matlab短路故障分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目 錄課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)-（1）引言-（3）第一章電力系統(tǒng)短路故障分析-（4）第二章電力系統(tǒng)單相短路計(jì)算-（5）2.1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障的分析計(jì)算-（5）2.1.1. 對(duì)稱(chēng)分量法-（5）2.2 單相接地短路-（6）2.2.1.正序等效定則 -（6）2.2.2. 復(fù)合序網(wǎng)-（6）2.2.3. 單相接地短路分析-（7）第三章電力系統(tǒng)單相短路時(shí)域分析-（10）3.1仿真模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-（10）3.1.1.實(shí)例分析-（10）3.1.2.仿真參數(shù)- -（11）3.2仿真結(jié)果分析

2、-（13）結(jié)束語(yǔ)-（22）參考文獻(xiàn)-（22）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、課題設(shè)計(jì)(論文)題目：基于MATLAB的電力系統(tǒng)單相短路故障分析與仿真二、課程設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：本文介紹了MATLAB軟件在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及利用動(dòng)態(tài)仿真工具Simulink。 MATLAB Simulink 的仿真環(huán)境中，利用Simpowersystems中電氣元件對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)電路情況進(jìn)行仿真與分析，著重分析了中性點(diǎn)不接地時(shí)電壓電流的變化情況。結(jié)果表明，仿真波形基本符合理論分析，說(shuō)明了MATLAB是電力系統(tǒng)仿真研究的有力工具。三、課程設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1、查找相

3、關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行方案選擇。2天 12.04-12.052、模型的搭建3天 12.08-12.103、仿真分析，對(duì)記錄的波形進(jìn)行分析、對(duì)比；3天 12.10-12.124、完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。3天 12.13-12.15四、主要參考資料：1 何仰贊 溫增銀.電力系統(tǒng)分析M 武漢：華中科技大學(xué)出版社 20022 熊信銀 張步涵.電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)M 武漢：華中科技大學(xué)出版社 20033李廣凱，李庚銀. 電力系統(tǒng)仿真軟件綜述J. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2005（6）：61-65.4彭建飛，任岷，王樹(shù)錦. MATLAB在電力系統(tǒng)仿真研究中的應(yīng)用J. 計(jì)算機(jī)仿真，2005（6）：193-196.5李廣凱，李庚

4、銀. 電力系統(tǒng)仿真軟件綜述J. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2005（6）：61-65. 6樊艷芳，藺紅. MATLAB_SIMULINK在電力系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用J. 新疆大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（5）：205-207.引言 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，在這種情況下，許多大型的電力科研實(shí)驗(yàn)很難進(jìn)行，尤其是電力系統(tǒng)中對(duì)設(shè)備和人員等危害最大的事故故障，尤其是短路故障，而在分析解決事故故障時(shí)要不斷的實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)實(shí)設(shè)備中很難實(shí)現(xiàn)，一是實(shí)際的條件難以滿足；二是從系統(tǒng)的安全角度來(lái)講也是不允許進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的?？紤]這兩種情況，尋求一種最接近于電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況的數(shù)字仿真工具十分重要，而MATLAB軟件中的SIMUL

5、INK是用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，是結(jié)合了框圖界面和交互仿真能力的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具，為解決具體的工程問(wèn)題提供了更為快速、準(zhǔn)確和簡(jiǎn)潔的途徑。電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱(chēng)為電力網(wǎng)，它包括升降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線路，動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)簡(jiǎn)單示意如圖1-1。圖1-1 動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。所以我們應(yīng)對(duì)單相短路引起足夠的重視，對(duì)單相短路的研究是有其重要意義的，所以本章重點(diǎn)就是研究單相短路故障在MATLAB中的運(yùn)用和分析。第一章電力系統(tǒng)短路故障分析1.

6、短路產(chǎn)生的原因有很多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）.元件損壞例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)不良所帶來(lái)的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等，(2).氣象條件惡化例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌(3）. 違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等；(4). 其他，例如挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。2.短路的危害隨著短路類(lèi)型、發(fā)生地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的不同，短路的后果可能只破壞局部地區(qū)的正常供電，也可能威脅整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。短路的危險(xiǎn)后果一般有以下的幾個(gè)方面：（1）.短路故障使短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)比正常值大許多倍的電流，由

7、于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到破壞。（2）短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，設(shè)備可能過(guò)熱以致?lián)p壞。（3）. 短路時(shí)系統(tǒng)電壓大幅度下降，對(duì)用戶(hù)影響很大。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅度下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢，設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。（4）.當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長(zhǎng)時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電廠可能失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電。這是短路故障的最嚴(yán)重后果。（5）.發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰

8、近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)，這對(duì)于架設(shè)在高壓電力線路附近的通訊線路或鐵道訊號(hào)系統(tǒng)等會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。3.短路故障分析的內(nèi)容和目的短路故障分析的主要內(nèi)容包括故障后電流的計(jì)算、短路容量的計(jì)算、故障后系統(tǒng)中各點(diǎn)電壓的計(jì)算以及其他的一些分析和計(jì)算，如故障時(shí)線路電流與電壓之間的相位關(guān)系等。短路電流計(jì)算與分析的主要目的在于應(yīng)用這些計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定值計(jì)算，開(kāi)關(guān)電器、串聯(lián)電抗器、母線、絕緣子等電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，制定限制短路電流的措施和穩(wěn)定性分析等。二、電力系統(tǒng)單相短路計(jì)算2.1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障的分析計(jì)算在電力系統(tǒng)的故障中，僅在一處發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路或斷線的故障稱(chēng)為簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障。它通常分為兩類(lèi),一類(lèi)叫

9、橫向不對(duì)稱(chēng)故障，包括兩相短路，單相接地短路以及兩相接地短路三種類(lèi)型。這種故障發(fā)生在系統(tǒng)中某一點(diǎn)的一些相之間或相與地之間，是處于網(wǎng)絡(luò)三相支路的橫向，故稱(chēng)為橫向不對(duì)稱(chēng)故障，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）和公共參考點(diǎn)（地接點(diǎn)）之間構(gòu)成故障端口。該端口一個(gè)是高電位點(diǎn)，另一個(gè)是零電位點(diǎn)。另一類(lèi)故障時(shí)發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)沿三相支路的縱向，叫縱向不對(duì)稱(chēng)故障，它包括一相斷相和兩相斷相兩種基本類(lèi)型，其特點(diǎn)是由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)高電位之間構(gòu)成故障端口。分析計(jì)算不對(duì)稱(chēng)故障的方法很多，如對(duì)稱(chēng)分量法、分量法以及在abc坐標(biāo)系統(tǒng)中直接進(jìn)行計(jì)算等。目前實(shí)際中用的最多的和最基本的方法仍是對(duì)稱(chēng)分量法，現(xiàn)在就重點(diǎn)介紹這種方法，

10、其他方法只做簡(jiǎn)略的介紹。應(yīng)用對(duì)稱(chēng)分量法分析計(jì)算簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)，對(duì)于各序分量的求解一般有兩種方法：一種是直接聯(lián)立求解三序的電動(dòng)勢(shì)方程和三個(gè)邊界條件方程；另一種是借助于復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行求解，即根據(jù)不同故障類(lèi)型所確定的邊界條件，將三個(gè)序網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)逆溄?，組成一個(gè)復(fù)合序網(wǎng)，通過(guò)對(duì)復(fù)合序網(wǎng)的計(jì)算，求出電流、電壓的各序?qū)ΨQ(chēng)分量。由于這種方法比較簡(jiǎn)單，又容易記憶，因此應(yīng)用較廣。在所討論的各種不對(duì)稱(chēng)故障的分析計(jì)算中，求出的各序電流、電壓對(duì)稱(chēng)分量及各相電流、電壓值，一般都是指起始時(shí)或穩(wěn)態(tài)時(shí)的基頻分量。在工程計(jì)算中都假定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是對(duì)稱(chēng)的，也就是忽略了不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的高次諧波分量。這種假定對(duì)穩(wěn)極發(fā)電機(jī)和d軸及q軸都

11、裝有阻尼繞組的凸極發(fā)電機(jī)是比較切合實(shí)際的。2.2 單相接地短路2.2.1.正序等效定則由前述分析可知，在求解各種不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)，故障支路的正序電流分量可用如下同式表示。 （4-32）式中 -故前故障點(diǎn)基準(zhǔn)相的運(yùn)行相電壓； -與短路故障類(lèi)型有關(guān)的阻抗（三相短路時(shí)，；兩相短路時(shí)，；兩相接地短路時(shí)，；單相接地短路時(shí)，）。由式（4-32）可見(jiàn)，不對(duì)稱(chēng)短路故障時(shí)故障支路的正序分量電流 ， 等于故障點(diǎn)每相加上一個(gè)附加阻抗后發(fā)生三相短路的電流。這就是正序等效定則。故障點(diǎn)故障相電流的絕對(duì)值與故障支路的正序分量電流成正比，可表示為 （4-33）式中 為與短路類(lèi)型有關(guān)的比例系數(shù)，其值見(jiàn)表4-1。表4-1 不同短路故

