基于MATLAB的电力系统故障仿真】
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真
一、概述
电力系统短路分析是一种建立在电力系统的潮流计算基础上的,用于
分析电力系统在短路故障时的状态的技术.有鉴于此，它对设计、运营和
维护电力系统有重要的意义。
短路分析的重要性在于：1）在设计的时候，可以分析电网的抗冲击和抗短路能力，为电网设计提供参考；2）在运行中，可以评价电网工作安全性，诊断各线路的灵敏性、以及电网在短路状
态下的运行特性；3）在系统检修的时候，可以分析电网故障状态，以便
检修或改造系统。
电力系统短路分析可以用各种软件进行，如MATLAB。
MATLAB是一种
大型实用的软件，主要用来处理、分析和可视化复杂的数据，而近年来，
它也在进军电力系统仿真领域，为电力系统研究与仿真提供了更加可靠的
工具。
MATLAB的电力系统仿真平台可以进行短路分析、潮流计算、功率
自动稳定分析、功率调度和电力系统控制与仿真等，结果得到了进一步的
应用。
二、MATLAB电力系统短路分析仿真步骤
1）编写MATLAB电力系统仿真脚本：用户首先需要编写MATLAB脚本，输入系统参数信息，如电力系统结构，拓扑信息，支路数据（变压器，线路，电容器。
基于Matlab的电力系统短路故障仿真
基于Matlab的电力系统短路故障仿真摘要：本文介绍了Matlab/Simulink的基本特点及应用Matlab进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。
运用Matlab电力系统仿真程序SimPowerSystems构建了一个单机——无穷大系统模型，并在此基础上对电力系统的多种故障进行了仿真，仿真波形与理论分析结果相符，说明用Matlab对电力系统故障仿真的有效性。
通过不同故障间的对比与分析可知，三相短路故障是电力系统中最为严重的故障，在实际生活中是要极力避免的。
同时，通过故障切除时间的对比与分析，得出故障发生后，在最短时间内切除故障是保证电力系统正常运行，减少经济损失的办法之一。
关键词：电力系统；仿真；故障；MatlabSimulation and Analysis of Power System Short Circuit FaultBased on MatlabZhang Jun-yueCollege of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No: 070544037Tutor: Wu Y anAbstract: The article describes the basic characteristics of Matlab /Simulink and the basic method and process of applying Matlab in the simulation of power system. Matlab SimPowerSystems Block set is used to build a model of single-machine infinity-bus system and simulate various fault of power system. Theresults show that the simulation waveform is in line with theoretical analysis and Matlab is a valid tool for1the simulation of power system fault. By the contrast and analysis of different short circuit faults, we can obtain a result that the three-phase short circuit fault is the worst situation in the faults of power system. So this situation should be avoided as far as possible in manufacture. Also, by the contrast and analysis of the fault resolution time, we know that clearing the short circuit fault on a minimal time is one way to guarantee the power system running regularly and reduce the loss.Key words: Power Systems; Simulation; Short circuit fault; Matlab2目录摘要： (1)1 引言 (5)2 MATLAB/SIMULIK基础知识 (5)2.1 MATLAB介绍 (5)2.2 SIMULINK仿真基础 (6)2.3 Matlab的电力系统工具箱介绍 (6)2.4 SIMULINK的仿真步骤 (6)2.4.1 进入Simulink仿真环境 (6)2.4.2 创建仿真模型 (6)2.4.4 运行仿真系统 (7)2.4.4.1 Solver选项页 (7)2.4.4.2 输出模式设置 (7)2.4.4.3 Workspace选项页 (7)2.4.4.4 启动仿真 (7)2.4.4.5 观测及修改仿真结果 (8)3 电力系统短路故障分析 (8)3.1 短路故障基础知识介绍 (8)3.2 单相接地短路故障分析 (8)3.3 三相短路故障分析 (11)3.3.1 短路电流计算 (11)3.3.2 短路冲击电流 (12)4 仿真模型建立 (13)4.1 单机无穷大系统介绍 (13)4.2构建模型 (14)4.3 模块参数设置 (15)5 仿真结果分析 (16)5.1 电力系统正常运行参数分析 (16)35.2 A相接地短路故障分析 (17)5.3 BC两相接地短路故障分析 (19)5.4 三相短路故障分析 (21)5.5 电压崩溃 (23)6 结语 (25)参考文献： (25)41引言为了保证电力系统运行的功能和质量，在设计、分析和研究时必须保证系统的静态和动态特性。
