三相短路和单相接地短路MATLAB知识讲解
电力系统三相短路计算的MATLAB代码
. . . .电力系统三相短路计算a main.mclear tim%打开文件[dfile,pathname]=uigetfile('*.m','Select Data File');if pathname == 0error(' you must select a valid data file')elselfile =length(dfile);eval(dfile(1:lfile-2));end%定义输出文件output_file=fopen('output.dat','w');%开始计时tic;%求解节点导纳矩阵，其中Ymatrix1是考虑了变比，且支路未近似的导纳矩阵；Ymatrix2是近似变比为1，但是支路未近似计算的节点导纳矩阵；Ymatrix3是近似变比为1，采取近似支路参数1的导纳矩阵；Ymatrix4是近似变比为1，采取近似支路参数2的导纳矩阵。
Y = Ymatrix2(bus,line);%对故障点进行导纳修正fixY = FixY(Y,bus,fault);%求注入电流Iinj = Inode(bus,calcSettings);U = fixY\Iinj;%得到故障支路与其他支路电流Bcurrent = Ibranch( line,U,fault,Y );%如果发生支路三相短路，那么对应该支路的电流修正为-999999-j999999Ib = ReviseBcurrent( fault,Bcurrent );%结束计时tim=toc;fprintf('\n程序运行结果');fprintf('\n计算完成，共用时%4.4fs,相关结果已保存在output.dat\n',tim);%输出结果fprintf_result(output_file, Ib);fprintf_result1(Ib);b FixY.mfunction fixY = FixY( Y,bus,fault )%对形成的导纳矩阵进行故障点的修正[nb,mb]=size(bus);[nf,mf]= size(fault);fixY = Y;%对发电机节点导纳修正for k=1:nbbusType=bus(k,7);if (busType==1)fixY(bus(k,1),bus(k,1)) = fixY(bus(k,1),bus(k,1)) + 1/1i/bus(k,8);endend%对节点短路和支路短路的导纳矩阵进行修正for k=1:nfnodeI=fault(k,1);nodeJ=fault(k,2);dis=fault(k,3);if (nodeI==0)fixY(nodeJ,nodeJ) = 999999+1i*999999;continue;endif (nodeJ==0)fixY(nodeI,nodeI) = 999999+1i*999999;continue;endif (dis==0)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeI,nodeI) = 999999+1i*999999;continue;endif (dis==1)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeJ,nodeJ) = 999999+1i*999999;continue;endif (dis~=1)&&(dis~=0)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeI,nodeI) = fixY(nodeI,nodeI) - fixY(nodeI,nodeJ)/dis;fixY(nodeJ,nodeJ) = fixY(nodeJ,nodeJ) - fixY(nodeI,nodeJ)/(1-dis);fixY(nodeI,nodeJ)=0;fixY(nodeJ,nodeI)=0;endendendc fprintf_result.mfunction [ output_args ] = fprintf_result( output_file, Ib )%将得到的短路电流输入到输出文件中[n,m]=size(Ib);fprintf( output_file, ' No. No. vector of I value of I\n');for k=1:nI=Ib(k,1);J=Ib(k,2);I01=real(Ib(k,3));I02=imag(Ib(k,3));I1=Ib(k,4);if(I02>=0)fprintf( output_file, '%3d %3d %10.6f+j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endif(I02<0)I02=abs(I02);fprintf( output_file, '%3d %3d %10.6f-j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endfprintf( output_file, '\n');endendd fprintf_result1.mfunction [ output_args ] = fprintf_result1( Ib )%UNTITLED ÇëÔÚ´Ë´¦ÊäÈ뺯Êý¸ÅÒª[n,m]=size(Ib);fprintf(' No. No. vector of I value of I\n');for k=1:nI=Ib(k,1);J=Ib(k,2);I01=real(Ib(k,3));I02=imag(Ib(k,3));I1=Ib(k,4);if(I02>=0)fprintf('%3d %3d %10.6f+j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endif(I02<0)I02=abs(I02);fprintf('%3d %3d %10.6f-j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endfprintf('\n');endende