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 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 图5 1无穷大功率电源供电的三相电路突然短路 5 1 2无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 1 PhaseAFault PhaseBFault和PhaseCFault用来选择短路故障相 2 Faultresistances用来设置短路点的电阻 此值不能为零 3 GroundFault选项用来选择短路故障是否为短路接地故障 4 Groundresistances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 5 Externalcontroloffaulttiming可以添加控制信号来控制该模块故障的启动和停止 6 Transitionstatus和Transitiontimes用来设置转换状态和转换时间 其中 Transitionstatus表示故障开关的状态 通常用 1 表示闭合 0 表示断开 Transitiontimes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 7 Snubbersresistance和snubbersCapacitance用来设置并联缓冲电路中的过渡电阻和过渡电容 8 Measurements用来选择测量量 图5 2无穷大功率电源供电系统 图5 3无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图 表5 1图5 3仿真电路中各模块名称及提取路径 图5 4电源模块的参数设置 图5 5采用有名值时变压器模块的参数设置 图5 6采用标幺值时变压器模块的参数设置 图5 7输电线路模块的参数设置 图5 8三相电压电流测量模块 图5 9三相线路故障模块参数设置 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 图5 11示波器模块的 Datahistory 栏设置方式 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 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 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 图5 13发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型 图5 14同步发电机模块的参数设置 图5 15升压变压器模块的参数设置 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 图5 17发电机端突然三相短路时的定子电流仿真波形图 图5 18发电机端突然三相短路时 以及 的电流仿真波形图 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 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 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 图5 20中性点不接地系统 图5 21中性点经消弧线圈接地系统 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 图5 2210kV中性点不接地系统仿真模型 图5 23Line1的参数设置 图5 24Load1参数设置 图5 25三相电压电流测量模块的参数设置 图5 26故障模块的参数设置 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 图5 28故障点的接地电流获取方法 图5 29中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型 图5 30消弧线圈的参数设置 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 图5 31系统三相对地电压和线电压的波形图 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 图5 33采用 三相序分量模块 获得零序分量 图5 34故障线路零序电流的幅值和相位 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
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