Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析 苗全堂
MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例PPT(共47页)
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
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
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
63、彩虹风雨后，成功细节中。
64、有些事你是绕不过去的，你现在逃 避，你 以后就 会话十 倍的精 力去面 对。
65、只要有信心，就能在信念中行走。
66、每天告诉自己一次，我真的很不错 。
67、心中有理想 再累也快乐
68、发光并非太阳的专利，你也可以发 光。
69、任何山都可以移动，只要把沙土一 卡车一 卡车运 走即可 。
其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭
小电流系统故障选线的MATLAB仿真
小电流系统故障选线的MATLAB仿真【摘要】小电流接地系统单相接地故障选线问题是一个研究多年的老问题，以往的选线装置采用的是单一故障选线方法，只针对部分故障信息进行处理，选线的可靠性不高。
本文基于信息融合技术在MATLAB的SIMULINK仿真环境，对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行仿真。
【关键词】小电流接地系统；故障选线；MATLAB0.引言当小电流接地系统发生单相接地故障时，其所表现出来的故障特征在大小及形式上都变化无常，故若只用某一方面的故障特征来构造选线判据定会具有片面性，且当该故障特征表现不明显时，可能会得出错误的选线结果，这就是小电流系统单相接地故障时不能正确选线的根本原因。
因此，使用多重判据来构成综合选线判据，利用各种选线判据在性能上的互补性提高选线结果的可靠性。
由于每种选线判据有着不同的适用条件，对于某个故障特征量，一种判据选线可能不满足要求，但另一种判据选线却有可能够满足，多重判据覆盖的总有效故障区域必然大于单个判据。
而且当一个故障特征量对所有的选线判据都不满足时，可以把多个判据不充分的选线结果进行融合，也能够得到比较可靠的选线结果[1][2]。
1.基于MATLAB的小电流接地系统仿真1.1建立仿真模型搭建一个小电流接地系统仿真模型如图 1.1所示，这是一个有 4 条10kV 出线的110kV \10kV 终端变电站，为忽略线路及负载对系统的影响，近似认为110kV \10kV变压器容量为无限大[5]。
模型仿真参数：解法：ode23t(Mod,stiff/Trapezoidal)、起始时间：0.0、结束时间：0.16；三相两绕组变压器：容量、频率：250e7V A、50Hz；一次侧接法，线电压、漏电阻漏电抗：Y,[110e3，0.02，0.08]；二次侧接法，线电压、漏电阻漏电抗：Y,[10e3，0.02，0.08]；励磁电阻、励磁电抗:[500,500]；消弧线圈：电阻（Ω）：0, 电感（H）：0.6，电容（F）：inf；输电线路：正序参数R1=0.173Ω/km；L1=1.2e-3H/km, C1=6.1e-8F/km；零序参数R0=0.23Ω/km、L0=3.46e-3H/km, C0=3.8e-8F/km；线路长度：Line1:25km, Line2:23km,Line3:36km ,Line4:20km+8km。
基于PSCAD_EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真_毕业设计
编号毕业设计（论文）题目基于PSCAD/EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真二级学院电子信息与自动化学院专业电气工程及其自动化摘要第一小段，应该介绍一下你论文的意义。
然后下面再开始介绍你的工作建立了小电流接地系统的仿真模型，利用电磁暂态程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响,（这句话太拗口）并得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。
通过对仿真数据及波形的进一步分析，得出了小电流接地系统发生单相接地故障时的运行特点,验证了小电流接地故障稳态和暂态分析理论的科学性、合理性。
为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量,基于PSCAD/EMTDC的仿真环境,搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素,对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。
在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波(0~0.02 s)内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢,包络面积大,但与非故障线路首半波极性相反。
仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响,为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。