电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析
电⽓论⽂基于MATLAB的电⼒系统短路故障仿真于分析《电⼒系统建模及仿真课程设计》总结报告题⽬：基于MATLAB的电⼒系统短路故障仿真于分析姓名某某某学号200x0417xxx院系⾃机学院班级 0x级电⽓x班指导教师某某莫摘要：本次课程设计是结合《电⼒系统分析》的理论教学进⾏的⼀个实践课程。
电⼒系统短路故障，故障电流中必定有零序分量存在，零序分量可以⽤来判断故障的类型，故障的地点等，零序分量作为电⼒系统继电保护的⼀个重要分析量。
运⽤Matlab 电⼒系统仿真程序SimPowerSystems⼯具箱构建设计要求所给的电⼒系统模型，并在此基础上对电⼒系统多中故障进⾏仿真，仿真波形与理论分析结果相符，说明⽤Matlab对电⼒系统故障分析的有效性。
实际中⽆法对故障进⾏实验，所以进⾏仿真实验可达到效果。
关键词：电⼒系统；仿真；短路故障；Matlab；SimPowerSystemsAbstract: The course design is a combination of power system analysis of the theoretical teaching, practical courses. Power system short-circuit fault, the fault current must be zero sequence component exists, and zero-sequence component can be used to determine the fault type, fault location, the zero-sequence component as a critical analysis of power system protection. SimPowerSystems Toolbox building design requirements to the power system model using Matlab power system simulation program, and on this basis, the power system fault simulation, the simulation waveforms with the theoretical analysis results match, indicating that the power system fault analysis using Matlab effectiveness. Practice can not fault the experiment, the simulation can achieve the desired effect.Keywords: power system; simulation; failure; Matlab; SimPowerSystems⽬录⼀、引⾔............................................ - 3 -1、故障概述 (3)2、故障类型 (3)⼆、电⼒系统模型 .................................... - 4 -三、电⼒系统仿真模型的建⽴与分析..................... - 4 -3.1电⼒系统仿真模型 (5)3.2仿真参数设置 (6)3.3仿真结果分析 (8)3.3.1正常运⾏分析................................ - 8 -3.3.2单相接地短路故障分析........................ - 9 -3.3.3两相短路故障分析........................... - 12 -3.3.4两相接地短路故障分析....................... - 15 -3.3.5三相短路故障分析........................... - 18 -四、结论........................................... - 21 -五、参考⽂献 ....................................... - 21 -六、⼼得体会 ....................................... - 22 -⼀、引⾔1、故障概述短路是电⼒系统的严重故障。
基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计论文（可编辑）
基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计论文基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计院系：机电与自动化学院专业班：电气及其自动化姓名：学号：指导教师：基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计The Design of electrical equipment fault diagnosis Based on the MATLAB simulation摘要电力变压器作为电力系统中最为重要的设备之一，对电力系统安全、可靠、优质、经济的运行起着决定性作用，因而，必须尽量减少变压器故障的产生。
