【正文】 6程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結果。工具箱是 Matlab 函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。另外新版本的 Matlab 還著重在圖形用戶界面（GUI）的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。在計算要求相同的情況下，使用 Matlab 的編程工作量會大大減少。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序（M 文件）后再一起運行?？梢灾苯诱{用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到 Matlab函數(shù)庫中方便自己以后調用，此外許多的 Matlab 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。在發(fā)電廠、變電所以及整個電力系統(tǒng)的設計工作中，都必須事先進行短路計算，以此作為合理選擇電氣接線、選用有足夠熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度的電氣設備及載流導體、確定限制短路電流的措施、合理配置各種繼電保護并整定其參數(shù)等的重要依據(jù)。通過算例對電力系統(tǒng)短路故障進行分析計算。存在問題是對存在問題的探討還可進一步深入，對存在問題原因的分析還可進一步展開。第 12 周 修改畢業(yè)論文。并且在掌握 MATLAB 軟件的基礎上，對其相應的電力系統(tǒng)故障進行仿真分析,從而得出結論。還有 Math works 公司開發(fā)的 MATlAB軟件。二．意義： 電力系統(tǒng)故障分析是關系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要問題，國內外從 20 世紀 80年代起已經(jīng)進行了大量的研究工作，提出了多種故障分析技術和方法，但實際系統(tǒng)中該問題并未很好地解決。 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真學 號：姓 名：專 業(yè)： 電氣工程及其自動化系 別：指導教師：二〇一三年六月 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真學 號：姓 名：專 業(yè)： 電氣工程及其自動化系 別：指導教師：二〇一三年六月北京交通大學畢業(yè)設計（論文）成績評議題目：基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真 系別： 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 姓名： 學號： 指導教師建議成績：84評閱教師建議成績：86答辯小組建議成績：82總成績：84答辯委員會主席簽字：年 月 日北京交通大學畢業(yè)設計（論文）任務書姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化設計（論文）題目 基于 MATLAb 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真題目性質 □ 設計； √ 論文題目來源 □ 教學； √ 科研；□ 生產(chǎn)； □ 其他指導教師 職 稱 工作單位 備注教授 北京交通大學畢業(yè)設計(論文)的內容和要求： 內容：本論文主要是對典型的電力系統(tǒng)故障進行理論分析，分為三相短路，單相接地短路，兩相短路，兩相接地短路四種我們熟知的短路情況，并且對其模型進行仿真分析，MATLAB的功能很強大，大大節(jié)省了建模的時間，因為它軟件本身提供了一個三相短路故障器，可以設置短路的所有情況。指導教師簽字： 日期： 年 月 日系意見：日期：簽字：系（蓋章） 日期： 年 月 日北京交通大學畢業(yè)設計（論文）開題報告姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化設計（論文）題目 基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真(論文)的目的及意義（含國內外的研究現(xiàn)狀分析）：一．目的：本設計目的是對電力系統(tǒng)的故障進行分析，并對算例運用 Matlab 軟件的 Simulink 工具搭建電力系統(tǒng)故障模型進行電力系統(tǒng)故障仿真，得出仿真結果，并將電力系統(tǒng)故障的分析計算結果與 Matlab 仿真的分析結果進行比較，從而得出是否具有一致性的結論，同時也驗證 Matlab 在電力系統(tǒng)仿真中是否具有真正作用。以及中國電科院開發(fā)的仿真軟件 PSASP,其功能主要有穩(wěn)態(tài)分析、故障分析和機電暫態(tài)分析。2. 基本內容和技術方案：一．內容：本設計主要是針對典型的電力系統(tǒng)故障進行理論分析，包括三相短路，單相接地短路，兩相短路以及兩相接地短路四種熟知的短路情況。第 5，6 周 完成四種短路情況的理論分析，寫出論文第三章第 7，8，9 周 建立描述電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的數(shù)學模型；寫出第四章部分初稿第 10，11 周 撰寫畢業(yè)論文初稿。論文的寫作基本規(guī)范。本人簽名： 日期：I摘 要本設計分析了電力系統(tǒng)短路故障的電氣特征，并利用 Matlab/Simulink 軟件對其進行仿真，進一步研究短路故障的特點。這些措施均須建立在故障計算的基礎上。在新的版本中也加入了對 C，F(xiàn)ORTRAN， C++ ， Java 的支持。（2）簡單易用的程序語言Matlab 一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入和輸出和面向對象編程特點。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如 C 和 C++ 。