Ibranch.mfunction Bcurrent = Ibranch( line,U,fault,Y )%计算短路电流%记录短路故障参数，如短路节点，如为支路短路，记录距离节点的距离%此段计算采用的支路参数未近似，如果计算近似的时候需要修改[nl,ml]=size(line);Bcurrent=zeros(nl+1,4);faultI=fault(1,1);faultJ=fault(1,2);dis=fault(1,3);faultNode = 0;if(faultI==0)faultNode = faultJ;endif(faultJ==0)faultNode = faultI;endif(dis==1)&&(faultI*faultJ~=0)faultNode = faultJ;endif(dis==0)&&(faultI*faultJ~=0)faultNode = faultI;endif(faultNode~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultNode;Bcurrent(nl+1,2) = faultNode;Iij = 0;Iij1=0;end%计算非故障支路的短路电流for k=1:nli=line(k,1);j=line(k,2);Ui=U(i);if j~=0Uj=U(j);elseUj=0;endif line(k,2)==0Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);Iij=Ui*Ym;Iij1=abs(Iij);endif line(k,2)~=0Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);Iij=(Ui-Uj)*Yt+Ui*Ym;Iij1=abs(Iij);endBcurrent(k,1)=i;Bcurrent(k,2)=j;Bcurrent(k,3)=Iij;Bcurrent(k,4)=Iij1;end%如果为节点短路，修正短路点的电流大小if(faultNode~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultNode;Bcurrent(nl+1,2) = faultNode;Ifault = 0;branchCurrent=0;for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);if(I*J==0)continue;endbranchCurrent = (U(I)-U(J))/(line(k,3)+1i*line(k,4));if (I==faultNode)Ifault = Ifault - branchCurrent ;elseif (J==faultNode)Ifault = Ifault + branchCurrent ;endendendBcurrent(nl+1,3) = Ifault;Bcurrent(nl+1,4) = abs(Bcurrent(nl+1,3));end%如果为支路短路，修正短路支路的短路电流大小if(dis~=0)&&(dis~=1)&&(faultI*faultJ~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultI;Bcurrent(nl+1,2) = faultJ;Bcurrent(nl+1,3) = U(faultI)*Y(faultI,faultJ)/dis + U(faultJ)*Y(faultI,faultJ)/(1-dis);Bcurrent(nl+1,4) = abs(Bcurrent(nl+1,3));endendf Inode.mfunction Iinj = Inode( bus,calcSettings )%计算节点注入电流[nb,mb]=size(bus);Iinj = zeros(nb,1);for k=1:nbbusType=bus(k,7);if(calcSettings(1)==1)v = 1;elsev = bus(k,2);end%对发电机节点电流进行修正if (busType==1)Iinj(bus(k,1),1) = Iinj(bus(k,1),1) + v/1i/bus(k,8);endendendg ReviseBcurrent.mfunction Ib = ReviseBcurrent( fault,Bcurrent )%如果发生支路短路，对原来的计算电流进行修正，使该支路短路电流输出为-999999-j999999 clear faultIfaultJdis[nt,mt]=size(Bcurrent);Ib=zeros(nt,mt);faultI=fault(1,1);faultJ=fault(1,2);dis=fault(1,3);for k=1:nt-1i=Bcurrent(k,1);j=Bcurrent(k,2);Ib(k,:)=Bcurrent(k,:);if (faultI*faultJ~=0)&&(dis~=1)&&(dis~=0)&&(i==faultI)&&(j==faultJ)Ib(k,1)=i;Ib(k,2)=j;Ib(k,3)=-999999-1i*999999;Ib(k,4)=-999999;endif (faultI*faultJ~=0)&&(dis~=1)&&(dis~=0)&&(i==faultJ)&&(j==faultI)Ib(k,1)=i;Ib(k,2)=j;Ib(k,3)=-999999-1i*999999;Ib(k,4)=-999999;endIb(nt,:)=Bcurrent(nt,:);endh Ymatrix1.mfunction Y = Ymatrix1( bus,line )%考虑变压器，并且支路参数不近似的节点导纳矩阵[nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);K=line(k,7);if (K==0)&&(J~=0)Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif (K==0)&&(J==0)Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endif K>0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt/(K*K);Y(I,J)=Y(I,J)-Yt/K;Y(J,I)=Y(I,J);endif K<0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+K*K*Yt;Y(I,J)=Y(I,J)+K*Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endendendi Ymatrix2.mfunction Y = Ymatrix2( bus,line )%考虑变压器变比近似为1，支路参数不等效[nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endendendj Ymatrix3.mfunction Y = Ymatrix3( bus,line )%考虑变压器变比为1，采用支路参数近似1[nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=imag(1/Zt);Ym=imag(line(k,5)+1i*line(k,6));if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endendendk Ymatrix4.mfunction Y = Ymatrix4( bus,line )%变压器变比近似为1，采用支路等效参数2 [nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=1i*line(k,6);if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endendend。
电力系统三相短路计算的MATLAB代码.doc
电力系统三相短路计算a main.mclear tim%打开文件[dfile,pathname]=uigetfile('*.m' , 'Select Data File');if pathname == 0error( ' you must select a valid data file')elselfile =length(dfile);eval(dfile(1:lfile-2));end%定义输出文件output_file=fopen('output.dat', 'w' );%开始计时tic;%求解节点导纳矩阵，其中Ymatrix1 是考虑了变比，且支路未近似的导纳矩阵；Ymatrix2 是近似变比为 1，但是支路未近似计算的节点导纳矩阵；Ymatrix3 是近似变比为 1，采取近似支路参数 1的导纳矩阵； Ymatrix4 是近似变比为 1，采取近似支路参数2的导纳矩阵。
Y = Ymatrix2(bus,line);%对故障点进行导纳修正fixY = FixY(Y,bus,fault);%求注入电流Iinj = Inode(bus,calcSettings);U = fixY\Iinj;%得到故障支路与其他支路电流Bcurrent = Ibranch( line,U,fault,Y );%如果发生支路三相短路，那么对应该支路的电流修正为-999999-j999999Ib = ReviseBcurrent( fault,Bcurrent );%结束计时tim=toc;fprintf( '\n 程序运行结果 ' );fprintf( '\n 计算完成，共用时 %4.4fs, 相关结果已保存在 output.dat\n',tim);%输出结果fprintf_result(output_file, Ib);fprintf_result1(Ib);b FixY.mfunction fixY = FixY( Y,bus,fault )%对形成的导纳矩阵进行故障点的修正[nb,mb]=size(bus);[nf,mf]= size(fault);fixY = Y;%对发电机节点导纳修正for k=1:nbbusType=bus(k,7);if (busType==1)fixY(bus(k,1),bus(k,1)) = fixY(bus(k,1),bus(k,1)) + 1/1i/bus(k,8);endend%对节点短路和支路短路的导纳矩阵进行修正for k=1:nfnodeI=fault(k,1);nodeJ=fault(k,2);dis=fault(k,3);if (nodeI==0)fixY(nodeJ,nodeJ) = 999999+1i*999999;continue ;endif(nodeJ==0)fixY(nodeI,nodeI) = 999999+1i*999999;continue ;if(dis==0)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeI,nodeI) = 999999+1i*999999;continue ;endif(dis==1)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeJ,nodeJ) = 999999+1i*999999;continue ;endif(dis~=1)&&(dis~=0)&&(nodeI*nodeJ~=0)fixY(nodeI,nodeI) = fixY(nodeI,nodeI) - fixY(nodeI,nodeJ)/dis;fixY(nodeJ,nodeJ) = fixY(nodeJ,nodeJ) - fixY(nodeI,nodeJ)/(1-dis); fixY(nodeI,nodeJ)=0;fixY(nodeJ,nodeI)=0;endendc