电力系统仿真：电力系统故障分析_（10）.电力系统故障案例分析.docxVIP

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电力系统故障案例分析

在上一节中，我们讨论了电力系统故障的基本类型和它们对系统的影响。在这一节中，我们将通过具体的案例来深入分析电力系统中的常见故障，以便更好地理解故障发生的原因、影响以及如何进行有效的仿真和分析。

1.单相接地故障案例分析

1.1单相接地故障的定义和特点

单相接地故障是指电力系统中某一条输电线路的一相与大地之间发生短路。这种故障是最常见的故障类型之一，通常发生在高压输电线路中。单相接地故障的特点包括：

非对称故障：仅有一相发生故障，导致系统三相不对称。

零序分量：故障会产生零序电流和零序电压。

保护动作：通常由距离保护、零序保护等检测并切除故障。

1.2单相接地故障的仿真步骤

在电力系统仿真中，单相接地故障的仿真步骤通常包括以下内容：

建立系统模型：定义电力系统的拓扑结构、线路参数、变压器参数等。

设置故障条件：指定故障发生的时间、地点和类型。

运行仿真：使用仿真软件（如MATLAB/Simulink、PSCAD等）运行仿真。

分析结果：观察故障时的电流、电压波形，计算故障参数，评估保护装置的动作情况。

1.3仿真示例

假设我们有一个简单的三相输电线路系统，如下图所示：

送端变电站输电线路受端变电站

1.3.1系统参数

线路参数：

电阻：0.05Ω/km

电感：0.9mH/km

电容：10nF/km

变压器参数：

额定容量：100MVA

额定电压：230kV/138kV

短路阻抗：10%

1.3.2仿真设置

我们将使用MATLAB/Simulink进行仿真。首先，建立系统的仿真模型。

1.3.2.1建立系统模型

%创建一个新的Simulink模型

new_system(PowerSystemFaultCase);

%打开模型

open_system(PowerSystemFaultCase);

%添加送端变电站

add_block(powerlib/sources/three_phase_vsource,PowerSystemFaultCase/Three-PhaseSource,Position,[40,160,90,110]);

%添加输电线路

add_block(powerlib/elements/transline,PowerSystemFaultCase/TransmissionLine,Position,[140,160,90,110]);

%添加受端变电站

add_block(powerlib/loads/three_phase_load,PowerSystemFaultCase/Three-PhaseLoad,Position,[240,160,90,110]);

%设置送端变电站参数

set_param(PowerSystemFaultCase/Three-PhaseSource,Amplitude,1,Frequency,60,Phase,0);

%设置输电线路参数

set_param(PowerSystemFaultCase/TransmissionLine,Length,100,Rline,0.05,Lline,0.9,Cline,10e-9);

%设置受端变电站参数

set_param(PowerSystemFaultCase/Three-PhaseLoad,P,100,Q,50,Vn,138);

1.3.2.2设置故障条件

%添加故障设置模块

add_block(powerlib/fault/three_phase_fault,PowerSystemFaultCase/Three-PhaseFault,Position,[140,260,90,90]);

%设置故障参数

set_param(PowerSystemFaultCase/Three-PhaseFault,Time1,0.02,Time2,0.05,Type,Phase-to-ground,Phase1,a);

1.3.3运行仿真

在Simulink中运行仿真，观察故障时的电流和电压波形。

%添加示波器模块

add_block(simulink/scopes/Scope,PowerSystemFaultCase/Scope1,Position,[340,160,90,110]);

add_block(simulink/scopes/Scope,PowerSystemFaultCase/Scope2,Position,[340,260,90,110]);

%连接示波