MATLAB Simulink电力系统建模与仿真 教学课件 作者 于群 第5章　MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例.ppt

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1、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)Gr

2、oundFault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)Snubbersresist

3、ance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模块名提取路径无穷大功率电源10000MV·A,110kVSourceSimPowerSystems/EletricalSources三相并联RLC负荷模块5MWSimPowerSystems/Elements串联RLC支路Three⁃?PhaseParallelRLCBranchSimPowerSystems/Elem

4、ents双绕组变压器模块Three⁃?PhaseTransformer(TwoWindings)SimPowerSystems/Elements三相故障模块Three⁃?PhaseFaultSimPowerSystems/Elements三相电压电流测量模块Three⁃?PhaseV⁃?IMeasurementSimPowerSystems/Measurements示波器模块ScopeSimulink/Sinks电力系统图形用户截面PowerguiSimPowerSystems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

5、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①首先计算各衰减时间常数。根据参考文献［7,9］可得②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

6、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

7、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5-22　10kV中