课程设计(论文)-基于matlab的电力系统单相短路故障分析与仿真

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1、电力系统分析课程设计说明书题目：单相接地短路专业：电气工程及其自动化班级：电气1307姓名：陈欢引言目录课程设计（论文）任务书第一章.电力系统短路故障分析《第二章.电力系统单相短路计算2.1简单不对称故障的分析计算•2.1.1.对称分量法•(5)2.2单相接地短路(3)(4)(5)(5)(6)2.2.1.正序等效定则（6）2.2.2.复合序网（6）2.2.3.单相接地短路分析（7）第三章.电力系统单相短路时域分析（10）3.1仿真模型的设计与实现（10）3.1.1.实例分析（10）3.1.2.仿真参数（11）3.2仿真结果分析（13）(18)课程设计任务书题目：单相接地

2、短路要求：本课程设计主要是对单相接地短路进行分析计算，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，通过仿真结果与计算结果进行比较，进一步研宄短路故障的特点。并验证MATLAB/SIMULINK功能的强大。随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大，在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故故障，尤其是短路故障，而在分析解决事故故障时要不断的实验，在现实设备中很难实现，一是实际的条件难以满足；二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。考虑这两种情况，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，而

3、MATLAB软件中的STMULTNK是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成开发环境，是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具，为解决具体的工程问题提供了更为快速、准确和简洁的途径。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路，动力系统、电力系统和电力网简单示意如图1-1。电力网图1-1动力系统、电力系统和电力网示意图电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。所以我们应对单和短路引起足够的重视，对单相短路的研宄是有其重耍意义的，所以本章重点就是研究单相短路故障在

4、MATLAB中的运用和分析。第一章.电力系统短路故障分析1.短路产生的原因有很多，主要有以下几个方(1).元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等，(2).气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌(3).违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；(4).其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。2.短路的危害随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下的

5、几个方面：(1).短路故障使短路点附近的支路屮出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，异体间将产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。(2).短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。(3).短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。(4).当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，

6、造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。(5).发生不对称短路时，不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，这对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生严重的影响。3.短路故障分析的内容和目的短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。二、电力系统单相短路计算2

7、.1简单不对称故障的分析计算在电力系统的故障屮，仅在一处发生不对称短路或断线的故障称为简单不对称故障。它通常分为两类，一类叫横向不对称故障，包括两相短路，单相接地短路以及两相接地短路三种类型。这种故障发生在系统中某一点的一些相之间或相与地之间，是处于网络三相支路的横向，故称为横向不对称故障，其特点是由电力系统网络中的某一点（节点）和公共参考点（地接点）之间构成故障端口。该端口一个是高电位点，另一个是零电位点。另一类故障时发生在网络沿三相支路的纵向，叫纵向不对称故障，它包括•一相断相和两相断相两种基本类型，苏特点是由电力系统网络中的两个高电