基于MATLABSimulink电力系统短路故障分析与仿真

⑥2*25MW发电机子系统如图3-15所示图3-15.2*25MW发电机子系统第四章：模型仿真运行4.1建立仿真模型：图4-1.系统仿真模型图中，短路故障是用三相故障元件来模拟的，在该模块的参数设置中选择A项以及接地故障(GroundFault)，并将故障电阻和接地电阻都设为0.001（很小，但不能为零）。故障时间段可通过Transitiontimes来安排故障起始时间和切除时间分别为0.13和0.25。其余模块的参数设置都要根据系统要求进行适当修改，在此不再作过多叙述。对上述模型进行仿真前，需要选择仿真步长的算法，由于电力系统是带发电机的刚性系统，因此算法ode15s，ode23tb适合采用，仿真停止时间设定为0.4秒。经过一系列选择，设置后，就可以对系统开始仿真了。其余三种短路故障的模型与图4相同，唯一需要修改的地方则是三相故障元件的设置。当要对两相（假设B、C两相）短路故障进行仿真时，只需选择B相和C相，此时接地电阻默认值为10E6欧姆；两相短路接地故障需在两相短路故障设置的基础上多加一个接地选项，并将接地电阻设置为0.001；三相短路故障的设置就是将A、B、C三相全部选中。断线故障是用三相断路器来模拟的，断路器的初始状态设为闭合，某相发生断线故障时就选择改变与该相相连的断路器状态，使之打开。4.2仿真结果与分析：本文以node1为例介绍仿真结果并对各个故障进行分析，测量A相接地短路时A、B、C相电压电流；A、B两相短路时A、B、C各相电压电流；A、B两相接地短路时各相电压电流；A、B、C三相短路时各相电压电流，并对其进行分析。 图4-2.A相接地短路时故障点电压电流波形由图4-2所示的波形可以发现，仿真开始时，系统工作在稳定状态，三相电压、电流对称，都按正弦波变化，当A相0．138接地短路时，A相对地电压剧降为零，B，C两非故障相电压基本没有发生变化；再观察电流，在故障发生前，三相的对地电流都为0，单相接地短路以后，A相电流迅速增大为短路电流，占相和C相电流则保持原样．故障后三相电压、电流不再对称，说明单相接地短路为不对称短路．故障切除后。三相电压电流经暂态后达到新的稳定状态． 图4-3.A、B两相短路时故障点电压电流波形 图4-4A、B两相接地短路时故障点电压电流波形 图4-5A、B、C三相短路时故障点电压电流波形改变A相接地短路元件参数为三相短路，得到线路三相短路时故障点的电压、电流波形，如图4-5所示。故障之前，系统工作在稳定状态，三相电压、电流对称，在0．13S时发生三相短路，三相电压为OV，三相电流迅速上升为短路电流，并保持为三相对称，说明三相短路为对称性短路。故障切除后，三相电压电流最终达到新的稳态，并重新恢复三相对称运行的工作状态。以上仿真分析结果符合实际，且两相短路、两相短路接地的波形图经理论分析也均符合实际。分别对node1~node2的不同短路类型进行跟踪测量，可得到相对应的短路电流。列表如下:短路类型节点编号单相短路（KA）两相短路(KA)两相短路接地(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:总结本论文介绍了电力系统故障的基本特点，探索了电力系统故障中最常见的短路计算一些常用的计算方法，和Matlab的基本特点及应用的基本方法和步骤，在Matlab软件中电力系统仿真如何应用SimPowerSystems模块库构建电力系统故障的仿真模型并对其仿真结果进行分析，得出了以下结论：应用Matlab/Simulink进行仿真分析的结果和理论计算的结果相差不大，Matlab仿真工具室一种很实用的工具。在建模初期，会遇到一些参数设置上的困难，通过不断地调整初始参数最终完成仿真。通过这次论文的撰写，我对电力系统故障以及Matlab软件有了更深的认识，更扎实的掌握了电力系统短路故障方面的知识，体会到MATLAB强大的仿真能力，为电气工作者提供了简便、直观、有效地仿真仿真研究方法。但由于实践经验缺乏，本文肯定有很多不足之处，恳切希望老师给予批评指正。参考文献[1]陈衍.电力系统稳态分析（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2007.[2]李光琦.电力系统暂态分析（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2007.[3]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京：科学出版社，2004.[4]何仰赞.电力系统分析（上、下册）[M].武汉：华中科技大学出版社，2002[5]夏道止.电力系统分析（第二版）[M].

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