电力变压器故障检测对电力系统的经济安全运行有着重要的意义。
油中溶解气体法，是最有效的发现和检测变压器故障的方法之一。
神经网络对外界具有很强的模式识别分类能力和联想记忆能力，因此神经网络可以用于变压器故障检测。
基于神经网络的以变压器油中溶解气体为特征量的故障检测方法为变压器故障检测提供了新的途径。
本文将采用二种不同的神经网络（BP网络、RBF网络）应用于变压器故障检测中，分别介绍这几种网络的基本结构和原理，并进行模型设计和仿真。
关键词:变压器故障检测神经网络 BP算法 RBF算法Abstractas the most important part of the power system equipment,the power transformer to the safety of the electricity system, reliable and high quality, and the operation of the economy plays a decisive role, therefore, we must try to reduce the of transformer faults. Power transformer of electric power system fault detection of the economic security has important significances. The dissolved gas method, is one the most effective and found that one of the ways to detect transformer faults. Neural network has a strong pattern recognition classification ability and associative memory ability to the outside world, so neural network can be used for the transformer fault detection. Based on neural network to gases dissolved in transformer oil for the characteristic features of fault detection method for transformer faultdetection offers a new way. Therefore.This article will use two different neural network BP network, RBF network used in transformer fault detection, are introduced the basic structure of the network and the principle and design and simulation model.key words : transformer ,fault detection ,neural network ,BP algorithm ,RBF algorithm目录摘要绪论 11关于变压器故障诊断仿真设计简介21.1课题研究的目的和意义 21.2国内外发展状况 31.3变压器故障种类 31.4目前变压器故障诊断的主要方法51.5 本文研究的主要内容72 基于神经网络的变压器故障检测机理和基本理论8 2.1 故障诊断技术 82.2神经网络92.3 变压器故障与油中溶解气体的关系 113 基于BP神经网络的变压器故障检测模型 143.1 BP网络143.2 BP网络模型设计18BP网络参数的确定18P神经网络变压器故障检测模型22一化处理223.3 系统仿真，训练与测试 23练23试254 基于RBF神经网络的变压器故障检测模型264.1 RBF网络26RBF网络概述28RBF网络原理284.2 RBF网络模型设计29RBF网络模型29RBF网络参数的选取29RBF网络训练方法的确定304.3 仿真结果31结论与展望 33致谢 34参考文献35绪论变压器是电力系统中最重要的设备，也是导致电力系统事故最多的设备之一。
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]
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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。