fprintf_result.mfunction [ output_args ] = fprintf_result( output_file, Ib )%将得到的短路电流输入到输出文件中[n,m]=size(Ib);fprintf(output_file,' No. No. vector of I value of I\n' );for k=1:nI=Ib(k,1);J=Ib(k,2);I01=real(Ib(k,3));I02=imag(Ib(k,3));I1=Ib(k,4);if (I02>=0)fprintf( output_file,'%3d %3d %10.6f+j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endif (I02<0)I02=abs(I02);fprintf( output_file,'%3d %3d %10.6f-j%10.6f %10.6f',I,J,I01,I02,I1);endfprintf( output_file,'\n' );endendd fprintf_result1.mfunction [ output_args ] = fprintf_result1( Ib )%UNTITLED? ? ? ú′? ′|ê? è? oˉêy ? ? òa[n,m]=size(Ib);fprintf( ' No. No. vector of I value of I\n' );for k=1:nI=Ib(k,1);J=Ib(k,2);I01=real(Ib(k,3));I02=imag(Ib(k,3));I1=Ib(k,4);if (I02>=0)fprintf( '%3d %3d %10.6f+j%10.6f %10.6f' ,I,J,I01,I02,I1);endif (I02<0)I02=abs(I02);fprintf( '%3d %3d %10.6f-j%10.6f %10.6f' ,I,J,I01,I02,I1);endfprintf('\n' );endende Ibranch.mfunction Bcurrent = Ibranch( line,U,fault,Y )%计算短路电流%记录短路故障参数，如短路节点，如为支路短路，记录距离节点的距离%此段计算采用的支路参数未近似，如果计算近似的时候需要修改[nl,ml]=size(line);Bcurrent=zeros(nl+1,4);faultI=fault(1,1);faultJ=fault(1,2);dis=fault(1,3);faultNode = 0;if (faultI==0)faultNode = faultJ;endif (faultJ==0)faultNode = faultI;endif (dis==1)&&(faultI*faultJ~=0) faultNode = faultJ;endif (dis==0)&&(faultI*faultJ~=0) faultNode = faultI;endif (faultNode~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultNode;Bcurrent(nl+1,2) = faultNode;Iij = 0;Iij1=0;end%计算非故障支路的短路电流for k=1:nli=line(k,1);j=line(k,2);Ui=U(i);if j~=0Uj=U(j);elseUj=0;endif line(k,2)==0Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);Iij=Ui*Ym;Iij1=abs(Iij);endif line(k,2)~=0Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);Iij=(Ui-Uj)*Yt+Ui*Ym;Iij1=abs(Iij);endBcurrent(k,1)=i;Bcurrent(k,2)=j;Bcurrent(k,3)=Iij;Bcurrent(k,4)=Iij1;end%如果为节点短路，修正短路点的电流大小if (faultNode~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultNode;Bcurrent(nl+1,2) = faultNode;Ifault = 0;branchCurrent=0;for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);if (I*J==0)continue ;endbranchCurrent = (U(I)-U(J))/(line(k,3)+1i*line(k,4));if(I==faultNode)Ifault = Ifault - branchCurrent ;else if (J==faultNode)Ifault = Ifault + branchCurrent ;endendendBcurrent(nl+1,3) = Ifault;Bcurrent(nl+1,4) = abs(Bcurrent(nl+1,3)); end%如果为支路短路，修正短路支路的短路电流大小if (dis~=0)&&(dis~=1)&&(faultI*faultJ~=0)Bcurrent(nl+1,1) = faultI;Bcurrent(nl+1,2) = faultJ;Bcurrent(nl+1,3) = U(faultI)*Y(faultI,faultJ)/dis + U(faultJ)*Y(faultI,faultJ)/(1-dis);Bcurrent(nl+1,4) = abs(Bcurrent(nl+1,3));endendf Inode.mfunction Iinj = Inode( bus,calcSettings )%计算节点注入电流[nb,mb]=size(bus);Iinj = zeros(nb,1);for k=1:nbbusType=bus(k,7);if (calcSettings(1)==1)v = 1;elsev = bus(k,2);end%对发电机节点电流进行修正if (busType==1)Iinj(bus(k,1),1) = Iinj(bus(k,1),1) + v/1i/bus(k,8);endendendg ReviseBcurrent.mfunction Ib = ReviseBcurrent( fault,Bcurrent )%如果发生支路短路，对原来的计算电流进行修正，使该支路短路电流输出为 -999999-j999999clear faultI faultJ dis[nt,mt]=size(Bcurrent);Ib=zeros(nt,mt);faultI=fault(1,1);faultJ=fault(1,2);dis=fault(1,3);for k=1:nt-1i=Bcurrent(k,1);j=Bcurrent(k,2);Ib(k,:)=Bcurrent(k,:);if(faultI*faultJ~=0)&&(dis~=1)&&(dis~=0)&&(i==faultI)&&(j==faultJ) Ib(k,1)=i;Ib(k,2)=j;Ib(k,3)=-999999-1i*999999;Ib(k,4)=-999999;endif(faultI*faultJ~=0)&&(dis~=1)&&(dis~=0)&&(i==faultJ)&&(j==faultI) Ib(k,1)=i;Ib(k,2)=j;Ib(k,3)=-999999-1i*999999;Ib(k,4)=-999999;endIb(nt,:)=Bcurrent(nt,:);endh Ymatrix1.mfunction Y = Ymatrix1( bus,line )%考虑变压器，并且支路参数不近似的节点导纳矩阵[nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);K=line(k,7);if (K==0)&&(J~=0) Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym; Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif (K==0)&&(J==0) Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endif K>0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt/(K*K); Y(I,J)=Y(I,J)-Yt/K;Y(J,I)=Y(I,J);endif K<0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+K*K*Yt;Y(I,J)=Y(I,J)+K*Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endendendi Ymatrix2.mfunction Y = Ymatrix2( bus,line )%考虑变压器变比近似为1，支路参数不等效[nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4); Yt=1/Zt;Ym=line(k,5)+1i*line(k,6);if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endendendj Ymatrix3.mfunction Y = Ymatrix3( bus,line )%考虑变压器变比为 1，采用支路参数近似 1 [nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=line(k,3)+1i*line(k,4);Yt=imag(1/Zt);Ym=imag(line(k,5)+1i*line(k,6));if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endendendk Ymatrix4.mfunction Y = Ymatrix4( bus,line )%变压器变比近似为 1，采用支路等效参数 2 [nb,mb]=size(bus);[nl,ml]=size(line);Y=zeros(nb,nb);for k=1:nlI=line(k,1);J=line(k,2);Zt=1i*line(k,4);Yt=1/Zt;Ym=1i*line(k,6);if J~=0Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym; Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym; Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endif J==0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;endend end。
基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析
基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析摘要：由于中性点不接地系统运行的优点，使其在我国配电系统中广泛采用，铁路中电力线路和变、配电所也多采用中性点不接地方式。
本文主要研究中性点不接地系统发生单相接地故障的情况，进行理论分析且通过仿真验证了理论正确性，详细论述了故障前后零序电流和电压的波形变化，为实际故障查找与判别提供依据。
同时结合现场实际，总结单相接地故障的事故原因。
对满足铁路安全性、稳定性、可靠性的供电需求提供了一定保障。