居然没有目录和参考文献，参考文献至少要30篇，最好超过40篇，要标注在论文里面，你的论文的整体结构还可以，也比较认真，再继续修改一下再拿来我看，要修改好的正式文档关键词：小电流接地系统；单相接地故障；故障选线；PSCAD/EMTDC仿真;选线原理;补偿度;故障相电压AbstractA simulation model of non-solidly grounded system is presented in the paper.Overall simulating of amplitude and phase characteristics of steady-state and transient fault voltage and current on diverse fault conditions is performed by using Electromagnetic Transient Program PSCAD/EMTDC.The amplitude,phase and waveform of the corresponding zero sequence voltage and current can be obtained by the designing program.By further analyzing the simulation date and waveform,the basic principles and characteristics of low-current grounding power systems were presented,verifying the analytical theories of the steady fault and transient fault about single Phase grounding scientific and reasonable.The transient characteristic of single-phase to ground fault is used for the fault line selection and fault distance detection in distribution network. The distribution network simulation model is established for the Neutral Uneffectual Grounded System (NUGS), Various factors, such as different short circuit time, arc-resistances, fault distances, line length and the compensation rates of arc-suppression coil,should be put into over all consideration.The single-phase to ground fault of the NUGS is simulated so as to research the transient characteristics of single-phase to ground fault in distribution network.Through analyzing these transient characteristics such as zero-sequence current and voltage, fault-phase voltage and current, it is concluded that these transient characteristics change with the different short circuit time, arc-resistances, fault distances and the compensation rates of arc-supperession coil, which provide a theory basis to study the fault line selection and fault distance detection for the single-phase to ground fault in distribution network.Key words:non-solidly grounded system;single-phase earth fault;faulty feeder selection;PSCAD/EMTDC simulation;option principle；compensation rate; voltage of fault-phase没有目录？第1章绪论1.1 课题研究的意义电力系统中，配电系统同电力用户的关系最密切，最直接，配电网量大面广，担负着直接为广大用户供电的任务，随着社会经济的发展，人们对电力的需求日益增长，同时对供电质量提出了更高的要求。
小电流接地系统单相故障matlab仿真
Xx学院课程设计说明书设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真系（部）：机电工程系专业：自动化班级：姓名： x x x学号：20 12 年 12 月 12 日1目录第一章 3 ···············································matlab简介······第二章 4 ····················小电流接地系统单相故障matlab仿真...........2.1小电流接地系统单相故障特点简介. (4)2.2 小电流接地系统的仿真模型构建 (5)2.3 仿真结果及分析 (11)第三章16·································心得与体会····················参考文献16·······························································2Matlab简介一Matlab是由英文单词matri和laboratory的前3个字母组成。
小电流接地系统单相接地故障分析与仿真
小电流接地系统单相接地故障分析与仿真兰州石化公司许志军摘要：本文结合石化厂内部电网中性点接地方式的优化改造，对中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统的单相接地故障进行了综述，并利用MATLAB软件对两种系统下的单相接地故障进行了仿真，得到了与理论分析相一致的结论，使的单相接地故障的分析更为直观。
关键词：小电流接地系统单相接地故障数值仿真消弧线圈接地中性点电力系统常用的接地方式有两种，即中性点有效接地系统和非有效接地系统，也称为大电流接地系统和小电流接地系统。
对于小电流接地系统，当发生单相接地故障时，只是非故障相对地电压升高√3倍，而线电压维持不变，故不影响三相设备的正常运行，当单相接地电容电流不大时，其所引起的热效应能为电网的各个元件的绝缘所承受，故规程允许电网带接地故障运行1～2小时。
