基于MATLABSimulink電力系統(tǒng)短路故障分析與仿真

⑥2*25MW發(fā)電機子系統(tǒng)如圖3-15所示圖3-15.2*25MW發(fā)電機子系統(tǒng)第四章：模型仿真運行4.1建立仿真模型：圖4-1.系統(tǒng)仿真模型圖中，短路故障是用三相故障元件來模擬的，在該模塊的參數(shù)設置中選擇A項以及接地故障(GroundFault)，并將故障電阻和接地電阻都設為0.001（很小，但不能為零）。故障時間段可通過Transitiontimes來安排故障起始時間和切除時間分別為0.13和0.25。其余模塊的參數(shù)設置都要根據(jù)系統(tǒng)要求進行適當修改，在此不再作過多敘述。對上述模型進行仿真前，需要選擇仿真步長的算法，由于電力系統(tǒng)是帶發(fā)電機的剛性系統(tǒng)，因此算法ode15s，ode23tb適合采用，仿真停止時間設定為0.4秒。經過一系列選擇，設置后，就可以對系統(tǒng)開始仿真了。其余三種短路故障的模型與圖4相同，唯一需要修改的地方則是三相故障元件的設置。當要對兩相（假設B、C兩相）短路故障進行仿真時，只需選擇B相和C相，此時接地電阻默認值為10E6歐姆；兩相短路接地故障需在兩相短路故障設置的基礎上多加一個接地選項，并將接地電阻設置為0.001；三相短路故障的設置就是將A、B、C三相全部選中。斷線故障是用三相斷路器來模擬的，斷路器的初始狀態(tài)設為閉合，某相發(fā)生斷線故障時就選擇改變與該相相連的斷路器狀態(tài)，使之打開。4.2仿真結果與分析：本文以node1為例介紹仿真結果并對各個故障進行分析，測量A相接地短路時A、B、C相電壓電流；A、B兩相短路時A、B、C各相電壓電流；A、B兩相接地短路時各相電壓電流；A、B、C三相短路時各相電壓電流，并對其進行分析。 圖4-2.A相接地短路時故障點電壓電流波形由圖4-2所示的波形可以發(fā)現(xiàn)，仿真開始時，系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，三相電壓、電流對稱，都按正弦波變化，當A相0．138接地短路時，A相對地電壓劇降為零，B，C兩非故障相電壓基本沒有發(fā)生變化；再觀察電流，在故障發(fā)生前，三相的對地電流都為0，單相接地短路以后，A相電流迅速增大為短路電流，占相和C相電流則保持原樣．故障后三相電壓、電流不再對稱，說明單相接地短路為不對稱短路．故障切除后。三相電壓電流經暫態(tài)后達到新的穩(wěn)定狀態(tài)． 圖4-3.A、B兩相短路時故障點電壓電流波形 圖4-4A、B兩相接地短路時故障點電壓電流波形 圖4-5A、B、C三相短路時故障點電壓電流波形改變A相接地短路元件參數(shù)為三相短路，得到線路三相短路時故障點的電壓、電流波形，如圖4-5所示。故障之前，系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，三相電壓、電流對稱，在0．13S時發(fā)生三相短路，三相電壓為OV，三相電流迅速上升為短路電流，并保持為三相對稱，說明三相短路為對稱性短路。故障切除后，三相電壓電流最終達到新的穩(wěn)態(tài)，并重新恢復三相對稱運行的工作狀態(tài)。以上仿真分析結果符合實際，且兩相短路、兩相短路接地的波形圖經理論分析也均符合實際。分別對node1~node2的不同短路類型進行跟蹤測量，可得到相對應的短路電流。列表如下:短路類型節(jié)點編號單相短路（KA）兩相短路(KA)兩相短路接地(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:總結本論文介紹了電力系統(tǒng)故障的基本特點，探索了電力系統(tǒng)故障中最常見的短路計算一些常用的計算方法，和Matlab的基本特點及應用的基本方法和步驟，在Matlab軟件中電力系統(tǒng)仿真如何應用SimPowerSystems模塊庫構建電力系統(tǒng)故障的仿真模型并對其仿真結果進行分析，得出了以下結論：應用Matlab/Simulink進行仿真分析的結果和理論計算的結果相差不大，Matlab仿真工具室一種很實用的工具。在建模初期，會遇到一些參數(shù)設置上的困難，通過不斷地調整初始參數(shù)最終完成仿真。通過這次論文的撰寫，我對電力系統(tǒng)故障以及Matlab軟件有了更深的認識，更扎實的掌握了電力系統(tǒng)短路故障方面的知識，體會到MATLAB強大的仿真能力，為電氣工作者提供了簡便、直觀、有效地仿真仿真研究方法。但由于實踐經驗缺乏，本文肯定有很多不足之處，懇切希望老師給予批評指正。參考文獻[1]陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2007.[2]李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2007.[3]王錫凡.現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析[M].北京：科學出版社，2004.[4]何仰贊.電力系統(tǒng)分析（上、下冊）[M].武漢：華中科技大學出版社，2002[5]夏道止.電力系統(tǒng)分析（第二版）[M].

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