12、障類(lèi)型的故障類(lèi)型 三相短路 兩相短路 兩相接地短路 單相接地短路 1 32.2.2.關(guān)于復(fù)合序網(wǎng) 電力系統(tǒng)某一故障點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)及零序網(wǎng)絡(luò)，屬于基本序網(wǎng)，與故障類(lèi)型、故障相別無(wú)關(guān)；但由各序網(wǎng)絡(luò)組合成的復(fù)合序網(wǎng)與短路故障的類(lèi)型、相別有關(guān)。如前述，對(duì)同一類(lèi)型的短路故障，不論發(fā)生在哪些相上，以特殊相位基準(zhǔn)相所表示的邊界條件是不變的，因而復(fù)合序網(wǎng)的形式是一樣的，也是最為簡(jiǎn)單的。換言之，當(dāng)不對(duì)稱(chēng)支路中有兩相阻抗相同時(shí)，以特殊相為對(duì)稱(chēng)分量的基準(zhǔn)相作出的復(fù)合序網(wǎng)圖，在各序網(wǎng)之間可以不用互感器而直接連接起來(lái)。由以上所討論的三種短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖可以看出：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪窌r(shí)的復(fù)合序網(wǎng)是按三個(gè)序電壓之和等于零和

13、三個(gè)序電流相等的邊界條件，由三個(gè)獨(dú)立的序網(wǎng)絡(luò)相串聯(lián)而成的，所以常稱(chēng)這種故障為串聯(lián)型故障；兩相接地短路（或兩相短路）時(shí)復(fù)合序網(wǎng)是按三個(gè)（或兩個(gè)）序電流之和等于零和三個(gè)（或兩個(gè)）序電壓相等的邊界條件，由各獨(dú)立序網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)而成的，所以稱(chēng)這種故障為并聯(lián)型故障。2.2.3 單相接地短路分析單相接地短路時(shí)的系統(tǒng)接線圖如圖4-6所示。假定a相接地短路，短路處以相量表示的邊界條件方程為； （4-14）轉(zhuǎn)換為對(duì)稱(chēng)分量關(guān)系 （4-15）可見(jiàn)，單相接地短路時(shí)有零序電壓，同時(shí)也存在零序電流（在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中）。由式（4-15）可知，A相接地短路時(shí)選基準(zhǔn)相為a相，故障點(diǎn)b相和c相的序電壓、序電流就沒(méi)有式（4-15

14、）的簡(jiǎn)單關(guān)系。同樣，b相接地時(shí)選基準(zhǔn)相位b相，c相接地時(shí)選基準(zhǔn)相位c相，基準(zhǔn)相的序電壓、序電流具有式（4-15）的關(guān)系。故障處以序分量表示的邊界條件指明了三序網(wǎng)絡(luò)在故障端K處的聯(lián)接方式。分析式（4-15），由于，所以正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)、零序網(wǎng)應(yīng)串聯(lián)；同時(shí)因，故三個(gè)序網(wǎng)串聯(lián)后應(yīng)短接，畫(huà)出復(fù)合序網(wǎng)如圖4-7所示。由復(fù)合序網(wǎng)可求出故障處的各序電流和電壓 （4-16） 圖4-6單相接地短路時(shí)系統(tǒng)接線圖 圖4-7單相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)圖 （4-17）短路處的各序功率為 （s=1,2,0） (4-18)根據(jù)對(duì)稱(chēng)分量的合成公式，可得各相電流、電壓為 （4-19） （4-20）由式（4-20）可得 （4-21）

15、式（4-21）說(shuō)明，兩個(gè)非故障相電壓的幅值比M與其間的相位差與的比值有關(guān)。因，作出電流相量關(guān)系如圖4-8（b）所示。假定和得阻抗角相等（或?yàn)榧冸娍梗?， 可知，滯后的相位角為，滯后的相角為，又 ，作出故障點(diǎn)電壓相量圖如圖4-8（a）所示。圖中示出的 電壓相量關(guān)系對(duì)應(yīng)的是的情況，根據(jù)式(4-21),此時(shí)。 圖4-8 單相接地短路處的電壓電流相量圖從以上的分析計(jì)算可知，單相接地短路有以下一些基本特點(diǎn)：（1）短路處故障中的各序電流大小相等，方向相同，故障相中的電=3=3=3，而兩個(gè)非故障相中的電流均為零。 （2）短路處正序電流的大小與在短路點(diǎn)原正序網(wǎng)絡(luò)上增加一個(gè)附加阻抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等

