【正文】 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?jí)旱剐远鄶?shù)，國(guó)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。 短路點(diǎn)選擇原則短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。圖 三相電源模塊的參數(shù)（二）并聯(lián) RLC 負(fù)荷模塊并聯(lián) RLC 負(fù)荷模塊（Parallel RLC Load）提供了一個(gè)由電阻、電感、電容并聯(lián)連接構(gòu)成的功能模塊，也可以通過設(shè)置它的電阻、電感和電容的具體值來改變?cè)撝返牡刃ё杩?。）它們可以通過該功能模塊。由圖可以得到以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，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。圖 三相故障模塊（兩相短路）北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28圖 AB 兩相短路電壓圖 AB 兩相短路電流（四）單相接地短路分析北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29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(zhuǎn)換時(shí)間 Transitiontimes (s) 設(shè)置為 [ ] ，對(duì)應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 Transitionstatus 設(shè)置為 [1 0] , 其中 1 表示閉合，0 表示斷開；在三相電壓電流測(cè)量模塊(ThreePhaseVIM easurement)中選擇相電壓和電流作為測(cè)量電氣量。在此我向張老師 表示我最誠(chéng)摯的感謝！其次，在大學(xué)的四年里，學(xué)校的各位老師在學(xué)習(xí)上和生活上對(duì)我的關(guān)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(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)做人的品質(zhì)，和藹 可親的作風(fēng)以及無私奉獻(xiàn)的精神給我留下了深刻的印象，使我終生受益。運(yùn)行仿真，雙擊 Scope 可以得到高壓供電系統(tǒng)變壓器低壓側(cè)母線的單相接地故障電壓波形如圖 所示。運(yùn)行仿真，雙擊 Scope 可以得到高壓供電系統(tǒng)變壓器低 壓側(cè)母線的三相短路故障電壓波形如圖所示。通常變壓器的額定功率越2P1大，效率就越高。短路電流周期分量的幅值為： mLL22UkI= = 22R+XA +一般規(guī)定：（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的 5～10 年）。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的 90％。Simulink 可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間 或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)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。同時(shí)對(duì)一些特殊的可視化要求，例如圖形對(duì)話等,Matlab 也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。（2）簡(jiǎn)單易用的程序語言Matlab 一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語言，它包含控制 語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。這些措施均須建立在故障計(jì)算的基礎(chǔ)上。論文的寫作基本規(guī)范。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案：一．內(nèi)容：本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)典型的電力系統(tǒng)故障進(jìn)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。指導(dǎo)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)（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(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：一．目的：本設(shè)計(jì)目的是對(duì)電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析，并對(duì)算例運(yùn)用 Matlab 軟件的 Simulink 工具搭建電力系統(tǒng)故障模型進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真，得出仿真結(jié)果，并將 電力系統(tǒng)故障的分析計(jì)算結(jié)果與 Matlab 仿真的分析結(jié)果進(jìn)行比較，從而得出是否具有一致性的結(jié)論，同 時(shí)也驗(yàn)證 Matlab 在電 力系統(tǒng)仿真中是否具有真正作用。二．意義： 電力系統(tǒng)故障分析是關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要問題，國(guó)內(nèi)外從 20 世紀(jì) 80年代起已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作，提出了多種故障分析技 術(shù)和方法，但 實(shí)際系統(tǒng)中該問題并未很好地解決。并且在掌握 MATLAB 軟件的基礎(chǔ)上，對(duì)其相應(yīng)的電力系統(tǒng)故障進(jìn)行仿真分析,從而得出結(jié)論。存在問題是對(duì)存在問題的探討還可進(jìn)一步深入，對(duì)存在問題原因的分析 還可進(jìn)一步展開。在發(fā)電廠、 變電所以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，都必 須事先進(jìn)行短路計(jì)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(dòng)穩(wěn)定度的電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體、確定限制短路電流的措施、合理配置各種繼電保護(hù)并整定其參數(shù)等的重要依據(jù)。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(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M 文件）后再一起運(yùn)行。另外北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5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(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink 提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)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(jié)果。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。