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析计算机仿真技术已成为电力系统研究、规划、设计和运行等各个方面的重要方法和手段,由于Matlab 具有很良好的开发性、高效的数据仿真分析, 特别是信号处理和直观的图形显示功能,且Matlab/ Simulink 环境下的PSB 模型库及Simulink强大的二次开发功能和丰富的工具箱,能快速而准确地对电路及更复杂的电气系统进行仿真、计算. 因此,它已成为电力科研工作者和工程技术人员应用它来进行电力系统有关问题的仿真分析和辅助设计的理想工具.文章介绍了Matlab/ Simulink 的基本特点及应用Matlab 进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤,探讨了综合利用其Simulink 环境、电力系统模块库和相关工具进行电力系统的控制设计和仿真分析,通过对具有同步发电机光控励磁系统的电力系统故障仿真分析,说明了Matlab 在电力系统仿真中强大的功能.1 应用Matlab/ Simulink 进行电力系统仿真分析的基本方法1. 1 Simulink 环境下仿真工具图形编辑器( Power System Blockset 以下简称PSB) 是一个图形编辑器工具,在Simulink 环境下能建立电力系统原理并进行仿真计算. PSB 库提供了电力系统仿真通用的元件和装置,包括RLC支路和负载、变压器、传输线、避雷器、电机、电力电子装置等. 只需通过点击和拖放PSB 库内的模型即可建立用户所需要的电力系统仿真原理图,并利用模型元件的对话框来设置相关参数. 使用Simulink 提供的示波器模型,可显示观测点处的仿真结果及其波形.1. 2 模型库根据电力系统各种电气设备特性,可将PSB 库内的模型分为电源、元件、电力电子器件、电机、连接器和测量等部分. 元件包括单相RLC 支路和和负载模块、变压器、互感器、π型传输线、避雷器、断路器、n 相分布参数线路模型等. 利用Simulink 二次开发功能,可方便地编辑出更复杂的元件模型和集成参数对话框. 电力电子包括通用的半导体元件,每个元件(除二极管外) 都有门极控制输入端和Simulink 输出端,可显示开关的电压和电流值. 电机包括简化的和详细的同步电机、异步电机、励磁机、永磁同步电机和涡轮机等. 每个模块有一个Simu2link 输出来显示内部变量状态值.1. 3 仿真方法和步骤Matlab 实现对电力系统的仿真和分析至少有二种独立的方法.1) 传统的编程方法,即通过大量的代码来实现电力系统的建模、稳态计算和暂态分析等等;但由于Matlab 提供了用户可以直接调用已有的高性能数值计算. 如矩阵求逆、数值微积分等等,较使用C 或Fortran 语言开发其源程序却要简洁得多,可节省大量内存空间和开发时间.2) Simulink 平台上进行仿真分析,按建模方法分为器件级仿真(又称为物理建模) 和系统仿真(又称为数学建模) . 其中器件级仿真是利用Mat2lab 的PSB 中固有元件模型构建新元件的物理模型,该方法一般适用于探讨元件的内部性能;系统仿真是利用MatlabPSimulink 中的控制模块来构建新元件的数学模型,该方法是研究元件的外部特性. 在MatlabPSimulink 平台上,借助于鼠标点击和拖放以及一些必要的参数设置即可实现对电力系统的稳态和暂态分析,并可方便地研究各种先进的控制方法对电力系统的控制效果. 实际上,在实际应用中,特别是对复杂电力系统的仿真分析,两种方法通常交替融合使用.应用Matlab 进行电力系统仿真的主要步骤为:a 系统模型的建立;b 设置仿真参数和控制算法的实现;c 进_______行动态仿真(包括稳态分析和暂态仿真) ;d 结果分析.2 仿真实例使用Matlab6. 0 的Simulink 建立单机对无穷大系统的仿真模型如图(1) 所示.单机即光控励磁图1 光控励磁同步发电机系统故障模型系统同步发电机[1 ] ;无穷大系统模型,用powerlib中inductive source with neutral 模块表示;发电机模型(synchronous machine) 、变压器模型(linear trans2formerd ,yg) 以及调速系统模( hydraulic turbineand governor 即HTG) ;系统负荷10mV;故障时间由Timer 模块控制. powergui 模块中的machine loadflow ;Bus type 为pv generator ;仿真参数如下:同步发电机容量200MW ;UAB = 15. 75kV;变压器容量240MVA;电压变比15. 75kVP230kV.其仿真结果:当Fault 模块为单相故障时,模块内部构成如图2 (a) 所示,以A 相故障为例.其中负荷为10MW, 选择SimulationPStart 按钮,开始仿真. 在t = 1s 发生故障切除后母线电流、电压波形,用Matlab6. 0 中Subplot 及Plot 命令绘出仿真结果,如图3 (a) 所示.当Fault 模块为两相接地故障时,见图2 (b) ,以A、B 两相短路,测得A 相电压、电流波形,如图3 (b) 所示.当Fault 模块为三相接地故障时,见图2 (c) ,测得A 相电压、电流波形,如图3 (c) 所示.由上述三种短路故障时的仿真波形图可看出光控励磁系统同步电机- 无穷大系统在故障过程中的动态响应过程,恢复正常运行时的电压基准值相对稳定.图2 Fault 模块故障模型图3 故障电压波形图压力锅的强度就由该部位控制. 从计算结果可以看到,当锅内压力为80KPa 时,牙边缘处的应力是88. 7MPa ,而当锅内压力达到泄压压力160KPa 时,该处的应力达到177. 4MPa. 因此,如何降低锅牙处的应力成为压力锅设计与分析的一个焦点.3) 压力锅其余部位的应力在表1 中均不大.如,当锅内压力达到160KPa 时,锅底部分的应力是34. 3MPa ,牙槽部分是47. 4MPa ,离材料的极限应力较远,具有较多的安全储备. 但若考虑到压力锅长期使用下的疲劳以及锅底受热部分在高温下材料性质的降低,则该应力也就是恰当的应力水平了.4 结论利用有限元软件ANSYS 对压力锅进行了三维应力分析,部分数据与薄壁圆桶计算结果对比,本文计算结果是可靠的. 牙体及附近是压力锅的最大应力所在部位,其最大应力在报警压力时达到177MPa ,当锅内压力进一步增大时,该应力还将增加,直至达到屈服应力和破坏应力而造成压力锅“爆锅”. 