动态电力系统作业研讨.docVIP

动态电力系统分析 课程报告 基于Simulink的电力系统短路故障分析 院 系： 能源与动力工程学院 专 业： 电力系统及其自动化 学 号：： 2016.01.13 目录 1. 绪论 2 1.1电力系统故障分析的基本知识 2 1.1.1电力系统故障分类 2 1.1.2短路故障概述 2 1.1.2不同类型短路故障概率 2 2. 仿真模型 3 2.1 仿真意义 3 2.2 建立仿真模型 4 2.2.1 模型参数 5 3．仿真结果与结论 5 3.1故障点电流波形图 6 3.2故障点电压波形图 7 3.3电源端电流波形图 8 3.4电源端电压波形图 9 3.5故障点A相电流序分量波形图 10 3.6故障点A相电压序分量波形图 12 4 总结 12 1. 绪论 1.1电力系统故障分析的基本知识 1.1.1电力系统故障分类 电力系统的故障总的来说可以分为两大类：横向故障和纵向故障。 纵向故障主要是指各种类型的断线故障，包括单相断线、两相断线和三相断线。横向故障是指各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。其余几种种类型的短路，因系统的三相对称结构遭到破坏，网络中的三相电压、电流不再对称，故称为不对称短路。 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生系统通路的情况。 电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。 供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。 1.1.3 不同类型短路故障概率 运行经验表明，电力系统各种短路故障中，单相短路占大多数，高达总短路故障数的65%，而三相短路只占5～10%。三相短路故障发生的几率虽然最小，但故障产生的后果最为严重，有时为了最后论断电力系统在短路情况下工作的可能性，其起着决定性的作用。此外，研究三相短路之所以重要，还由于我们在分析计算不对称短路时，往往把不对称短路看成某种假定的三相短路来处理。 2. 仿真模型 2.1 仿真意义 电力系统仿真主要是对短路类型中的三相短路、两相短路和单相接地短路的电流、电压波形进行分析。本报告主要对三相短路故障进行仿真分析。 利用Matlab/Simulink软件中的电力系统元件库，建立了恒定电压源电路模型，使用理想三相电压源作为电路的供给电源，它对恒定电压源电路发生的短路类型进行描述。分别研究不同情况下电气量的变化特点，作为故障选线的判据。它对电力系统设备的设计和选用有一定的参考价值。同时电压电流波形可以直观的了解，便于建立系统的观念。 2.2 建立仿真模型 恒定电压源电路模型如图2-1所示，输电线路Linel的长度为100k，输电线路Line2的长度为100km；使用理想三相电压源作为电路的供给电源;使用分布参数输电线路作为输电线路，使用三相电路短路故障发生器进行不同类型的短路。电压源为Y接类型，输电线路Line2端为中性点接地。 图2-1 恒定电压源电路短路模型 2.2.1 模型参数 （1）理想三相电压源 在理想三相电压源元件参数对话框中进行如下设置： Phase-to-phase rms voltage：25e3 Phase angle of phase A：0 FrequenCy：60 Internal ConneCtion：Y型，中性点不接地 SourCe resistanCe：0311 SourCe induCtanCe：664e-3 （2）分布参数输电线路元件 Line1、Line2参数设置相同 三相电路故障发生器 图2.2 分布参数输电线路参数 图2.3三相电路故障发生器参数仿真参数设置 图 仿真参数设置 在万用表元件M1中选择故障点A相电流作为测量电气量仿真故波形图如图1所示。在稳态时电流为0A，三相电路短路故障发生器处于断开状态在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，电路发生三相短路，相电流发生变化，由于闭合时有初始输入量和初始状态量，因而波形下移在0.04s时，三相电路短路故障发生器打开，故障障点相电流迅速下降为0。 图3.1 故障点A相电