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等,Matlab 也有相應的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。Matlab 的一個重要特色就是具有一套程序擴展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應用子程序。Simulink 可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生系統(tǒng)通路的情況。在中性點接地的電力網(wǎng)絡中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的 90％。在電力系統(tǒng)短路電流的工程計算中，許多實際問題的解決（如電網(wǎng)設計中的電氣設備選擇）并不需要十分精確的結果，于是產(chǎn)生了近似計算的方法。一般規(guī)定：（1）驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期北京交通大學畢業(yè)設計（論文）11工程建成的 5～10 年） 。進行計算時，首先作出計算電路圖，再根據(jù)計算電路圖對各短路點作出等值電路圖；然后利用網(wǎng)絡簡化規(guī)則，將等值電路逐步簡化，求出短路回路總電抗；最后根據(jù)總電抗可求出短路電流值。短路電流周期分量的幅值為： mLL22UkI= = 22R+XA +他的重要特性參數(shù)主要有：①工作頻率：變壓器鐵心損耗與頻率有很大的關系，故應根據(jù)使用頻率來設計和使用，這個頻率稱工作頻率。通常變壓器的額定功率2P1越大，效率就越高。三相故障模塊中的斷路器的開通和關斷時間可以由一個 Simulink 外部信號（外部控制模式）或者內部控制定時器（內部控制模式）來控制。運行仿真，雙擊 Scope 可以得到高壓供電系統(tǒng)變壓器低壓側母線的三相短路故障電壓波形如圖所示。從得到的大量 A 相電流數(shù)據(jù)中，可以發(fā)現(xiàn)短路電流周期分量的幅值為 ，短路沖擊電流為 ，同理可得 B、C 兩相故障的電流值。運行仿真，雙擊 Scope 可以得到高壓供電系統(tǒng)變壓器低壓側母線的單相接地故障電壓波形如圖 所示。從圖中可以看出， 在 時刻之前，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；在 時刻發(fā)生 A 相接地短路時， A 相電流激增，B、C 兩相北京交通大學畢業(yè)設計（論文）27電流發(fā)生輕微的抖動；在 時刻切除接地故障，A、B、C 三相電流都恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。在此我向張老師表示我最誠摯的感謝！其次，在大學的四年里，學校的各位老師在學習上和生活上對我的關心、支持和厚愛，都令我銘記于心，在此也表示我由衷的感謝！各位老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，踏踏實實做人的品質，和藹可親的作風以及無私奉獻的精神給我留下了深刻的印象，使我終生受益。因此，它已成為電力科研工作者和工程技術人員應用它來進行電力系統(tǒng)有關問題的仿真分析和輔助設計的理想工具。北京交通大學畢業(yè)設計（論文）25圖 三相故障模塊（兩相短路）北京交通大學畢業(yè)設計（論文）26圖 AB 兩相短路電壓圖 AB 兩相短路電流（四）單相接地短路分析將三相短路故障發(fā)生器元件 ( ThreePhaseFaul t ) 中故障相選擇 的 A、 B、 C 三相故障選中 A 相，轉換時間 Transitiontimes (s) 設置為 [ ] ，對應的狀態(tài)轉換 Transitionstatus 設置為 [1 0] , 其中 1 表示閉合，0 表示斷開；在三相電壓電流測量模塊(ThreePhaseVIM easurement)中選擇相電壓和電流作為測量電氣量。從圖中可以看出，在 時刻之前，系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，A、B、C 三相電壓波形穩(wěn)定且均勻變化；在 時刻發(fā)生 A、B 兩相發(fā)生接地短路故障，A、B 兩相電壓快速降為 0，C 相電壓發(fā)生抖動，電壓值變大；在 時刻切除故障，A、B 兩相電壓升高，C 相電壓衰減，系統(tǒng)恢復到穩(wěn)態(tài)。由圖可以得到以下結論：在穩(wěn)態(tài)時，供電系統(tǒng)各相電流由于三相短路故障未發(fā)生，因而三相電流都為 0A。連接到這個輸入端的控制信號必須是 0或者 1 之類的脈沖信號（其中 0 表示斷開斷路器，1 表示閉合斷路器） 。）它們可以通過該功能模塊。⑤空載電流：變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。圖 三相電源模塊的參數(shù)（二）并聯(lián) RLC 負荷模塊并聯(lián) RLC 負荷模塊（Parallel RLC Load）提供了一個由電阻、電感、電容并聯(lián)連接構成的功能模塊，也可以通過設置它的電阻、電感和電容的具體值來改變該支路的等效阻抗。其對應的 Simulink 仿真模型如圖 所示。 短路點選擇原則短路計算點是指在正常接線方式時，通過電器設備的短路電流為最大的地點。此外，有時還假定所有發(fā)電機的電勢具有相同的相位，加上所有元件僅用電抗表示，這就避免了復數(shù)運算，把短路電流的計算簡化為直流電路的求解。表 不同范圍能發(fā)生短路故障幾率 線路范圍 發(fā)生幾率在 110kV 線路上容量為 6000kW 以上的發(fā)電機110kV 變壓器110kV 母線%%%%表 110kV 線路上各種類型短路故障幾率短路類型 發(fā)生幾率三相短路二相短路二相短路接地單相短路5%4%8%83% 從表 中的數(shù)字中可以看出單相短路幾率占壓倒性多數(shù)，國外的運行經(jīng)驗也證明了這一點。大容量電力系統(tǒng)中，短路