系统的各种事故在客观上是不可避免的。全网的大规模停电就有可能因为局部的故障未能得到及时有效的应对。基于仿真系统故障的前景计算机仿真技术已成为电力系统研究规划设计和运行等各个方面的重要方法和手段,由于具有很良好的开发性高效的数据仿真分析,特别是信号处理和直观的图形显示功能,且环境下的模型库及强大的二次开发功能和丰富的工具箱,能快速而准确地对电路及更复杂的电气系统进行仿真计算因此,它已成为电力科研工作者和工程技术人员应用它来进行电力系统有关问题的仿真分析和辅助设计的理想工具。本文介绍了无穷大供电系统三相短路故障，同步发电机突然短路以及小电流接地系统单相短路等三种短路情况，分析了三种情况的短路过程，构建三种短路模型，通过及对各种短路模型进行仿真。无穷大功率电源供电系统三相短路仿真短路问题是电力系统运行方面的基本问题之。进行短路电流计算和仿真，能为发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行做好准备，以此作为合理选择电气接线选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体确定限制短路电流的措施在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。为此，掌握短路发生以后的物理过程以及对短路过程的仿真计算方法是非常必要的。图无穷大功率电源供电的三相电路突然短路本节介绍如图所示的简单电路发生三相短路的暂态过程，然后介绍利用进行仿真的方法。此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定值，这种电源称为无穷大功率电源。电源功率为无限大时，外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率保持恒定。无限大功率电源可以看做是由无限多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。实际上，真正的无穷大功率电源只是个相对的概念，它在实际中是不存在的，无穷模型，其有功负荷分别为，其他参数相同，参数设置如图所示。每线路的始端都设三相电压电流测量模块将测量到的电压电流信号转变成信号，相当于电压电流互感器的作用，其参数设置如图所示。在仿真模型中，选择在第条出线的处发生相金属性单相接地，故障模块的参数设置如图所示。图系统的零序电压及每条线路始端零序电流的获取方法图故障点的接地电流获取方法系统的零序电压及每条线路始端的零序电流采用图所示方式得到。故障点的接地电流则可以如图所示的万用表测量方式得到。根据以上设置的参数，可以通过计算得到系统在第条出线的处发生相金属性单相接地时各线路始端的零序电流有效值为,。同理可得接地点的电流为中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算图中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型在如图所示的基础上，建立中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型如图所示，即在电源的中性点接入个电感线圈，其他参数不变。在各级电压网络中，当全系统的电容电流超过定数值对于电网超过电网超过，电网超过时就应装设消弧线圈。如果要使接地点的电流近似为，应满足式中，为消弧线圈的电感为系统三相对地电容。根据图中的线路参数，可求得因此为实现完全补偿应有由于完全补偿存在串联谐振过电压问题，因此实际工程常采用过补偿方式，当取过补偿度为时，经计算消弧线圈的电感。图消弧线圈的参数设置通过以上计算，模型中消弧线圈的参数设置如图所示，线圈所串电阻为阻尼电阻。小电流接地系统单相故障仿真结果及分析在仿真开始前，选择离散算法，仿真的结束时间取，利用模块设置采样时间为，系统在时发生想金属性单相接地。图系统三相对地电压和线电压的波形图从图中可以看出，当在发生相接地短路故障时，相对地电压为零相对地电压由原来的相电压变为线电压，原来三相线电压仍保持对称。图中性点不接地系统零序电压零序电流，故障点的接地电流波形图中性点不接地系统的仿真结果及分析设置好参数，运行如图所示的中性点不接地系统仿真模型，得到系统三相对地电压和线电压的波形，如图所示。从图中可见，系统在时发生相金属性单相接地后，相对地电压变为零，相对地电压升高倍，但线电压仍然保持对称故对负荷没有影响。系统的零序电压及每条线路始端的零序电流故障点的接地电流波形如图所示。仿真得到的各线路始端零序电流，接地电流的有效值为，与理论计算值相比，仿真结果略大，但误差不大于。从图中可以看出，在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流超前零序电压即电容电流的实际方向为由母线流向线路故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，零序电流滞后零序电压电容电流的实际方向为由线路流向母线故障线路的零序电流和非故障线路的零序电流相位相差为。图采用三相序分量模块获得零序分量图故障线路零序电流的幅值和相位故障后的零序分量还可以采用如图所示的三相序分量模块方法来得到，如图所示为故障线路零序电流的幅值和相位图。由图中可得故障线路零序电流的幅值为，则的有效值为与从图中得到的仅相差。