確定短路 電流時(shí)， 應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式；（2）在電氣網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響；（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。? ????????（ ） （ ） （ ） （ ）時(shí)間常數(shù) 為：aT a= (310)))????? ????（北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14則短路沖擊電流為： (31)().???? ?????北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）154 電力系統(tǒng)故障仿真 三相短路系統(tǒng)仿真模型及各模塊參數(shù)設(shè)置圖 電力系統(tǒng)三相短路系統(tǒng)仿真模型（一）三相電源模塊三相電源原件是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常見的電路原件，也是最重要的原件，其運(yùn)行特性對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)起到?jīng)Q定性的作用。（2）標(biāo)么值參數(shù)系統(tǒng)介紹為了便于工業(yè)應(yīng)用，通常要將有名值轉(zhuǎn)換為標(biāo)么值，而這需要知道相應(yīng)繞組的北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19額定功率（ P ，單位 VA）、額定電壓（V ,單位 V）以及額定頻率（f ,單位 Hz）。從圖 中可以看出，在 時(shí)刻之前， 時(shí)刻之后系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)下，各相電壓都很大；在 時(shí)刻 發(fā)生短路故障后，各相電壓均快速降低。從圖中可以看出，在 時(shí)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 0. 02 時(shí)刻發(fā)生 A 、B 兩相短路故障， A 、B 相電壓變?yōu)樵瓉淼亩种唬译妷悍捣聪?；? 時(shí)刻切除接地短路故障，A、B 、C 三相電壓又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。最后還要對(duì)電氣 xx 班的全體同學(xué)表示感謝，四年來在學(xué)習(xí)、工作和生活中給予我的諸多幫助。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27從圖中 可以發(fā)現(xiàn)，在 時(shí)刻之前，系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，A 、B、C 三相電流波形穩(wěn)定且均勻變化；在 秒時(shí)刻發(fā)生兩相短路故障，A、B 兩相電流發(fā)生激增，C 相電流快速衰減為 0, 在 時(shí)刻切除故障，系統(tǒng)又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。運(yùn)行仿真后，雙擊 Scope1 可以得到高壓供電系統(tǒng)變壓器低壓側(cè)母線的三相短路故障電流波形如 圖所示。n（3）雙繞組三相變壓器雙繞組三相變壓器的兩個(gè)繞組可以接成多種形式，如星形 Y、帶中性線的星形 Yn、星形接地 Yg、三角形 （超前星形 30176。三相電源模塊參數(shù)設(shè)置包含 7 個(gè)選項(xiàng)，分別是相電壓（PhasetoPhase rms voltage），表征的是三相電源 A 相、B 相和 C 相的相電壓；A 想相角（phase angle of 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16phase A），單位是度（degrees）；頻率（Frequency）；內(nèi)部連接方式（Internal connection）；短路阻抗 值（Specity impedance using shortcircuit level），用來 設(shè)定在短路情況下的阻抗數(shù)值；三相電源電阻（Source resistance）；三相電源電感；其中，內(nèi)部鏈接方式有 3 種，分別是：Y 型，表示中性點(diǎn)不接地；Yn 型，表示中性點(diǎn)接地 電阻或消弧線圈接地；Yg 型，表示中性點(diǎn)直接接地。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)， 則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。表 短路的簡(jiǎn)略記號(hào) 短路類型 示意圖 代表符號(hào)三相短路二相短路單相短路)3(F)2()1(北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9二相短路接地 )1.(F 故障概率運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，架空輸電線是電力系統(tǒng)中比較薄弱的環(huán)節(jié)，發(fā)生短路的幾率最高，我國(guó)某電力系統(tǒng)多年統(tǒng)計(jì) 出在不同范圍內(nèi)發(fā)生短路故障的相對(duì)次數(shù)列出如表。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊 、控制、信號(hào)處理、 視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink 提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。一般來說，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫代碼。使之更利北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。 本論文的主要工作本文是典型的電力系統(tǒng)故障分析，根據(jù)需要，分為三相短路，單相接地短路，兩相短路，兩相短路接地模型進(jìn)行仿真分析，而 這是我 們熟知的四種短路情況，而MATLAB/SIMULINK 功能的強(qiáng)大，大大節(jié)省了建模的時(shí)間，因?yàn)樗浖旧硖峁┝艘粋€(gè)三相短路故障器，可以設(shè)置短路的所有情況。是否同意安排論文答辯：同意論文成績(jī)：84評(píng)閱教師（簽名）： 年 月 日北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯小組評(píng)議意見姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)故障分析與仿真答 辯 小 組 成 員:姓 名 職 稱 工作單位 備注組長(zhǎng)答辯小組評(píng)語：該同學(xué)能對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行仿真。然后根據(jù)算例，運(yùn)用 Matlab/Simulink 搭建電力系統(tǒng)故障模型 進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真，得其出仿真的結(jié)果。目前，國(guó)內(nèi)外提出了許多電力系統(tǒng)故障診斷的技術(shù)和方法，主要有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化技術(shù)、Petri 網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、粗糙集理論、多代理技 術(shù)。第 12 周 修改畢業(yè)論文。 Simulink 具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn) Simulink 已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。 是否同意答辯：同意論文成績(jī)：84指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 職稱 教授 單位 北京交通大學(xué)指導(dǎo)教