電力系統建模及仿真課程設計

更新時間：2017/2/10 16:12:00??瀏覽量：568??手機版

某某大學

《電力系統建模及仿真課程設計》

總結報告

題 目：基于MATLAB的電力系統短路故障仿真于分析 姓 名學 號 院 系班 級 指導教師

摘要：本次課程設計是結合《電力系統分析》的理論教學進行的一個實踐課程。電力系統短路故障，故障電流中必定有零序分量存在，零序分量可以用來判斷故障的類型，故障的地點等，零序分量作為電力系統繼電保護的一個重要分析量。運用Matlab電力系統仿真程序SimPowerSystems工具箱構建設計要求所給的電力系統模型，并在此基礎上對電力系統多中故障進行仿真，仿真波形與理論分析結果相符，說明用Matlab對電力系統故障分析的有效性。實際中無法對故障進行實驗，所以進行仿真實驗可達到效果。

關鍵詞：電力系統；仿真；短路故障；Matlab；SimPowerSystems

Abstract: The course design is a combination of power system analysis of the theoretical teaching, practical courses. Power system short-circuit fault, the fault current must be zero sequence component exists, and zero-sequence component can be used to determine the fault type, fault location, the zero-sequence component as a critical analysis of power system protection. SimPowerSystems Toolbox building design requirements to the power system model using Matlab power system simulation program, and on this basis, the power system fault simulation, the simulation waveforms with the theoretical analysis results match, indicating that the power system fault analysis using Matlab effectiveness. Practice can not fault the experiment, the simulation can achieve the desired effect.

Keywords: power system; simulation; failure; Matlab; SimPowerSystems

目錄

一、引言 ............................................ - 3 -

1、故障概述 ........................................ - 3 -

2、故障類型 ........................................ - 3 -

二、電力系統模型 .................................... - 4 -

三、電力系統仿真模型的建立與分析 ..................... - 4 -

3.1 電力系統仿真模型 ............................... - 5 -

3.2 仿真參數設置 ................................... - 6 -

3.3 仿真結果分析 ................................... - 8 -

3.3.1正常運行分析 ................................ - 8 -

3.3.2單相接地短路故障分析 ........................ - 9 -

3.3.3兩相短路故障分析 ........................... - 12 -

3.3.4兩相接地短路故障分析 ....................... - 15 -

3.3.5三相短路故障分析 ........................... - 18 -

四、結論 ........................................... - 21 -

五、參考文獻 ....................................... - 21 -

六、心得體會 ....................................... - 22 -

一、引言

1、故障概述

短路是電力系統的嚴重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地(對于中性點接地的系統)發生系統通路的情況。

電力系統在運行中，相與相之間或相與地(或中性線)之間發生非正常連接(即短路)時流過的電流。其值可遠遠大于額定電流，并取決于短路點距電源的電氣距離。例如，在發電機端發生短路時，流過發電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10～15倍。大容量電力系統中，短路電流可達數萬安。這會對電力系統的正常運行造成嚴重影響和后果[1]。

供電網絡中發生短路時,很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞,同時使網絡內的電壓大大降低,因而破壞了網絡內用電設備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計算短路電流,以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。

2、故障類型

三相系統中發生的短路有 4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點接地的電力網絡中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的90％。在中性點非直接接地的電力網絡中，短路故障主要是各種相間短路。

為了保證電力系統運行的功能和質量，在設計、分析和研究時必須保證系統的靜態和動態特性。現代電力系統是一個超高壓、大容量和跨區域的巨大的聯合系統，電力系統事故具有突發性強、維持時間短、復雜程度高、破壞力大的特點，因而使得事后對故障原因分析、查找變得尤其困難。由于在實際系統上進行試驗和研究比較困難，因此借助各種電力系統動態仿真軟件電力系統的設計和研究已

總結

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