29【优秀毕业论文】基于MATLAB仿真的电力系统短路故障分析文档

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响，对国家安全产生巨大威胁。

但是，由于各种偶然因素所造成的影响，电力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可靠稳定的电力供应已成为电力用户的普遍需求。

电力网络的延伸运行条件越来越复杂电网用电设备种类和数量的大量增加自然灾害和误操作等因素使得电网故障频繁发生。

电力系统的大事故会对国家经济产生巨大影绪论电力系统短路故障的危害电力关乎国家的能源和经济。

随着现代社会生产力水平的不断提高，电能用户对于供电可靠性安全性持续性的要求越来越高，优质绪论电力系统短路故障的危害电力关乎国家的能源和经济。

随着现代社会生产力水平的不断提高，电能用户对于供电可靠性安全性持续性的要求越来越高，优质可靠稳定的电力供应已成为电力用户的普遍需求。

电力网络的延伸运行条件越来越复杂电网用电设备种类和数量的大量增加自然灾害和误操作等因素使得电网故障频繁发生。

电力系统的大事故会对国家经济产生巨大影响，对国家安全产生巨大威胁。

但是，由于各种偶然因素所造成的影响，电力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。