但当接地电流较大时，产生的电弧不易熄灭，易损坏设备绝缘，造成相间短路，或发生间歇性弧光接地，造成弧光接地过电压，持续时间较长时，将对网络中的设备绝缘寿命产生不良影响。
兰州石化公司的6kV系统全部为小电流接地系统，建初因为电力系统较小，中性点全采用了不接地方式，其优点是单相接地电流小，系统带故障能继续运行，但随着公司生产规模的不断扩大，各电力网络也随着变大，单相接地电流增加，发生单相接地时极易引起弧光短路，造成整个电网电压波动，致使各套装置经常停车，设备损坏。
鉴于此，石化厂组织对本厂电力系统中性点运行方式进行了优化改造。
这里结合石化厂改造情况并利用MA TLAB 软件的电力系统仿真工具箱，对6kV电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地两种方式作一简析。
1 中性点不接地系统运行方式及分析1.1中性点不接地系统原理中性点不接地系统属小电流接地系统，图1.1为最简单的中性点不接地系统正常运行时图1.1 中性点不接地系统原理图a：接线简图 b：电流电压相量图电容电流的分布，三相对地集中电容相当于一个对称的星形负荷，其中性点电位与电源中性点电位相等，对地电位为零，故各相对地电压分别为各相的相电压，三相电容中的电流是对称的电容电流I CA，I CB，I CC,分别超前相应的相电压90°,三相对地电容电流之和为零，各相对地电容电流值为I=jU XωC0如图1.2a示，当A相直接接地故障时，A相对地电容被短接，相当于容抗为无穷大，A相对地电容电流为零，A相对地电压也为零，而其它两相对地电压则升高√3倍，其相量关系如图1.2b所示，A相接地后，各相间电压仍然是对称的，各相电压为图1.2 中性点不接地系统单相接地示意图a：接线简图b：电流电压相量图U AD=0U BD=E B-E A=E A exp(-j150°)U CD=E C-E A=E A exp(j150°)非故障相中流向故障点的对地电容电流I CB'=jU BDωC0I CC'=jU CDωC0故障点电流I d=I CB'+I CC'其有效值I d=3U XωC0，为正常运行时相对地电容电流的3倍，相位超前故障点电压U d0 90°，即I d=j3U d0ωC0如图1.3所示，假设系统中有ｍ条线路，每条各相对地电容分别为C１,C２,…,Cｍ,第ｉ条线路发生A相经电阻R接地，其接地电流为整个系统非故障相电容电流之和，故障线路零序电流为非故障线路电容电流之和减去故障线路电容电流。
Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂
基于Matlab和PSCAD的小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂一用Matlab进行的仿真如下：1.用Matlab进行中性点不接地系统的仿真的的主要步骤如下：1.1进行模块连接和相关参数设置图1. 10kV中性点不接地系统仿真模型图2Line1的参数设置图3Load1参数设置图4 三相电压电流模块参数设置图5 故障模块参数设置图6系统的零序电压3U0及每线路始端零序电流3I0的获取方法图7故障点的接地电流获取方法1.2.进行仿真。
采用离散算法，仿真结束时间0.2秒，采样时间1*10-5s,系统在0.04s时，发生A相单相接地。
得出的相关波形如下列图示：图8系统三相对地电压波形图图9系统三相线电压波形图图10 系统零序电压3U0图11 3I01图12 3I03图13 Id1.3.结果分析：在中性点不接地系统中，当发生a相单相金属接地时，故障时间段为（0.04-0.2），A相对地电压变为0，BC相对地电压升高的3倍，但线电压仍保持对称故对负荷没有影响。
在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流总和。
零序电流滞后零序电压90度。
故障线路的的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180度。
2用Matlab进行中性点经消弧线圈接地系统仿真2.1仿真电路及主要结果图14电路结构图图15接地电路Id图16消弧线圈电流IL 2.2结果分析在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地(黄色线)时，故障时间段为（0.02-0.1），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍（b 紫色线，c蓝色线），故障Ua突变为接近零。
由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。
本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。
基于Matlab的小电流接地系统建模与仿真
基于Matlab的小电流接地系统建模与仿真
白利华;王晓岩
【期刊名称】《科学之友》
【年(卷),期】2007(000)020
【摘要】介绍了Matlab/Simulink的基木特点及应用,利用MATLAB仿真平台对小电流接地系统进行建模与仿真,并通过在不同条件下的仿真结果,分析验证所建模型的准确性与可信度.
【总页数】2页(P31-32)
【作者】白利华;王晓岩
【作者单位】太原供电分公司,山西,太原,030032;太原供电分公司,山西,太
原,030032
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于Matlab的小电流接地系统故障特征仿真分析 [J], 谷天聪;范兴明;张鑫
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3.基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析 [J], 李润良
4.基于Matlab的小电流接地系统建模与仿真 [J], 白利华;王晓岩
5.基于MATLAB的小电流接地系统单相接地故障仿真分析 [J], 严正国;马慧;任星;史王莹
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小电流接地系统单相故障matlab仿真..