中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果及分析图中性点经消弧线圈接地系统的零序电压零序电流消弧线圈电流故障点的接地电流波形图设置好参数，运行如图所示的中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，得到系统三相对地电压和线电流的波形仍与图相同。系统的零序电压及每条线路始端的零序电流消弧线圈电流故障点的接地电流波形如图所示。从图中可知，当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流的有效值在左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿的效果十分明显。对于非故障线路来说，其零序电流仍是本身的电容电流，零序电流超前零序电压，电容电流的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统是相同的。但是对于故障线路来说，其零序电流将大于本身的电容电流，并且电容电流的实际方向也是由母线流向线路，因此，在这种情况下无法用电流方向的差别来判断故障线路，也很难用零序电流的大小来找出故障线路。结论与展望电力行业的发展关系到整个国家的经济发展。随着现代电力系统容量的不断增大，结构日趋多元化，造成电网事故频发的因素越来越复杂化。电力系统旦发生了局部事故，如果未能有效处理该事故，全网的大规模停电就有可能发生，使国家经济遭受巨大损失，国家安全受到威胁。随着现代社会生产力水平的不断发展，电能用户对于供电可靠性特别是连续性的要求越来越高。电力系统的各种事故并没有随着科学技术的不断进步而得到减少，而且随着整个社会对于电能的需求和依赖越来越大，造成的危害和影响有增无减。因此，在发生故障时，运用已知的故障信息，辅助工作人员进行故障诊断，及时应对和处理各种事故是项重要而有意义的课题。电力系统是由发电机变压器输电线路用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互连元件可以分为两类类是电力元件，它们对电能进行生产变换输送和分配消费另类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器以及继电器等。各种突然的扰动会影响电力系统的运行，由于这些扰动使电力系统处于暂态过程之中，运行参量因此可能发生较大的变化。运行参量在暂态过程中的变化可能会对系统造成危害。例如，设备的绝缘损坏可能是因为断路器操作引起的过电压造成的短路故障引起的短路电流比正常电流大得多，电气设备可能因其热效应而损坏，而且网络结构可能因短路故障而改变，各种发电机的输出功率因而可能改变，造成各发电机输入功率和输出功率不平衡，有可能引起发电机互相失去同步等等。因此，必须对电力系统的各种暂态过程进行分析研究，以确保电力系统安全运行。电力系统的转动元件，如发电机和电动机，由于机械转矩和电磁转矩之间的不平衡而引起的暂态过程，通常称为机电过程。在变压器输电线等元件中，由于并不牵涉角位移角速度等机械量，故其暂态过程称为电磁过程。如前所述，电力系统受到扰动后，各种暂态过程是同时进行的，但实践证明，我们可以针对需要解决的实际工程技术问题，采用些合理的假设，忽略些相互影响的因素，抓住过程中的主要矛盾进行研究。本文通过介绍无穷大功率电源供电系统三相短路及其仿真实例，同步发电机机端突然发生三相短路以及仿真实例和小电流接地系统单相故障的仿真实例等故障类型，加深了对电力系统各种故障的了解及危害，为以后应对这些故障过程提供了些可参考的例子。参考文献张志涌。精通北京北京航空航天大学出版社，陈玉林电网故障诊断方法综述中国电力国家电力调度通信中心全国电网典型事故分析北京中国电力出版社,毕天姝,倪以信,杨奇逊人工智能技术在输电网络故障诊断中的应用述评电力系统自动化孙雅明，廖志伟基于事件序列数据挖掘原理的高压输电线系统故障诊断仿真和容错性能分析电力系统自动化陈家斌，电气设备故障检测诊断方法及实例北京中国水利水电出版社，基于协同式专家系统及多智能体技术的电网故障诊断方法，中国电机工程学报吴欣，郭创新基于贝叶斯网络的电力系统故障诊断方法电力系统及其自动化学报赵冬梅，韩月，高曙电网故障诊断的决策表约简新算法。电力系统自动化吴天明电力系统设计与分析，国防工业出版社，李光琦电力系统暂态分析版北京中国电力出版社，何仰赞，温增银电力系统分析版武汉华中科技大学出版社，贾清泉，杨以涵，杨奇逊应用证据理论实现配电网单相接地故障选线保护电力系统自动化吴天明电力系统设计与分析，国防工业出版社，束洪春,司大军,陈学允输电线路行波测距式距离保护方法研究华北电力大学学报致谢随着毕业设计的完成大学四年的时光即将画上个句号，借此毕业之际我要向在大学四年中在生活学习中帮助我的老师同学表达由衷的感谢。本论文的设计得到了刘兴华老师的热心指导和悉心帮助。在毕业设计期间，刘兴华老师在教学时间之外，抽出宝贵的时间，指导我的论文，为我指出论文中的不足和。在此机会向刘兴华老师表示由衷的感谢,回顾大学四年时光的点点滴滴，自己在学校学到了很多东西，借此向在大学四年学习和生活中帮助我的同学和老师表达真挚的谢意,展望未来，我将在未来的学习和工作生活中，我将更加努力得应对生活中的挫折和挑战，为社会贡献自己的力量,马涛年月日毕业论文基于仿真的电力系统短路故障分析目录摘要绪论电力系统短路故障的危害基于仿真系统故障的前景无穷大功率电源供电系统三相短路仿真无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程无穷大功率电源供电系统仿真模型构建仿真模型及结果分析装订线院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及自