关键词：中性点不接地；单相接地短路；零序分量；MATLAB仿真一、中性点不接地系统单相故障理论分析中性点不接地方式属于小电流接地系统中的一种，是因为接地点电流比负载电流小很多，故将其称为小电流接地系统。
在电压等级较低，通常66kV及以下的系统使用小电流接地系统，铁路电力线路电压等级一般为10KV，故采用中性点不接地方式。
当单相接地故障发生时，因为暂不构成短路回路，电流通常不大于负载电流，线电压依然对称，因而不影响对用户的持续供电，系统可继续在这种状态下运行1～2h，不急于立刻处理该故障线路，断路器也不必马上动作，维持对用户的供电不间断，提高了供电的可靠性。
如图1所示，系统中性点不接地，在非故障情况下,三相对地电容数值相等，如我们所知容性负载，每相电容电流超前相电压90°，且三相电容电流相加为零。
图1 中性点不接地系统单相接地故障示意图图2 A相发生单相接地故障因为线电压、三相负荷电流，故障前后没有变化，仍然对称，我们在此只分析对地之间的变化。
如图2相量关系所示，假设单相接地短路故障发生在A相，则A相对地电压变为0，且其对地电容短路，对地电容电流则变为0。
而非故障相对地电压变为倍，对地电容电流也相应变为倍。
在A相接地以后，假设负载电流和短路电流在线路阻抗上的分压为0，则接地处各相对地电压如下：，B相为，C相为，故障点K的零序电压是：，在故障点处非故障相产生的电容电流流向该点，B相为 C相为其有效值为,其中为相电压有效值。
基于matlab的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业设计)[管理资料]
![基于matlab的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业设计)[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/fc5da7eebed5b9f3f80f1c30.png)
毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月北京交通大学毕业设计（论文）成绩评议题目：基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真系别：专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师建议成绩：84评阅教师建议成绩：86答辩小组建议成绩：82总成绩：84答辩委员会主席签字：年月日北京交通大学毕业设计（论文）任务书北京交通大学毕业设计（论文）开题报告北京交通大学毕业设计（论文）指导教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）评阅教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）答辩小组评议意见毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：日期：毕业设计（论文）使用授权书本人完全了解北京交通大学有关保管、使用论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存论文；③学校可允许论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容。
本人签名：日期：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。
MATLAB在电力系统三相短路故障分析中的应用
真¨ １ ＿ 。Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 提供 了充足 的子模块库 ， 我们 可以根据相
功 率 电源供 电系统 三相短路 故 障进 行仿真具 有非常 重
ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ｎｄ ａ ｏ ｎ ｇ Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ９ ０ ）
摘 要： 该 文借助 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ功能搭建了 电力系统模 并仿真 了其三相短 路故障 ， 通 过该软件对 故障发生 后所得数据波形 的分 析 ， 从 而说 明了 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ在 电力系统研究 方面是一个有力 的辅助工具 ， 掌握其使用 方法对 电力系统研究具有重要 的实 际意义。
关键词 ： ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ； 电力 系统 仿真 ； 三相短路故障 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ ； Ｔ Ｍ７ ４ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号： １ ０ ０ ３ ～ ０ １ ０ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － ０ ０ １ ７ — ０ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅｒ ． ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ａｉ ｄ ｏ ｆ ＭＡＴ ＬＡＢ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｏ ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｍｏ ｄ ｅｌ ａ ｎｄ ｓ ｉ ｍｕ —
