第5章 MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實(shí)例

第5章MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實(shí)例5.1無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路仿真

5.2同步發(fā)電機(jī)突然短路的暫態(tài)過程仿真

5.3小電流接地系統(tǒng)單相故障5.1無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路仿真5.1.1無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程

5.1.2無窮大功率電源供電系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建

5.1.3仿真結(jié)果及分析圖5-1無窮大功率電源供電的三相電路突然短路5.1.2無窮大功率電源供電系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建1)PhaseAFault、PhaseBFault和PhaseCFault用來選擇短路故障相。

2)Faultresistances用來設(shè)置短路點(diǎn)的電阻，此值不能為零。

3)GroundFault選項(xiàng)用來選擇短路故障是否為短路接地故障。

4)Groundresistances當(dāng)故障類型是短路接地故障時(shí)顯示該項(xiàng)，用來設(shè)置接地故障時(shí)的大地電阻。

5)Externalcontroloffaulttiming可以添加控制信號來控制該模塊故障的啟動(dòng)和停止。6)Transitionstatus和Transitiontimes用來設(shè)置轉(zhuǎn)換狀態(tài)和轉(zhuǎn)換時(shí)間；其中,Transitionstatus表示故障開關(guān)的狀態(tài)，通常用“1”表示閉合，“0”表示斷開；Transitiontimes表示故障開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間；并且每個(gè)選項(xiàng)都有兩個(gè)數(shù)值，而且它們是一一對應(yīng)的。

7)Snubbersresistance和snubbersCapacitance用來設(shè)置并聯(lián)緩沖電路中的過渡電阻和過渡電容。

8)Measurements用來選擇測量量。圖5-2無窮大功率電源供電系統(tǒng)圖5-3無窮大功率電源供電系統(tǒng)的Simulink仿真圖表5-1圖5-3仿真電路中各模塊名稱及提取路徑模塊名提取路徑無窮大功率電源10000MV·A,110kVSourceSimPowerSystems/EletricalSources三相并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊5MWSimPowerSystems/Elements串聯(lián)RLC支路Three?PhaseParallelRLCBranchSimPowerSystems/Elements雙繞組變壓器模塊Three?PhaseTransformer(TwoWindings)SimPowerSystems/Elements三相故障模塊Three?PhaseFaultSimPowerSystems/Elements三相電壓電流測量模塊Three?PhaseV?IMeasurementSimPowerSystems/Measurements示波器模塊ScopeSimulink/Sinks電力系統(tǒng)圖形用戶截面PowerguiSimPowerSystems圖5-4電源模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-5采用有名值時(shí)變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-6采用標(biāo)幺值時(shí)變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-7輸電線路模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-8三相電壓電流測量模塊圖5-9三相線路故障模塊參數(shù)設(shè)置5.1.3仿真結(jié)果及分析圖5-10變壓器低壓側(cè)三相短路電流波形圖圖5-11示波器模塊的“Datahistory”欄設(shè)置方式5.2同步發(fā)電機(jī)突然短路的暫態(tài)過程仿真5.2.1同步發(fā)電機(jī)突然三相短路暫態(tài)過程簡介

5.2.2同步發(fā)電機(jī)突然三相短路暫態(tài)過程的數(shù)值計(jì)算與仿真方法1.同步發(fā)電機(jī)突然三相短路暫態(tài)過程的數(shù)值計(jì)算①首先計(jì)算各衰減時(shí)間常數(shù)。根據(jù)參考文獻(xiàn)［7,9］可得

②利用MATLAB對式(5-

8)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算并繪圖的m文件程序清單如下：圖5-12發(fā)電機(jī)端突然發(fā)生三相短路時(shí)的a相定子電流波形圖圖5-13發(fā)電機(jī)端突然發(fā)生三相短路的Simulink仿真模型圖5-14同步發(fā)電機(jī)模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-15升壓變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置圖5-16利用Powergui模塊的潮流計(jì)算和電機(jī)初始化窗口計(jì)算初始參數(shù)圖5-17發(fā)電機(jī)端突然三相短路時(shí)的定子電流仿真波形圖圖5-18發(fā)電機(jī)端突然三相短路時(shí)、以及的電流仿真波形圖圖5-19發(fā)電機(jī)端突然兩相短路時(shí)的三相定子電流仿真波形圖5.3小電流接地系統(tǒng)單相故障5.3.1小電流接地系統(tǒng)單相故障特點(diǎn)簡介

5.3.2小電流接地系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建

5.3.3仿真結(jié)果及分析5.3.1小電流接地系統(tǒng)單相故障特點(diǎn)簡介1)在發(fā)生單相接地時(shí)，全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓。

2)在非故障的元件上有零序電流，其數(shù)值等于本身的對地電容電流，電容電流的實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€流向線路。

3)在故障線路上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和，數(shù)值一般較大，電容電流的實(shí)際方向?yàn)橛删€路流向母線。圖5-20中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)圖5-21中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)5.3.2小電流接地系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的仿真模型及計(jì)算

2.中性點(diǎn)