研究输电线路故障的诊断具有很好的参考价值。【参考文献】1翟进乾.配电线路在线故障识别与诊断方法d.重庆大学，2012.2祝龙记，石晓燕.电气工程与自动化控制系统的matlab仿真m.中国矿业大学出版社，2013.3thomas dalstein，benm kulieke neural network approach to fault classification for high speed protective relayingj. ieee trans.on power delivery， 1995， 10（2）：1002·1011.4k.karthikeyan. power system fault detection and classification by wavelet transforms an