16、。 （3）短路點(diǎn)故障相的電壓等于零。（4）在假定 和 的阻抗角相等的情況下，兩個(gè)非故障相電壓的幅值總 等， 相位差角的大小決定于的比值， 當(dāng)比值在范圍內(nèi)變化時(shí)，的變化范圍為，對(duì)應(yīng)比值為的情況，對(duì)應(yīng)比值接近于零的情況。第三章電力系統(tǒng)單相短路時(shí)域分析3.1仿真模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1.1 實(shí)例分析恒定電壓源電路模型如圖3-1所示。使用理想三相電壓源作為電路的供電電源；使用分布參數(shù)輸電線路作為輸電線路，輸電線line1的長(zhǎng)度為100km，輸電線路line2的長(zhǎng)度為100km；使用三相電路短路故障發(fā)生器進(jìn)行不同類(lèi)型的短路。電壓源為Y接類(lèi)型，輸電線路line2端為中性點(diǎn)接地。擬定仿真的電力系統(tǒng)如圖所示,使

17、用理想三相電壓源作為電路的電源,電壓源為Y型連接,中性點(diǎn)不接地;使用分布參數(shù)輸電線作為輸電線路,兩條輸電線路的參數(shù)設(shè)置相同,Line1 末端為中性點(diǎn)接地; 使用三相短路故障發(fā)生器使電路發(fā)生A相接地短路。圖2 仿真模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1.2 仿真參數(shù)設(shè)置當(dāng)電路圖設(shè)計(jì)完成后，對(duì)其進(jìn)行仿真，達(dá)到觀察短路接地電路中暫態(tài)變化情況。在設(shè)置的三相電路短路故障發(fā)生器，將接地短路時(shí)間設(shè)置為0.01 0.04之間。根據(jù)接地短路發(fā)生時(shí)間設(shè)置仿真參數(shù)。在電路圖的菜單選項(xiàng)中，選擇仿真菜單，激活仿真參數(shù)命令，彈出參數(shù)對(duì)話框。 根據(jù)對(duì)暫態(tài)過(guò)程時(shí)間估算，對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行如下設(shè)置：三相電源：電壓初始相位為0，頻率為默認(rèn)50Hz不

18、變，Y型接法輸電線路：線路長(zhǎng)度100Km，其余參數(shù)保持為默認(rèn)值不變。三相短路故障發(fā)生器：A相接地短路，0.01s發(fā)生短路，0.04s排除故障仿真參數(shù)的設(shè)置：起始時(shí)間為0s，終止時(shí)間為0.1s，變步長(zhǎng)，MATLAB 針對(duì)剛性系統(tǒng)提供了ode15 s，ode23 s，ode23 t 與ode23 tb 等算法。本文采用ode15算法。3.2 仿真結(jié)果分析將三相電路短路故障發(fā)生器中的 故障相選擇為A相故障,并選擇故障相接地選項(xiàng)。 設(shè)置完電路圖和仿真參數(shù)后，下面進(jìn)行電路仿真。激活仿真按鈕，查看仿真波形圖。（1）故障點(diǎn)電流波形圖。在萬(wàn)用元件M1中選擇故障點(diǎn)A相電流，作為測(cè)量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)

19、A相電流波形圖如圖6-33所示。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)A相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而電流為0A。在0.01s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生A相接地短路,故障點(diǎn)A相電流發(fā)生變化,由于閉合時(shí)由初始輸入量和初始狀態(tài)量，因而故障點(diǎn)A相電流波形上移。在0.04s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器打開(kāi),相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)A相電流迅速下降為0A。選擇故障點(diǎn)B相和C相電流，作為測(cè)量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)B和C相電流波形如圖6-34所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在A相發(fā)生單相短路時(shí),故障點(diǎn)B相和C相電流沒(méi)有變化,始終為0。 圖6-33 單相故障點(diǎn)A相電流波形圖 圖6-34

20、單相故障點(diǎn)B相電流波形圖 圖6-35 單相故障點(diǎn)C相電流波形圖 圖6-36 單相故障點(diǎn)A、B、C相電流波形圖（2）故障點(diǎn)電壓波形圖。在萬(wàn)用元件M1中選擇故障點(diǎn)A相電壓,作為測(cè)量電氣量。激活仿真按鈕,則故障點(diǎn)A相電壓波形圖如圖6-37所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)A相電壓由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而電壓為正弦波形。在0.01s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生A相接地短路,故障點(diǎn)A相電壓發(fā)生變化,突變?yōu)?。在0.04s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器打開(kāi),相當(dāng)于排除故障,此時(shí)故障點(diǎn)A相電壓波動(dòng)恢復(fù)正弦波形。在萬(wàn)用元件M1中選擇故障點(diǎn)B和C相電壓，作為測(cè)量電氣量

