电力系统仿真ppt课件.ppt

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1、基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真.摘要本设计分析了电力系统短路故障的电气特征，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，进一步研究短路故障的特点。通过算例对电力系统短路故障进行分析计算。然后运用Matlab/Simulink对算例进行电力系统短路故障仿真，得出仿真结果。并将电力系统短路故障的分析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出结论。结果表明计算结果与仿真结果差别不大，运用Matlab对电力系统短路故障进行分析与仿真，能够准确直观地考察电力系统短路故障的动态特性，验证了Matlab在电

2、力系统仿真中的强大功能。.故障概述短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生系统通路的情况。电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果.短路计算的基本原则和规定电力系统三相短路计算主要是短路电流周期分量的

3、计算，在给定电源电势时，实际就是稳态交流电路的求解。在电力系统短路电流的工程计算中，许多实际问题的解决（如电网设计中的电气设备选择）并不需要十分精确的结果，于是产生了近似计算的方法。在近似计算中主要是对系统元件模型和标么值参数计算做了简化处理。在元件模型方面，忽略发电机、变压器和输电线路的电阻，不计输电线路的电容，略去变压器的励磁电流（三相三柱式变压器的零序等值电路除外），负荷忽略不计或只做近似估计。在标么值参数计算方面，在选取各级平均电压做为基准电压时，忽略各元件(电抗器除外)的额定电压之比，即所有变压器的标么变比都等于1

4、。此外，有时还假定所有发电机的电势具有相同的相位，加上所有元件仅用电抗表示，这就避免了复数运算，把短路电流的计算简化为直流电路的求解。.短路计算的目的是为了选择导体和电器，并对其进行相关校验。基本假定：短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：正常工作时，三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；系统中的同步和异步电机为理想电机，不考虑电机饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间相差120°电气角；电力系统中各原件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变化；电力系统中所有电源

5、都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧；短路计算的基本原则和规定.短路计算的基本原则和规定6.同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；7.短路发生在短路电流为最大值的瞬间；8.不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；9.除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；10.元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；11.输电线路的电容略去不计；12.用概率统计法制定短路电流运算曲线。.一般规定：（1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流

6、所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成的5～10年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在仅在切换过程中可能并列运行的接线方式；（2）在电气网络中应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响；（3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。对加装电抗器的6～10KV出线与厂用分支线回路，除其母线和母线隔离开关之间隔板前的引线和套管，计算短路点应选择在电抗器前，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗

7、器后（4）导体和电器的动稳定、热稳定和电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，则应按严重情况计算。短路计算的基本原则和规定.电力系统故障分析计算图4.1.计算：变压器T采用“Three-phrase-transformer（TwoWindings）”模型。根据给定的数据：变压器的电阻为：变压器的电抗为:则变压器的漏感：变压器的励磁电阻为：.变压器的励磁电抗为：变压器的励磁电感为：输电线路L采用“Three-PhaseseriesRLC

8、Branch”模型。根据给定的参数计算可得得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短电流周期分量幅值和冲击电流的大小。短路电流周期分量的幅值为：时间常数为：则短路冲击电流为：.三相短路系统仿真模型及各模块参数设置电力系统三相短路系统仿真模型.三相电源模块三