因此,在压力锅设计时,应对牙部仔细分析,以降低牙部的应力,增加压力锅的安全性.参考文献:[1 ] GB13623～2003 ,铝压力锅安全及性能要求[ S] .[2 ] 王勖成,邵敏. 有限单元法基本原理和数值方法[M] 北京:清华大学出版社. 1997. 97～98.[3 ] 刘鸿文. 材料力学[M] . 北京:高等教育出版社,1992.285～289.[4 ] 龚曙光. ANSYS 工程应用实例解析[M] 北京:机械工业出版社,2003. 103～117.(上接第47 页)结论通过对整个系统的仿真,可以得到以下结论:1)Matlab6. 0 中的PSB 是一种专门应用于电力系统动态仿真的工具箱,其中的电力系统的元件模型相当丰富,模糊逻辑控制可通过工具箱中用户界面建立的模糊推理系统FIS(Fuzzy InferenceSystem) 来实现,用户还可以利用Matlab 本身的一些工具来建立自定义模型.2) 当改变元器件本身的参数,如电机的功率、转子和定子的电阻、电感,负载的功率、变压器的容量等,就能实现对电力系统不同工况下运行过程的仿真分析,便于对不同参数和负载情况进行比较.3) 利用Matlab 可以方便地进行电力系统潮流计算、稳态分析、暂态仿真和新元件的设计及测定. 界面灵活、开放直观、互动性强等优点.4) 由于PSB 简化了开关元件的处理,认为是理想模型,在提高仿真速度、简化电路设计的同时,对系统的暂态过程描述不够精确.参考文献:[1 ] 盛义发,邓国扬,王浩宇,等. 同步发电机新型励磁系统的研究[J ] . 南华大学学报,2002 (4) :24～27.[2 ] 邓国扬,盛义发. 基于MatlabPSimulink 的电力电子系统的建模与仿真[J ] . 南华大学学报,2003 (1) :1～6.[3 ] 清源计算机工作室.Matlab6. 0 基础及应用[M] . 北京:机械工业出版社,2001.[4 ] 何仰赞,温增银,汪馥英,等. 电力系统分析[M] . 武汉:华中理工大学出版社,1996.。
基于Matlab的电力系统故障分析与仿真
基于Matlab的电力系统故障分析与仿真摘要：本文介绍了MATLAB软件在电力系统中的应用，以及利用动态仿真工具Simulink 和电力系统工具箱PSD进行仿真的基本方法。
在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象,通过选择模块，参数设置,以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。
同时，设计一个GUI图形界面，将仿真波形清晰地显示在界面上以便比较和分析。
结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB是电力系统仿真研究的有力工具。
关键词：电力系统；仿真；故障；MATLAB；GUIAbstract：This paper introduces the applications of MATLAB in power system analysis，and the basic simulation method of taking use of Simulink and PSD. On MATLAB simulation platform, take a single machine-infinite-bus system as modeling objects，by selecting the module，parameter settings，and connecting modules to simulate and analyse various fault of power system. At the same time, in order to facilitate comparison and analysis simulation waveform，design a GUI for showing waveform clearly。
The results show that the simulation waveform in line with theoretical analysis，indicates that MATLAB is a powerful tool for researching simulation of power system。
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。
matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕业设计
matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕
业设计
《Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用》
电力系统短路故障是电力系统运行中不可避免的问题，短路故障发生时可能造成严重影响，因
此对电力系统短路故障的仿真和分析显得尤为重要。
在此背景下，本文基于Matlab对电力系
统短路故障进行了仿真研究。
首先，本文对电力系统中常见的短路故障进行了分类和分析，包括单相短路、双相短路和三相
短路等类型。
然后，本文利用Matlab中的Simulink工具建立了电力系统短路故障的仿真模型，模拟了短路故障在电网中的传播和影响。
同时，本文还利用Matlab中的Power System Blockset 工具对电力系统的稳态和暂态运行进行了仿真分析，包括短路故障导致的电流、电压和功率等
参数变化。
接着，本文在仿真结果的基础上对电力系统短路故障的影响进行了分析和评估，包括对电力设
