【《基于MATLAB的35kV变电站短路故障仿真探究7000字（论文）》】

基于MATLAB的35kV变电站短路故障仿真研究 1第1章绪论 11.1研究背景及意义 11.2国内外发展现状 2第2章35kV变电站短路故障基本理论 22.1小电流接地系统 22.2小电流接地故障种类及概率 3第3章基于MATLAB的35kV变电站短路故障仿真模型建立 43.1MATLABJ简介 43.2变压器参数模块 53.3线路参数模块 9 3.5电压电流测量模块 3.6其他参数设计 3.7零序电流模块 第4章基于MATLAB的电力系统单相短路仿真 参考文献 1第1章绪论的方法来发展经济。这导致了自然环境的恶化和城市环境的逐步恶化"。跟过去相的意义何在?但是这些都不是不进行发展的借口，绿水青山我们要，发家致富我们2的可能性。上述理论知识可在35kV变电站进行短路建模与仿真，作为本研究的研的程度来实现低损耗[3]。1953年，出现了600公以后，美国和苏联相继进行了争夺，将传输电压水平从500kV增加到1000kV。同样地，随着输电线电压水平的提高，变电站也相应的具有相应的电压水平6,变电电站技术的相应发展，这些技术逐步应用于35kV变电站，目前，即使在第三世界变电站一般设置在配电网的终端，许多生产厂第2章35kV变电站短路故障基本理论35kV变电站通常为小电流接地系统。对于小电流接地系统，中性点接地方式3正常运行的法律法规，35kV系统单相接地故障时，最大凝结电流不得超过12A,10kV系统发生单相接地故障时，接地容量的最大电流不能超过20A。电缆在上海究的35kV短路变电站的建模与仿真中，变电所35/10kV变压器高压侧中性点未与比例高达67%。4第3章基于MATLAB的35kV变电站短路故障仿真模型建立为了对35kV变电站短路故障进行建模和仿真，必须使用MATLAB软件进行仿能强大、使用方便，而且采用了传统的WINDOWS界面。(请参见图1)。0o如hg内》|2/×ut图1MATLAB软件操作界面数语句。在MATLAB软件中，用户不需要编写每个数学计算过程的代码，直接使经过这种方法是能够有效的节省用户大量的时数学计算上花费大量的时间和人力，从而增加用户更多的时间去思考怎样解决问题。需要提及的是MATLAB软件独特的数据可视化功能。我们可以通过MATLAB软件进行可视化数据，从而使仿真的结果和计算的结提供高质量的图像显示。在不同的领域，会有各种各样的仿真软件，有些复杂的仿5编写了各种程序工具箱，在MATLAB软件中，大致可分为：主程序、工具箱和模块主要用于对35kV变电站的短路故障进行建模和仿真。M语言主要用来编写主仿真结果，在MATLAB软件中可以将仿真结果显示为数据或图形，最后对仿真结电源，并且三相线电压设置为35kv,A相的相角设为-90,频率为50Hz,短路电平为100VA,基极电压为37kv,电抗与电阻比10。(见图2)6Three-PhaseSouThree-phasevoltagesourceinserieswithRPhaseangleofphaseA(degrees):回图2电源参数设计Y/YN,其它参数可用其相关公式进行计算，变压器电阻可以表漏感主要使用下面所述公式进行表达：7励磁电阻主要使用下面所述公式进行表达：励磁电抗使用下面所述公式表达为：因此，在本次设计当中，其变压器的频率为50Hz,绕组1:电压为35kv,R1为0.002,L1为0.08,绕组2:电压为10kv,R2为0.002,L2为0.08,磁化电阻为0.5,磁化电感为1,连接方式设置为Y/Yn,参考图3所示。8BlockParameters:Three-PhaseTransformer(TwoWindiThree-PhaseTransformer(TwoWindings)(mask)(link)—Nominalpowerandfrequency[Pn(VAWinding2parameters[V2Saturationcharacteristic[i1,phil:i2,phi2:..](pu9(b)变压器连接配置图3变压器参数设计单位长度和阻力分别为0.17和0.23,单位长度的感应量分别为1.2和5.48,单位长度电容分别为9.697和6,线路长度为15km,如图4所示。DistributedParametersLine(mask)(link)—DistributedParametersLine(mask)(link)—ImplementsaN-phasesdistributedparameterlinemodel.TheR,L,andClineparametersaresTomodelatwo-,three-,oraparametersvectors:thepositiveandzeroatwo-phaseorthree-phasetransposedlinzero-sequenceforasix-phaselines).NumberofphasesN3perperlength(H/km)[N*Nmatrix]or[L₁LOlength(F/km)[N*Nmatrix]oQKCancelHelp段，但也可以指定故障类型、错误时间和结束时间，相电压为35kv,A相的相位角位-90,频率位50Hz,三相电平为100VA,基极电压为37kv,电抗与电阻比值为10,如图5所示，该图主要是以电力系统A相接地故障作为范例进行演示。