块 。Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中提供 了各 种基本模块 ， 它们根 据其 主要 应 用领域和实现功能进行 了分类 化管理 ， 给用户查 找使 用提供 了便利 。模块库的数量取决 于用户安装 ， 在 电力 系统仿真 中， 标准 Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 模块 库和 电力系统模块库 是 必不可少的 。 本文将通过三相短路 实例具 体讲解 其模块
matlab短路故障分析说课讲解
m a t l a b短路故障分析目录课程设计（论文）任务书-----------------------（1）引言-------------------------------------------------------------------（3）第一章．电力系统短路故障分析-------------------------------（4）第二章．电力系统单相短路计算--------------------（5）2.1简单不对称故障的分析计算----------------------（5）2.1.1.对称分量法-------------------（5）2.2 单相接地短路------------------------------（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）结束语-----------------------------------------（22）参考文献---------------------------------------（22）课程设计（论文）任务书引言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。
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真设计
·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（图形用户界面） (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析（以A相短路为例） (18)4.3 两相短路（以A、B相短路为例） (22)4.4 两相接地短路（以A、B相短路为例） (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（Graphical User Interfaces） (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文（农业大学机械与电子工程学院 271018）摘要：短路是电力系统中最容易发生的故障，每年因短路而引发的电气事故不计其数。
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序
电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序电力系统短路故障分析是电力系统设计和运行过程中非常重要的一环。
短路故障会导致电力系统各个部分的电压、电流和功率的突然变化，对设备的保护和稳定运行产生不利影响甚至引起事故。
因此，进行短路计算和故障分析非常必要。
MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化工具，对于电力系统短路计算和故障分析也可以发挥重要的作用。
下面将介绍如何使用MATLAB设计一个简单的电力系统短路计算程序。
首先，我们需要建立一个电力系统的模型。
电力系统可以用图模型表示，其中节点表示发电机、变压器、负荷等设备，边表示导线、变压器等电力连接。
我们可以使用MATLAB中的图模型工具箱创建电力系统模型，并且设置各个节点和边的属性，例如电压、电流、阻抗等。
然后，我们需要编写短路计算程序。
短路计算可以分为对称故障和不对称故障两种情况。
对称故障是指短路故障发生在电力系统的正常运行条件下，例如三相短路。
不对称故障是指短路故障发生在电力系统的不正常运行条件下，例如单相接地短路。
对于对称故障，我们可以使用节点电流法进行计算。
首先，应用基尔霍夫电流定律，根据电压和阻抗计算电流。
然后，根据节点电流方程和电流方程计算电流分布。
最后，根据电流分布计算短路电流和故障点的电压。
对于不对称故障，我们可以使用仿真方法进行计算。
首先，需要设置故障位置和故障类型，例如A相到地短路。
然后，根据故障位置和类型修改节点和边的参数，例如将故障位置的阻抗设置为零。
最后，使用数值方法求解电力系统的动态响应，得到短路电流和故障点的电压。
在MATLAB中，可以使用矩阵运算和数值求解函数实现短路计算。
例如，可以使用矩阵乘法和矩阵求逆函数计算节点电流和电流分布。
可以使用ODE求解器求解动态响应方程。
可以使用MATLAB的绘图函数绘制电力系统的电流分布和故障点的电压。
总结起来，电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计涉及建立电力系统模型、编写短路计算程序并使用MATLAB的数值计算和数据可视化工具进行计算和分析。
matlab基于节点阻抗矩阵的三相短路计算
matlab基于节点阻抗矩阵的三相短路计算MATLAB基于节点阻抗矩阵的三相短路计算三相短路是电力系统中最常见的故障类型之一，也是最严重的一种故障，其产生的电流会对设备造成故障、损坏电力设备，甚至会导致火灾等事故。
因此，对电力系统进行三相短路计算及分析非常必要，MATLAB是一款通用的工具软件，可用于电力系统的短路计算中，本文就基于节点阻抗矩阵介绍MATLAB的三相短路计算。
一、节点阻抗矩阵节点阻抗矩阵是一种直观、简单、易于理解的方法，其基本思想是将电力系统中每个节点的短路电流计算单独列成一个向量，向量中每个元素都代表着该节点与其他节点之间的电流响应系数。
节点阻抗矩阵根据电力系统的拓扑结构所形成，元素值来自于两个节点之间的阻抗和电导之和。