备的损坏程度、电网的安全稳定运行性能以及短路故障的扩散范围等方面进行了深入研究。
同时，本文还根据仿真结果提出了针对电力系统短路故障的应急措施和改进建议，旨在提高电力
系统的抗干扰能力和应对短路故障的能力。
最后，本文对Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用进行了总结和展望，指出了目前研究
存在的不足和未来发展的方向，以及Matlab在电力系统短路故障相关研究中的重要价值和作用。
通过本文的研究，对提高电力系统的安全稳定运行和应对短路故障有着积极的促进作用。
matlab在电力系统线路故障仿真中的应用
一、概述1. 电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，而线路故障是影响电力系统稳定性和可靠性的重要因素之一。
2. 仿真技术在电力系统线路故障研究中起着至关重要的作用，而matlab作为一种强大的数学工具，被广泛应用于电力系统仿真中。
二、matlab在电力系统仿真中的基本原理1. matlab作为一种数学建模与仿真工具，在电力系统仿真中可利用其强大的计算和可视化功能。
2. 电力系统仿真中的基本原理包括系统建模、参数设置、仿真算法选择等。
三、matlab在电力系统线路故障仿真中的具体应用1. matlab上线路故障模拟中的原理与方法1.1 研究线路故障对电力系统的影响需要进行故障模拟，而matlab可通过建立系统模型来模拟不同类型的线路故障。
1.2 matlab可通过编程实现故障过程中的系统参数变化、电压电流波形变化等仿真过程。
2. matlab上线路故障分析中的应用2.1 通过matlab进行线路故障仿真后，可利用其数据分析和可视化功能对故障过程进行分析，包括电压、电流、功率等参数的变化规律。
2.2 matlab可绘制出故障瞬态过程中的波形图、相量图等，为故障分析提供直观的数据支持。
3. matlab上线路故障处理与优化中的应用3.1 通过matlab仿真分析线路故障后，可对电力系统的保护装置和故障处理方案进行优化，提高系统的可靠性和稳定性。
3.2 matlab可通过仿真结果对系统的故障处理方案进行验证和优化，为现场操作提供科学依据。
四、matlab在电力系统线路故障仿真中的发展趋势1. 面向大规模电力系统的仿真1.1 matlab在电力系统仿真中的应用已经逐渐向着大规模和复杂系统发展，如超高压输电系统的仿真研究。
2. 面向多元化仿真需求2.1 随着电力系统技术的不断创新，matlab在电力系统线路故障仿真中的应用也将面临更多元化的仿真需求，如新能源系统的仿真研究。
五、结论1. matlab作为一种强大的数学工具，在电力系统线路故障仿真中发挥着重要作用。
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课题研究内容
无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 同步发电机突然短路的暂态过程仿真 小电流不接地系统单相故障 中性点经消弧圈接地系统
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无穷大功率电源供电系统三相短路
首先介绍简单电路发生三相短路的暂态过程，然后介绍利用 Simulink进行仿真的方法。此电路中假设电源电压幅值幅值个频 率都为恒定值，这种电源称为无穷大功率电源，这个名称从概 念上不难理解的。实际上真正的无穷大功率电源是不存在的。 这只是一个相对的概念，短路回路总阻抗和供电电源内阻抗的 大小判断是工具无穷大功率的电源。当供电的电源内阻抗小雨 短路回路小阻抗百分之10时，那么供电的电源也成了无穷大功 率的电源。在这种状况下，外面出现短路对电源的影响有限， 这时就可认定电源电压的频率和幅值也就比较稳定。
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课题研究目的
本设计目的是对电力系统的故障进行分 析，并对算例运用Matlab软件的Simulink工 具搭建电力系统故障模型进行电力系统故障 真，得出仿真结果，并将电力系统故障的分 析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比 较，从而得出是否具有一致性的结论，同时 也验证Matlab在电力系统仿真中是否具有真 正作用。
无穷大功率电源供电系统
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无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图
变压器T采用三相模型’THREE-PHASE TRANSFORMER，根据所给的参数， 则这算到110kv的参数如下：
如果采用标么值，则在Simulink的三相模型中，一、二次 绕组漏感和电阻的额定功率和一次和二次侧各自的额定线电压 为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次侧额定电压 为基准值
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同步发电机突然三相短路暂态过程的模型构建
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同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真结果
a相电流滞后a相电压，也即使电流和电压波形在过零点相差0.25ms,所以在 故障模块中设置0.02025s时发生三相故障。其他参数默认，按照上述规定开 始仿真