图5故障参数设计选取yes,图6所示为其设计参数方法。BlockParameters:Three-PhaseV-IMeasurementThree-PhaseVIMeasurement(mask)(parameterizedlink)Three-PhaseVIMeasurement(mask)(parameterizedlink)Idealthree-phasevoltageandcurrentmeTheblockcanoutputthevoltagesandc□Voltagesinpu,basedonpeakvalueofnominalphase-to-groundvoltage图6故障参数设计图7是对35kV变电站的短路故障进行建模和仿真而创建的仿真模型。在模拟不一样的仿真模型文件必须使用不同的仿真算法。在35kV变电站的短路故障中使用MATLAB软件进行建模和仿真中，应使用可变步长来快速获得操作的结果，如图7所示：3.7零序电流模块逆流测试用于分析各个级别的逆流保护的灵敏度和可靠性。I2:每个段的负序列值。故障超时：从输入故障到退出每个调查项目的时间。通常，应确保保护装置在此时间内可以完成“跳闸→重合闸→永久跳闸”的整个过程。当前调整乘数：每个部分的负序调整值的测试乘数。倍数可以由用户自由设置。错误类型：必须在每个段中测试的错误类型。不同厂家生产的微机继电保护测试仪的测试方法相似。电工必须熟悉参数设置方法才能达到测试精度。3.8总仿真图在本设计中，主要程序模块和MATLAB软件中的SIMULINK模块主要用于对35kV变电站的短路故障进行建模和仿真。该模块中已经封装了许多针对用户的实用模型，所有用户需要做的就是创建仿真模块并设置参数。选择电源参数模块、变压器参数模块、线路参数模块、故障模块和电压电流测量模块等，并将它们按顺序链接在一起，对各个模块进行参数设计，通过对故障模块设置A相短路来进行运行查看形成的波形图即可获得结果。整个仿真图如图8所示：DitibuladPa/meesLineDisemAPhS3图8总仿真图设计第4章基于MATLAB的电力系统单相短路仿真短路故障设置为A相短路，对其进行仿真。点击“启动模拟”按钮来模拟单相接地短路过程。故障模块不运行的时间为0.02S。从图9可以看出，A相故障的相电压为0,非故障的两相线的相电压上升到线电压。从图10可以看出，由于A相故障相电流不短路，电流变化不大，非故障线路上的电流不上下浮动，因此在单相短路的情况下，不能用电压和电流来判断缺陷，图11和图12显示了短路发生时故障线路和非故障线路的零序分量波形图。从图11可以看到故障线路上的零序电流大小为4.5A,从图12可以看出非故障线路的零序电流的值仅仅为0.7A。所以，可以从波形图上快速判断出缺陷线，从而可以快速地识别缺陷线。同时，可以从零序电流波形中找出故障线，同时也可以判断出线路中零序电流的大小和方向。从图11可以看出，零序电流的故障线初始值为正数，从图12可以看出，不是故障线的初始值为负数。因此，可以根据零序电流的大小和方向来判断故障线路，以达到快速隔离的目的。第5章结论本文研究了35kV变电站短路故障的建模与仿真。首先，介绍了电网故障的危害。其次，对35kV变电所电气元件的数学模型进行了分析，然后对35kV变电所的配电网进行了建模，采用MATLAB软件进行建模，变压器的一次侧不接地，利用仿真结果对故障线路进行评估，观察故障前后三相电流、三相电压和零序电流的变化。对本文的工作进行了总结，并对今后35kV变电站的短路缺陷进行了分析。在设计初期，我感觉我电力系统分析学习的还是相对较好的，才选择了这个方向。我认为，在35kV变电站中对短路故障进行建模和仿真需要对电力系统的理论知识有一定的了解。当对MATLAB有了足够的了解后，建模和仿真就不会消耗太多的精力和时间。但是当我开始进行论文仿真的时候，我发现并没有想象中的那么简单，这是因为我的不够重视和对MATLAB了解的比较薄弱导致在设计过程中出现一些困难。通过MATLAB进行仿真可以有力地解决变电站实际运行中遇到的一些问题。因此，在设计开始之前，我选择了在日常生活中常见的短路故障来进行仿真。从这次的仿真过程中我学到了很多的知识，丰富了很多电力系统上的知识。本次设计进行仿真并不是最终的目的，利用这些仿真过程中的思想解决问题才是真正的目的。同时，在老师的细心指导和不断的帮助下，这次设计的35kV变电站短路故障的建模和仿真中经过一次次的修改和确认已经满足了预期的目标和要求。可是，我对35kV变电站的了解的还微乎其微，并且对其文献的查阅能力和仿真能力并不是很高，此外，给出的时间并不是很长，因此，在此设计35kV变电站的建模和仿真上，还是存在很大的改进空间和提升的。源科学，2021,39(03):180184.[3]刘石川，慕腾，闫桂红等.特高压网架背景下内蒙古电网限制短路电流措施研究[J].内蒙古电力技术，2021,39(01):37-41.[4]孙汝杨.高速铁路全电缆电力贯通线相关研究[J].电气化铁道，2021,32(01):2932+36.[5