Xx学院课程设计说明书设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真系（部）：机电工程系专业：自动化班级：姓名： x x x 学号：20 12 年 12 月 12 日目录第一章matlab简介 (3)第二章小电流接地系统单相故障matlab仿真 (4)2.1小电流接地系统单相故障特点简介 (4)2.2 小电流接地系统的仿真模型构建 (5)2.3 仿真结果及分析 (11)第三章心得与体会 (16)参考文献 (16)一Matlab简介Matlab是由英文单词matri和laboratory的前3个字母组成。
目前matlab已成为国际认可的最优秀的科技应用软件之一。
在大学里，他是用于初等和高等数学、自然科学和工程学的标准数学工具；在工业界，他是一个高效的研究、开发和分析的工具。
随着科技的发展，许多优秀的工程师不断的对matlab进行了完善，使其从一个简单的矩阵分析软件逐渐发展成为一个具有极高通用性，并带有众多实用工具的运算操作平台。
Simulink是matlab提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，是基于框图的仿真平台。
Simulink挂接在matlab环境上，以matlab的强大计算功能为基础，利用直观的模块框图进行仿真和计算。
Simulink提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大的方便。
在simulink平台上拖拽和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模块框图，并对模型进行仿真。
在simulink平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在matlab窗口使用matlab命令和函数仿真时，需要熟悉大量的M函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑就是一个福音。
随着matlab的不断升级，simulink的版本也在不断的升级，从1993年的matlab4.0/simulink1.0版到2001年的matlab6.1/simulink4.1版、2002年的matlab6.5/simulink5.0版，现在的最常用的版本就是matlab7.0/simulink6.0 Simulink最初是为仿真控制系统而建立的工具箱，在使用中容易编程、容易扩展，并且可以解决在使用matlab过程中遇到的非线性、变系数等问题。
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基于Matlab和PSCAD的小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂
一用Matlab进行的仿真如下：
1.用Matlab进行中性点不接地系统的仿真的的主要步骤如下：
进行模块连接和相关参数设置
图1. 10kV中性点不接地系统仿真模型
图2Line1的参数设置
图3Load1参数设置
图4 三相电压电流模块参数设置
图5 故障模块参数设置
图6系统的零序电压3U0及每线路始端零序电流3I0的获取方法
图7故障点的接地电流获取方法
.进行仿真。
采用离散算法，仿真结束时间秒，采样时间1*10-5s,系统在时，发生A相单相接地。
得出的相关波形如下列图示：
图8系统三相对地电压波形图
图9系统三相线电压波形图
图10 系统零序电压3U0
图11 3I01
图12 3I03
图13 Id
.结果分析：
在中性点不接地系统中，当发生a相单相金属接地时，故障时间段为（），A相对地电压变为0，BC相对地电压升高的3倍，但线电压仍保持对称故对负荷没有影响。
在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流总和。
零序电流滞后零序电压90度。
故障线路的的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180度。
2用Matlab进行中性点经消弧线圈接地系统仿真
仿真电路及主要结果
图14电路结构图
图15接地电路Id
图16消弧线圈电流IL 结果分析
在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地(黄色线)时，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍（b 紫色线，c蓝色线），故障Ua突变为接近零。
由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic 和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。
本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。
二．用PSCAD进行中性点不接地系统仿真的主要步骤如下：
1.用PSCAD进行中性点不接地系统仿真
仿真电路及参数设置如下
图17仿真电路连接模块
图18故障模块设置
图19传输线路模型参数设置
图20相电压图
图21线电压图
图22各相电流图
结果分析：
在中性点不接地系统中，当发生a相接地时，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非
接地相电压变为原来的3倍，故障相Ua突变为接近零，但线电压仍保持对称，故对负荷没有影响。
接地短路电流Ia=Ib+Ic，变为原来的3倍，非故障Ib、Ic
相为接地容性电流，一般为几安培。
2．用PSCAD进行中性点经消弧线圈接地系统仿真仿真电路及结果如下如下：
结果分析：
在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍，故障Ua突变为接近零。
由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il 相位相反，在接地点相互补偿。
本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。