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小电流接地系统单相故障特点简介
中性点不接地系统的仿真结果
首 先 仿 真 模 型 中 选 择 离 散 算 法 ， 仿 真 时 间 为 0.2s, 利 用 Powergui模块设置采样时间为，系统在0,04s时发生A相金属 性单相接地。从而 A相接地电压变为零， BC相对电压升高倍， 但此时线电压任然保持对称对负荷没有影响。从下面仿真图 可知各个线路始端零序电流，那么从而得到接地电流的有效 值如下所示 如下图中也可知，在中性点不接地的时候，非故 障线路的零序电流超清零序电压 90度，故障线路的零序电流 为全系统非故障元件对电容电流之和，电容电流的实际方向 为由线路流向母线，则故障线路的零序电流与非故障线路的 零序电流相位相差180度
无穷大功率电源供电的三相电路突然短路
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无穷无穷大功率电源供电系统三相短路仿真模型的构建
如图 4-1 所示的无穷大功率电源供电系，若在 0.02 秒 时变压器低压母线发生了三相短路故障，就仿真短路 电流周期分量幅值和冲击电流的大小。线路参数是 L=50km,x=0.4,r=0.17, 变压器额定电容为 S=20MV.A ， 短路电压为 10.5 ，短路耗在 135kw, 空载损耗为 22kw ， 空载电流为0.8，高压绕组均为Y形结，并设电点电压 为110kv。
中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果
当单相接地故障的暂态过程结束 后，故障点的接地电流的有效值大约 为2.9A左右，远远小于中性点不接地 系统的接地电流，因此补偿效果非常 明显。对于非故障线路来说，其中零 序电流仍然是本身的电容电流，零序 电流超前零电压90度，电容电的实际 方向为由母线流向线路，这与中性点 不接地系统是相同的。 对于故障线路来说，其中零序电流大 鱼本身的电容电流，并且电容电流的 实际方向由母线流向线路。在这种情 情况下午饭用电流方向的差别来判断 故障线路，从而也很难用零序电流的 大小找出故障线路[
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基于MATLAB的电力 系统故障真
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汇报提纲
课题研究意义 课题研究目的 课题研究内容
课ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ研究意义
电力系统发生使对称结构遭受破坏的短路故障，由于短 路会产生十分严重的后果，因而引起了高度重视。除尽 量消除导致短路的原因外，还应在短路故障发生后及时 采取措施，尽量减少短路造成的损失，如采用继电保将 故障隔离，在合适的地点装设电抗器以限制短路电流采 用自动重合闸消除瞬时故障使系统尽快恢复正常等。这 些措施均须建立在故障计算的基础上。在发电厂、变电 所以及整个电力系统的设计工作中，都必须事先进行短 路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳 定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路 电流的措施、合理配置各种继电保护并整定其参数等的 重要依据。因此故障计算对于电力系统的设计和安全行 具有十分重要的意义。
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中性点不接地系统的仿真的构建
若设定该模型有4条10kV输电线，线路长度分别为130km,175km,1km,150km,其 它参数相同。需要注意的是，在实际10kV配电系统中，单回架空线路的输送容 量一般在 0,2-2MV.A ，输送距离为 6-20km 。该仿真模型将输电线路的长度加长， 这样可以使仿真时的故障特征更加明显，而且不用很多输电线路数，不影响仿 真结果的正确性。
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中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型的构建
在中性点不接地系统的图的基础上，建立中性点经消弧线圈接地系统的 仿真模型，也就是在电源的中性点接入一个电感线圈，其他参数与中性 点不接地系统相同。当全系统的电容电流超过一定数值（相对于3到 6kV电网超过30A，10kV电网超过20A，22-66V电网超过10A）时就要 装消弧线圈。
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课题研究背景
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无穷大功率电源仿真结果及分析
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同步发电机突然短路的暂态过程仿真
同步发电机是电力系统中最重要的原件，它可以由 多个磁耦合关系的绕组构成，定子绕组和转子之间还有 相对运动。同步发电机稳态运行时电枢磁势大小不会随 时间变化，而且以同步速度旋转，但它和转子没有相对 运动。所以不会在转子绕组中感应电流。突然短路时， 定子电流在数值上发生急剧反应，电枢反应磁通也随着 变化，转子在运动中产生感应电流，同时电流又反过来 影响电流的变化。定子和转子绕组电流互相影响是同步 发电机短路暂态过程的一个显著特点。