基于matlab160電力系統(tǒng)短路計(jì)算仿真設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-23 21:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 lbox)，以及中國電力科學(xué)研究院開發(fā)的仿真軟件 PSASP(Power System Analysis Software Package)。由于 Matlab 具有很良好的開發(fā)性、高效的數(shù)據(jù)仿真分析 ,特別是信號處理和直觀的圖形顯示功能 ,且 Matlab/Simulink環(huán)境下的 PSB模型庫及 Simulink強(qiáng)大的二次開發(fā)功能和豐富的工具箱 ,能快速而準(zhǔn)確地對電路及更復(fù)雜的電氣系統(tǒng)進(jìn)行仿真、計(jì)算。因此，它已成為電力科 研工作者和工程技術(shù)人員應(yīng)用它來進(jìn)行電力系統(tǒng)有關(guān)問題的仿真分析和輔助設(shè)計(jì)的理想工具。 SIMULINK 仿真基礎(chǔ) Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它為用戶提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的工作平臺。 Simulink 是一個圖形化的建模工具，具有 2 個顯著的功能：SIMU(仿真 )， LINK(連接 )。在該環(huán)境中， Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI)，這個創(chuàng)建過程無需大量書寫程序，只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成。 電力系統(tǒng)工具箱包括了電路、電力電子、電機(jī)等電氣工程學(xué) 科中常用的元件模型，這些元件模型分布在 8 個模塊庫中，分別是：電源模塊庫，線路元件模塊庫，電力電子模塊庫，電機(jī)模塊庫，連接模塊庫，測量模塊庫，附加模塊庫，電力圖形用戶接口。 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 2 第二章 電力系統(tǒng)短路故障分析 短路故障基礎(chǔ)知識介紹 電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇、繼電保護(hù)、自動裝置的整定、限制短路電流措施的確定都需要進(jìn)行短路故障分析和短路電流計(jì)算。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會最少。所以我們應(yīng)對單相短路引起足夠的重視，對單相短路的研究是有其 重要意義的，所以本 設(shè)計(jì) 重點(diǎn)就是研究單相短路故障在 MATLAB 中的運(yùn)用和分析。 單相接地短路故障分析 電力系統(tǒng)中常采用對稱分量法來分析各種簡單不對稱短路。下面以最常見的單相接地短路故障為例來介紹這種方法。 如圖 21 abc 圖 21 單相接地短路 三相短路故障分析 首先分析簡單三相 RL 電路對稱短路暫態(tài)過程。電路由恒定幅值和恒定頻率的三相對稱電勢源供電，如圖 22 示， RRRLLLR ’R ’R ’L ’L ’L ’I aI bI c f 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 3 圖 22 簡單三相 短路 短路沖擊電流 短路電流最大可能的瞬時值稱為短路沖擊電流，以 錯誤 !未找到引用源。 表示。 當(dāng)電路參數(shù)已知時，短路電流周期分量的幅值是一定的，而短路電流的非周期分量則是按指數(shù)規(guī)律單調(diào)衰減的直流，因此，非周期電流的初值越大，暫態(tài)過程中短路全電流的最大瞬時值也越大。 在電感性電路中，符合上述條件的情況是：電路原來處于空載狀態(tài)，短路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時刻，若短路回路的感抗比電阻大得多 錯誤 !未找到引用源。 ，就可以近似的認(rèn)為 錯誤 !未找到引用源。 ，則上述情況相當(dāng)于短路發(fā)生在電源 電勢剛好過零時，即 錯誤 !未找到引用源。 的時刻。 將 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 和 錯誤 !未找到引用源。 代入式中，得 錯誤 !未找到引用源。 。計(jì)算可知，短路電流的最大瞬時值發(fā)生在短路后約半個周期時，若 f=50Hz，這個時間約為短路發(fā)生后 。由此得沖擊電流的算式 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 式中 錯誤 !未找到引用源。 稱為沖擊系數(shù)，它表示沖擊電流為短路電流周期分量幅值的多少倍，沖擊系數(shù) 的范圍為 錯誤 !未找到引用源。 。在實(shí)用計(jì)算中，當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時，取 錯誤 !未找到引用源。 ；短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時，取 錯誤 !未找到引用源。 ；在其他短路點(diǎn)時，取 錯誤 !未找到引用源。 。 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 4 第三章 仿真模型建立 故障分析 在三相電力系統(tǒng)中 ,可能發(fā)生的短路有 :三相短路、兩相短路 、 兩相接地短路和單相接地短路 。 本文擬定仿真的電力系統(tǒng)中 ,使用理想三相電壓源 (3 Phase Source) 作為電路的供給電源 ,電壓源為 Y型連接 ,中性點(diǎn)不接地 。使用分布參數(shù)輸電線 Line1 和 Line2 的參數(shù)設(shè)置相同 ,Line2 末端為中性點(diǎn)接地 ； 使用三相短路故障發(fā)生器 ( 32Phase Fault) 進(jìn)行不同類型短路的設(shè)置 。 構(gòu)建模型 首先 我們要自己確定電力系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，例如下圖 31 所示。 發(fā)
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