二、节点阻抗矩阵的计算1、定义节点位置和电力设备参数在MATLAB中，首先需要定义电力系统中所有节点的位置参数（x，y）、所有支路的编号、阻抗参数值等，定义方法如下：node_position=[1 1; 1 1.5; 1.5 1; 1.5 1.5]; %四个节点的位置line=[1 2 0.02 0.04; 1 3 0.01 0.03; 2 4 0.03 0.06; 3 40.02 0.04];%四条线路的起始节点、结束节点、电阻、电抗2、构建节点阻抗矩阵根据节点位置和电力设备参数，可以通过以下语句构建节点阻抗矩阵：[~,Y_node]=Admittance_Matrix(line,4); %采用自定义函数计算导纳矩阵Z_node=inv(Y_node);%计算节点阻抗矩阵其中，Admittance_Matrix函数是一个自定义函数，用于求取系统的导纳矩阵，在导纳矩阵中，对称元素等于发电机到负载电工的导纳，非对称元素等于接线点的线路阻抗之和，函数的具体实现方法可以查阅MATLAB帮助文档。
三、三相短路计算有了节点阻抗矩阵，就可以进行三相短路计算，MATLAB中可以通过以下步骤进行计算：1、定义故障考虑的节点编号和负荷首先需要确定故障考虑的节点，即需要计算的节点，有多少个节点，就需要计算多少次，在节点矩阵中的位置，判定方法如下：fault_node=2;%节点2作为故障节点bus=[1 0; 2 10+4*j; 3 10+j; 4 15];%分别代表总发电机、故障节点、非故障节点1和非故障节点2的编号和电阻2、计算故障前的稳态电压在进行三相短路计算之前，需要先计算故障前的稳态电压值，详细计算方式可以参考MATLAB帮助文档或其他相关资料，计算发电机电动势和短路电流，具体计算方法如下：[num_bus,~]=size(bus);V_node=zeros(num_bus,num_bus);for i=1:num_busfor j=1:num_busV_node(i,j)=(bus(i,2)-bus(j,2))/Z_node(i,j);endend%计算电动势和短路电流Es=bus(1,2)-V_node(1,2)*Z_node(1,2);Fault_Pre_Curr=(Es-bus(fault_node,2))/Z_node(1,fault_node);3、计算短路电流和故障后电流得到故障前稳态电压后，可以根据一定的公式计算短路电流和故障后电流，具体计算方法如下：Z_fault=0.03+0.02*j;%故障阻抗I_fault=bus(fault_node,2)/(Z_node(fault_node,fault_node) +Z_fault);I_fault_phase=I_fault/(3^0.5);4、计算故障后电压最后，可以根据故障后电流计算出故障时间的电压，公式如下：V_fault_node=bus(fault_node,2)-I_fault*Z_node(fault_node,fault_node);总结本文简要介绍了MATLAB基于节点阻抗矩阵的三相短路计算方法，通过以上的步骤，可以较为准确地计算出电力系统中三相短路的电流和电压，为电力系统的安全稳定运行提供了重要保障。
matlab实验 电力系统短路分析
实验二 短路电流计算程序的实现一、三相短路电流计算程序计算短路电流周期分量，如I ''（I '）时，实际上就是求解交流电路的稳态电流，其数学模型也就是网络的线性代数方程，一般选用节点电压方程。
方程的系数矩阵是对称的。
在短路电流计算中变化的量往往是方程的常数项，需要多次求解线性方程组。
1．等值网络图2-1给出了不计负荷情况下计算短路电流I ''的等值网络。
在图2-1（a ）中G 代表发电机端电压节点，发电机等值电势和电抗分别为E '' 和dx ''，D 表示负荷节点，f 点为直接短路点。
应用叠加原理如图2-1所示。
正常运行方式为空载运行，网络中各点电压均为1；在故障分量网络中。
只需作故障分量的计算。
由图2-1的故障分量网络可见，这个网络与潮流计算的网络的差别在于发电机节点上多接了对地电抗dx ''。
当然如果短路计算中可以忽略线路电阻和电纳，而且不计变压器的实际变比，则短路计算网络较潮流计算网络简化，而且网络本身是纯感性的。
1E ''x1E '' x 1E '' x 1-=1=图2-1 在不计负荷情况下计算短路电流I ″的等值电路2． 用节电阻抗矩阵计算短路电流如果已经形成了故障分量网络的节点阻抗矩阵，则矩阵中的对角元素就是网络从f 点看进去的等值阻抗，又称为f 点的自阻抗。
fi Z 为f 点与i 点的互阻抗，均用大写Z 表示。
由节点方程中的第f 个方程：n fn f ff f f I Z I Z I Z U ++++=11。
ff Z 为其它节电电流为零时，节点f 的电压和电流之比，即网络对f 点的等值阻抗。
根据故障分量网络，直接应用戴维南定理可求得直接短路电流（由故障点流出）为fff ffz Z U I +=0（2-1）式中，f z 为接地阻抗；0f U 为f 点短路前的电压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统三相短路和单相接地短路
实验目的：
1.理解掌握短路的类型及在短路故障后的影响。
2.运用MATLAB的电力系统工具箱对三相短路和单相接地短路进行建模，并
分别观察分析其电压、电流的波形，并得出结论。
实验内容：
在二相电力系统中，大多数故障都是由于短路故障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，产生复杂的暂态现象。
在三相系统中，可能发生的短路有:三相短路、两相短路、一相短路接地和单相接地短路。
建立如图3.1理想情况下小型电力系统的模型。
图3.1
参数设置：
电源模块图3.2：
三相电压电流测量模块图3.3
输电线路图3.4：
输电线路模块图3.5：
图3.5
万用表模块图3.6:
(电压)
（电流）
图3.6
万用表1图3.7
图3.7 三相序分量分析图3.8:
图3.8 算法模块图3.9：
图3.9
单项接地：
故障模块3.10：
对于测量模块和三相模块相同。