目录
目录 ................................................................ 1 引言 ................................................................ 2 1电力系统单相和二相短路接地计算 ......... 3 1.1简单不对称故障的分析计算 ............... 3 1.2 单相接地和二相短路接地 .................. 3 1.2.1.正序等效定则 ................................ 3 1.2.2 单相接地短路分析 ..................... 4 1.2.3 二相短路接地分析 ..................... 6 1.3 两相短路接地和单相短路算例 .......... 7 2 仿真模型的设计与实现 .......................... 11 2.1 实例分析 ........................................... 11 2.2仿真参数设置..................................... 11 2.3仿真结果分析..................................... 12 2．3.1故障点电流波形 ....................... 12 2.3.2故障点电压波形图 ...................... 13 3 心得与体会 .............................................. 15 4 参考文献 .................................................. 16
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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。考虑这两种情况，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，而MATLAB软件中的SIMULINK是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成开发环境，是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具，为解决具体的工程问题提供了更为快速、准确和简洁的途径。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路，动力系统、电力系统和电力网简单示意如图1-1。
图1-1 动力系统、电力系统和电力网示意图
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。所以我们应对单相短路引起足够的重视，对单相短路的研究是有其重要意义的，所以本章重点就是研究单相短路故障在MATLAB中的运用和分析。
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1电力系统单相和二相短路接地计算
1.1简单不对称故障的分析计算
在电力系统的故障中，仅在一处发生不对称短路或断线的故障称为简单不对称故障。它通常分为两类,一类叫横向不对称故障，包括两相短路，单相接地短路以及两相接地短路三种类型。这种故障发生在系统中某一点的一些相之间或相与地之间，是处于网络三相支路的横向，故称为横向不对称故障，其特点是由电力系统网络中的某一点（节点）和公共参考点（地接点）之间构成故障端口。该端口一个是高电位点，另一个是零电位点。另一类故障时发生在网络沿三相支路的纵向，叫纵向不对称故障，它包括一相断相和两相断相两种基本类型，其特点是由电力系统网络中的两个高电位之间构成故障端口。
分析计算不对称故障的方法很多，如对称分量法、??0分量法以及在abc坐标系统中直接进行计算等。目前实际中用的最多的和最基本的方法仍是对称分量法，现在就重点介绍这种方法，其他方法只做简略的介绍。 应用对称分量法分析计算简单不对称故障时，对于各序分量的求解一般有两种方法：一种是直接联立求解三序的电动势方程和三个边界条件方程；另一种是借助于复合序网进行求解，即根据不同故障类型所确定的边界条件，将三个序网络进行适当的链接，组成一个复合序网，通过对复合序网的计算，求出电流、电压的各序对称分量。由于这种方法比较简单，又容易记忆，因此应用较广。 在所讨论的各种不对称故障的分析计算中，求出的各序电流、电压对称分量及各相电流、电压值，一般都是指起始时或稳态时的基频分量。 在工程计算中都假定发电机转子是对称的，也就是忽略了不对称短路时的高次谐波分量。这种假定对稳极发电机和d轴及q轴都装有阻尼绕组的凸极发电机是比较切合实际的。
1.2 单相接地和二相短路接地
1.2.1.正序等效定则
由前述分析可知，在求解各种不对称故障时，故障支路的正序电流分量
（n）?Ika1可用如下同式表示。
（n）?Ika1?
?Ea1?X1??X(n)? （1-1）
?式中 Ea1?------故前故障点基准相的运行相电压；
(n)(3) Z?------与短路故障类型有关的阻抗（三相短路时，Z??0；两相短路
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(2)Z??Z2?时，；两相接地短路时，
Z(1.1)??Z2??Z0?Z2??Z0?；单相接地短路时，
Z(1)??Z2??Z0?）。
（n）?由式（1-1）可见，不对称短路故障时故障支路的正序分量电流 Ika1， 等
于故障点每相加上一个附加阻抗Z定则。
故障点故障相电流的绝对值Ik为
(n)(n)?后发生三相短路的电流。这就是正序等效
(n)与故障支路的正序分量电流Ik1成正比，可表示
Ik(n)?m(n)Ik1 （1-2）
(n)(n)式中 m为与短路类型有关的比例系数，其值见表1
表1 不同短路故障类型的m
故障类型 三相短路 两相短路 两相接地短路 单相接地短路
(n) m 1
(n)3
31?x2?x0?(x2??x0?)2 3
1.2.2 单相接地短路分析
假定a相接地短路，短路处以相量表示的边界条件方程为
??0??UI?Ikc?0 （1-3） kakb； 转换为对称分量关系 ??U??U??U??0或U???(U??U?)?Ukaka1ka2ka0ka1ka2ka0??1????Ika1?Ika2?Ika0?Ika?3? （1-4）
?Ika1??Ea1???Ika2??Ika0Z1??Z2??Z0? （1-5）
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图1-2单相接地短路时的复合序网图
U?ka2???Ika2Z2????Ika1Z2??U????I??ka0ka0Z0????Ika1Z0??U?ka1??（U?ka2?U?ka0）???Ika1（Z2??Z0?）?E?al???I?ka1Z1???
短路处的各序功率为
S?k（s）?U?k（s）?Ik（s） （s=1,2,0） 根据对称分量的合成公式，可得各相电流、电压为 ?Ika??Ika1??Ika2??Ika0?3?Ika1?3?Ika2?3?Ika0???I2?kb?（a?a?1)?Ika1??Ikc?0?? U?ka?U?ka1?U?ka2?U?ka0?0?U?2kb?aU?ka1?aU?ka2?U?ka0??I22?ka1[(a?a)Z2??(a?1)Z0?]?U?kc?aU?ka1?a2U?2?ka2?U?ka0??Ika1[(a?a)Z2??(a?1)Z0?]?
图1-3 单相接地短路处的电压电流相量图
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1-6）(1-7) 1-8）1-9） （
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