MATLAB在电力系统故障分析中的应用ppt课件.ppt

第5章 MATLAB在电力系统故障分析中 的仿真实例 5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿真 5.3 小电流接地系统单相故障 1 5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路 仿真 5.1.1 无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程 5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 5.1.3 仿真结果及分析 2 图5-1 无穷大功率电源供电的三相电路突然短路 3 5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模 型构建 1Phase A Fault、Phase B Fault和Phase C Fault用来选择短路故障 相。 2Fault resistances用来设置短路点的电阻，此值不能为零。 3Ground Fault选项用来选择短路故障是否为短路接地故障。 4Ground resistances 当故障类型是短路接地故障时显示该项，用 来设置接地故障时的大地电阻。 5External control of fault timing可以添加控制信号来控制该模块故 障的启动和停止。 4 6Transition status和Transition times用来设置转换状态和转换时间 ；其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭合 ， “0”表示断开；Transition times表示故障开关的动作时间；并且 每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。 7Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲电 路中的过渡电阻和过渡电容。 8Measurements 用来选择测量量。 5 图5-2 无穷大功率电源供电系统 6 图5-3 无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图 7 表5-1 图5-3仿真电路中各模块名称及提取路径 模块名提取路径 无穷大功率电源10000 MVA,110 kV Source SimPowerSystems/Eletrical Sources 三相并联RLC负荷模块5MW SimPowerSystems/Elements 串联RLC支路Three PhaseParallel RLC Branch SimPowerSystems/Elements 双绕组变压器模块 Three PhaseTranser Two Windings SimPowerSystems/Elements 三相故障模块Three Phase Fault SimPowerSystems/Elements 三相电压电流测量模块 Three PhaseV I Measurement SimPowerSystems/Measurements 示波器模块Scope Simulink/Sinks 电力系统图形用户截面Powergui SimPowerSystems 8 图5-4 电源模块的参数设置 9 图5-5 采用有名值时变压器模块的参数设置 10 图5-6 采用标幺值时变压器模块的参数设置 11 图5-7 输电线路模块的参数设置 12 图5-8 三相电压电流测量模块 13 图5-9 三相线路故障模块参数设置 14 5.1.3 仿真结果及分析 图5-10 变压器低压侧三相短路电流波形图 15 图5-11 示波器模块的“Data history”栏设置方式 16 5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿 真 5.2.1 同步发电机突然三相短路暂态过程简介 5.2.2 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算与仿真方法 17 1. 同步发电机突然三相短路暂态过程的 数值计算 首先计算各衰减时间常数。根据参考文献7,9可得 利用MATLAB对式5- 8进行数值计算并绘图的m文件程序 清单如下 18 图5-12 发电机端突然发生三相短路时的a相定子电流波形图 19 图5-13 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型 20 图5-14 同步发电机模块的参数设置 21 图5-15 升压变压器模块的参数设置 22 图5-16 利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数 23 图5-17 发电机端突然三相短路时的定子电流仿真波形图 24 图5-18 发电机端突然三相短路时 、 以及 的电流仿真波形图 25 图5-19 发电机端突然两相短路时的三相定子电流仿真波形图 26 5.3 小电流接地系统单相故障 5.3.1 小电流接地系统单相故障特点简介 5.3.2 小电流接地系统仿真模型构建 5.3.3 仿真结果及分析 27 5.3.1 小电流接地系统单相故障特点简 介 1在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。 2在非故障的元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电 流，电容电流的实际方向为由母线流向线路。 3在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之 总和，数值一般较大，电容电流的实际方向为由线路流向母线。 28 图5- 20 中性点不接地系统 29 图5-21 中性点经消弧线圈接地系统 30 5.3.2 小电流接地系统仿真模型构建 1. 中性点不接地系统的仿真模型及计算 2. 中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算 31 图5-22 10kV中性点不接地系统仿真模型 32 图5-23 Line1的参数设置 33 图5-24 Load1参数设置 34 图5-25 三相电压电流测量模块的参数设置 35 图5-26 故障模块的参数设置 36 图5-27 系统的零序电压3 及每 线路始端零序电流3 的获取方法 37 图5-28 故障点的接地电流获取方法 38 图5-29 中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型 39 图5-30 消弧线圈的参数设置 40 5.3.3 仿真结果及分析 1. 中性点不接地系统的仿真结果及分析 2. 中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果及分析 41 图5-31 系统三相对地电压和线电压的波形图 42 图5-32 中性点不接地系统零序电压3 、 零序电流3 ，故障点的接地电流 波形图 43 图5-33 采用“三相序分量模块”获得零序分量 44 图5-34 故障线路零序电流的幅值和相位 45 图5-35 中性点经消弧线圈接地系统的零序电压3 、 零序电流3 、消弧线圈电流 、故障点的接地电流 波形图 46