21、。激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)B相和C相電壓波形如圖6-38和6-39所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：由圖形可以得出以下結(jié)論:在A相短路，其B、C兩相的電壓波形應(yīng)為一對(duì)稱(chēng)波形使得B、C兩相的電壓波形疊加在一起時(shí)成一角度。 圖6-37 單相故障點(diǎn)A相電壓波形圖 圖6-38 單相故障點(diǎn)B相電壓波形圖 圖6-39 單相故障點(diǎn)C相電壓波形圖（3）電源端電壓、電流波形圖。在電源端輸出的電壓信號(hào)，分別選擇A、B、C三相電壓、電流作為測(cè)量電氣量。激活仿真按鈕，則電壓、電流波形圖如圖6-40所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在三相短路過(guò)程中，電源端的三相電壓、電流只有一些波動(dòng)，但是沒(méi)有發(fā)生顯著的變化。圖6-40 單相接地

22、電源端電壓、電流波形圖（4）故障點(diǎn)A相電流序分量波形圖。在萬(wàn)用元件M2中選擇故障點(diǎn)A相電流、故障點(diǎn)B相電流、故障點(diǎn)C相電流作為電氣測(cè)量量，激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序、零序分量波形如圖6-41所示。由圖形可以得出，故障時(shí),A相電流正序、負(fù)序和零序的幅值和相角是相同的。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序和零序分量由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而幅值為0，相角為0。在0.01s時(shí)，三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生A相單相接地故障，故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序和零序幅值緩慢波動(dòng)上升，相角突變后，在大約90deg時(shí)穩(wěn)定。在0.04s時(shí)，三相電路短路故障發(fā)生器打開(kāi)，此時(shí)電路排

23、除故障，故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序和零序分量的幅值緩慢波動(dòng)下降，在0.06s時(shí)穩(wěn)定在0，相角至0.06s時(shí)突變?yōu)榇蠹s-180deg，然后波動(dòng)穩(wěn)定到0。（4）故障點(diǎn)A相電壓序分量波形圖。在萬(wàn)用元件M2中選擇故障點(diǎn)A相電壓、故障點(diǎn)B相電壓、故障點(diǎn)C相電壓作為電氣測(cè)量量，激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電壓正序分量波形如圖6-42所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)故障點(diǎn)A相電壓正序分量由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而幅值為0，相角為0。在0.01s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生A相單相接地故障，故障點(diǎn)A相電壓正序分量發(fā)生變化,幅值突變后穩(wěn)定在45000V左右，相角在0deg左右

24、緩慢波動(dòng)。在0.04s三相電路短路故障發(fā)生打開(kāi),相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)A相電壓正序分量的幅值繼續(xù)穩(wěn)定在45000V；故障點(diǎn)A相電壓正序分量的相角繼續(xù)緩慢波動(dòng)，最后穩(wěn)定到0。 圖6-42故障點(diǎn)A相電流正序分量圖 故障點(diǎn)A相電流負(fù)序分量圖 故障點(diǎn) A 相電流零序分量圖 故障點(diǎn)A相電流正序、負(fù)序和零序分 量波形圖圖6-40 故障點(diǎn)A相電壓正序分量波形圖在萬(wàn)用元件M2中選擇故障點(diǎn)A相電壓、故障點(diǎn)B相電壓、故障點(diǎn)C相電壓作為電氣測(cè)量量，激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量波形如圖6-41所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而幅值為0

25、，相角為0。在0.01s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生A相單相接地故障，故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量發(fā)生變化,故障點(diǎn)A相電壓突變后緩慢波動(dòng)變化，相角在0deg左右波動(dòng)變化，在0.04s時(shí)，三相短路故障發(fā)生器打開(kāi)。相當(dāng)于排除故障。此時(shí)故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量的幅值迅速下降，至0.06s時(shí)緩慢波動(dòng)到0；故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量的相角繼續(xù)緩慢波動(dòng)，最后在0.06s后突變。圖6-41 故障點(diǎn)A相電壓負(fù)序分量波形圖在萬(wàn)用元件M2中選擇故障點(diǎn)A相電壓、故障點(diǎn)B相電壓、故障點(diǎn)C相電壓作為電氣測(cè)量量，激活仿真按鈕，則故障點(diǎn)A相電壓零序分量波形如圖6-42所示。由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)故障點(diǎn)A相電壓零序分量由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而幅值為0，相角為0。在0.01s時(shí),三相電路短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)電路發(fā)生A相單相接地故障，故障點(diǎn)A相電壓零序分量發(fā)生變化,幅值迅速上升，穩(wěn)定至大約45000V左右，相角大致在180deg和-180deg之間波動(dòng)變化。