三相故障模块的参数设置如图13所示。
图13 三相电路故障模块设置
根据以上结论可以计算出发生三相短路故障时,变压器低压母线短路电流周期分量幅值和冲击电流的值[13]。
短路电流周期分量幅值为
Im?Um?kT220/3?2?10?RT?RL?2??XT?XL?2??16.32?34?2??254.12?80?2 (10)
?5.315KATa?(LT?LL)/(RT?RL)?(0.808?0.256)/(16.32?34)?0.0211S (11)
可得短路冲击电流为
im?1?e?0.01/0.0211Im?1.6225Im?8.65KA (12)
通过窗口菜单中的“Simulink→Configuration Parameters”命令打开仿真参数对话框,选择可变步长ode23t算法,仿真开始时间设置为0,结束时间设置为0.2s,其余的参数采用默认设置[14]。三相故障模块设置故障发生在0.02s时刻,然后运行仿真,可得仿真故障短路电流图形,如图14所示,得仿真故障短
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路电压图形,如图15所示。
图14 变压器低压侧三相短路电流波形图
图15 变压器低压侧三相短路电压波形图
由图14不难发现,在0.02s前系统处于稳定状态,在发生故障时A、B、C三相电流发生剧烈变化,A相幅度变化最大,后来与B、C恢复同步。由图15不难发现,在0.02s时刻A、B、C三相发生接地短路故障,A、B、C三相的电压快速减小。由图形得到短路电流周期分量的幅值为5.4KA,冲击电流为8.55KA,与理论计算有点差别,这是因为电源模块的内阻设置不同造成的[15]。
4.2 两相接地短路
把三相短路故障模块“Three-PhaseFault”中的故障选项对应的A、B项选中,转换时间的设置仍不发生改变,选中“Ground Fault”项,如图16所示,其他参数设置仍不发生改变。运行仿真,双击Scope,可以得到变压器低压侧三
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相短路电流波形图,如图17所示;双击Scope2,变压器低压侧三相短路电压波形图,如图18所示。
图16 三相故障模块参数设置(两相接地短路)
图17 变压器低压侧两相接地短路电流波形图
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图18 变压器低压侧两相接地短路电压波形图
由图17不难发现,在0.02s前系统处于稳定状态,在发生故障时A、B两项电流发生剧烈变化,C项电流基本保持不变,在故障切除之后,A、B两项电流快速衰减为零,C项电流保持不变。
由图18不难发现,在0.02s时刻A、B两相发生接地短路故障,A、B两相的电压快速变为0,C相电压立即出现幅度较大的抖动。在故障切除后A、B两相电压升高,C相电压降低,系统恢复发生故障前的状态,系统恢复稳态。
4.3 单相接地短路
把三相短路故障模块“Three-PhaseFault”中的故障选项对应的A项选中,转换时间的设置仍不发生改变,选中“Ground Fault”项,如图19所示,其他参数设置不发生改变[16]。运行仿真,双击Scope,可以得到变压器低压侧三相短路电流波形图,如图20所示;双击Scope2,变压器低压侧三相短路电压波形图,如图21所示。
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图19 三相故障模块参数设置(单相接地短路)
图20 变压器低压侧单相接地短路电流波形图
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