现代电力系统分析理论与方法作业 20121800202 乔如妤
学校代码：10128 学 号：***********
现代电力系统分析理论与
方法作业
题 目：简单不对称故障计算的建模实现 ****：*** 学 院：电力学院
班 级：研究生12级专业型2班
2013年5月20日
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1算例系统与参数
供电系统如图，发电机G1：50MVA、110kV，保持恒定，Y连接；线路L为100km；变压器T为Yn/d接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=110/11。
图1 电力系统接线图
2计算机建模仿真
2.1电力系统仿真模型
图2.1 电力系统仿真模型
2.2仿真参数的设置
当电路图设计完成后，对其进行仿真，以观察电路中暂态变化情况。
(1) 在电路图的菜单选项中，选择仿真(Simulation)菜单，激活仿真参数(Simulation arameters)命令，弹出仿真参数对话框如图2.2.1所示。
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图2.2.1仿真参数对话框
根据对暂态过程时间的估算，对仿真参数进行如下设置。 开始时间(Start time)：0s 停止时间(Stop time)：1.0s
求解程序类型(Type)选项：可变步长(Variable－step)，ode23(Mod-stiff/trapezoidal)
最大步长(Max step size)选项：自动(auto) 最小步长(Min step size)选项：自动(auto) 初始步长(Intial step size)选项：自动(auto) 相对容差(Relative tolerance)选项：1e-3
（2）电源参数设置
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图2.2.2 三相电源参数设置
（3）线路参数设置
图2.2.3线路参数设置
（4）变压器参数设置
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图2.2.4 两相变压器参数设置
3、仿真结果输出（图中：A相为黄色，BC相为蓝紫色）
3.0 无短路故障
图3.0母线端B2相电压、相电流波形图
由图3.0可看出，系统正常运行时，发电机端电压电流波形均为三相有一定相差的正弦波。 3.1 单相接地短路
设置三相短路故障发生器：A相接地短路，0.3s发生短路，0.6s排除故障。
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图3.1故障端母线B2相电压、相电流波形图
由图3.1可看出，当在0.3s至0.6s，发生A相接地短路时，故障端母线A相电压变为0，由于本系统为中性点不接地系统，中性点电位上升至相电压，非故障相（B相C相）电压升至线电压。从下端的电流波形图中，可以看出A相电流有增大，但其增大程度明显小于三相短路故障电流值，B相C相电流略有增大，故障消除后，电压电流均恢复至故障发生前的值。 3.2 两相短路
设置三相短路故障发生器：BC相短路，0.3s发生短路，0.6s排除故障。
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图3.2故障端母线B2相电压、相电流波形图
由图3. 2可看出，当在0.3s至0.6s，发生BC相短路时，非故障端母线A相电压保持不变，故障相（B相C相）电压降至原来的一半。从下端的电流波形图中，可以看出A相电流保持不变，而BC相电流有显著增大且大小相等，相位相反。故障消除后，电压电流均恢复至故障发生前的值。 3.3 两相接地短路
设置三相短路故障发生器：BC相接地短路，0.3s发生短路，0.6s排除故障。
图3.3故障端母线B2相电压、相电流波形图
由图3.3可看出，当在0.3s至0.6s，发生BC相接地短路时，故障端母线B相C相电压变为0，对于中性点不接地系统，非故障相A相电压上升最多，为正常电压的1.5倍。从下端的电流波形图中，可以看出A相电流保持不变，故障相B相C相电流有显著增大且大小相等，相位相反。故障消除后，电压电流均恢复至故障发生前的值。 3.4 三相短路
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设置三相短路故障发生器：ABC相短路，0.3s发生短路，0.6s排除故障。
图3.4障端母线B2相电压、相电流波形图
由图3.4可看出，当在0.3s至0.6s，发生三相短路时，故障端母线A相、B相、C相电压均变为0，而三相电流呈正弦规律变化有显著增大，且幅值相等，相位互差120度。故障消除后，电压电流均恢复至故障发生前的值。
四、结论：
本次课程设计，在Simulink中建立了电力系统的基本模型并进行了简单的短路故障仿真分析。结果表明，Matlab的仿真功能，为电气工作者提供了一种简便、直观、有效的仿真研究方法。
通过对A相接地短路、两相短路、两相接地短路，三相短路故障的仿真分析，结论与《暂态分析》课本一致，由于三相电压、电流波形已经具有较强说服力，故正序、负序、零序的波形分析没有附上。在四种故障类型中，三相短路是电力系统最为严重的短路故障，可能引起电压崩溃，造成大范围的停电，给生产带来不可预计的损失。因此，在实际生产中应该尽量避免此类短路故障的发生。
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通过此次课程设计，让我进一步巩固了短路故障分析方面的知识，也培养了思考解决问题的能力，受益非浅。
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