基于matlab电力系统故障分析及模拟仿真09

摘 要 目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高，电力系统中许多计算和控制问题日益复杂，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATIAB电力系统工具箱是分析电力系统的工具 关键词电力系统; 三相短路; 故障分析; matlab仿真 AbstractNow, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in peoples lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the peoples daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a direct.This paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key wordsPower system ; Three-phase short-circuit ; Fault analysis; MATLAB simulation 目 录第1章 概述31.1 课题研究背景31.2课题研究意义31.3国内外发展状况41.4课题研究目标51.5本文研究的主要内容5第2章 电力系统故障的种类62.1 电力系统故障的概述62.2 故障类型62.3 电力系统故障诊断技术82.4 本章小结10第3章 基于Matlab电力系统故障分析的计算123.1 三相短路的故障分析计算123.2 两相短路的故障分析计算133.3 单相对地短路的故障分析计算13.4 两相对地短路的故障分析计算23.5 本章小结7第4章 电力系统故障分析仿真的建立94.1 三相短路故障分析仿真94.2两相短路故障分析仿真104.3 单相对地短路故障仿真164.4 两相对地短路故障仿真184.5本章小结21结论24参考文献25致谢26第1章 概述1.1课题研究背景随着社会生产随着社会生产和科学的发展，在电力、冶金、交通运输、矿业等行业，电力电子器件通常被用于电机变频调速、大功率设备驱动的关键流程之中，由于电力电子器件故障往往是致命性的、不可恢复的，常导致设备的损毁、生产的中断，造成重大经济损失。因此，通过储存故障信息用以检测对比尤为重要，并且也是一种简单可行的测量方法。根据电力电路的实际运行情况可知，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，其中以功率开关器件的开路和直通最为常见，本文通过仿真采集功率器件在开路时的各种波形，分析整流器件发生故障的种类，判断可能发生故障的器件。整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三项整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控电路。三相全控整流电路的整流负载容量较大，输出直流电压脉动较小，是目前应用最为广泛的整流电路。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴级的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。留个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。由于整流电路设计到交流信号、直流信号以及触发信号、，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下试验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接监理电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且里即可得到任意的仿真结果，直观性很强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整