【正文】 短路類型 示意圖 代表符號(hào)三相短路二相短路單相短路二相短路接地)3(F)2()1()1.(F北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 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 。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。其中，除三相短路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱，因而又稱對(duì)稱短路外，其余三類均屬不對(duì)稱短路。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果 。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的 10～15 倍。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過(guò)的電流。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）83 電力系統(tǒng)故障分析 故障概述短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。Simulink 與 Matlab 緊密集成，可以直接訪問(wèn) Matlab 大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。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(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。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(guò)北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6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。Simulink 是 Matlab 中的一種可視化仿真工具， 是一種基于 Matlab 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。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)。Simulink 是 Matlab 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。工具箱是 Matlab 函數(shù)的子程序庫(kù)，每一個(gè)工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。另外，Matlab 網(wǎng)頁(yè)服務(wù)程序還容許在 Web 應(yīng)用中使用自己的 Matlab 數(shù)學(xué)和圖形程序。（6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái)北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5新版本的 Matlab 可以利用 Matlab 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫(kù)和圖形庫(kù)，將自己的 Matlab 程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 Matlab 運(yùn)行的 C 和 C++代碼。一般來(lái)說(shuō)，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開(kāi)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(xiě)代碼。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(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。新版本的Matlab 對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒(méi)有的功能（例如:圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等） ，Matlab 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫(huà)和表達(dá)式作圖。函數(shù)所北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。在計(jì)算要求相同的情況下，使用 Matlab 的編程工作量會(huì)大大減少。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過(guò)了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。（3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力Matlab 是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。用戶可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫(xiě)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。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。隨著 Matlab 的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，Matlab 的用戶界面也越來(lái)越精致，更加接近 Windows 的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。這些工具方便用戶使用 Matlab 的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲?Matlab函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 Matlab 愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。Matlab 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 Matlab 來(lái)解算問(wèn)題要比用 C， FORTRAN 等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn),使 Matlab 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。 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。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)。除盡量消除導(dǎo)致短路的原因外，還應(yīng)在短路故障發(fā)生后及時(shí)采取措施，盡量減少短路造成的損失，如采用繼電保護(hù)將故障隔離，在合適的地點(diǎn)裝設(shè)電抗器以限制短路電流，采用自動(dòng)重合閘消除瞬時(shí)故障使系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常等。關(guān)鍵詞：短路故障；Simulink 分析；短路電流計(jì)算IIAbstractThis introduction to the power syetem shortcircuit fault analysis method and simulation of Matlab/simulink basic analysis and calculation of power system shortcircuit fault,and then use Matlab/simulink to power system shortcircuit fault simulation ,obtain simulation power system shortcircuit fault analysis and calculation of results with the results of Matlab simulation and analysis so as to arrive at shows that using Matlab power system shortcircuit fault analysis and simulation can accurately and visually inspect the dynamic characteristics of power system short –circuit fault analysis and visually inspect the dynamic characteristics of power system short –circuit fault and verified in power system simulation of Matlab.Keywords: Fault analysis。并將電力系統(tǒng)短路故障的分析計(jì)算結(jié)果與 Matlab 仿真的分析結(jié)果進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論。通過(guò)算例對(duì)電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。本人簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)書(shū)本人完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門(mén)送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存論文；③學(xué)?？稍试S論文被查閱或借閱；④學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文；⑤學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。答辯組長(zhǎng)（簽名）： 年 月 日答辯成績(jī) 84畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。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(jiàn)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(yǔ)：該同學(xué)能對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行仿真。存在問(wèn)題是對(duì)存在問(wèn)題的探討還可進(jìn)一步深入，對(duì)存在問(wèn)題原因的分析還可進(jìn)一步展開(kāi)。該同學(xué)收集的數(shù)據(jù)資料較翔實(shí)，分析和論證有一定深度，結(jié)論正確合理?？梢蕴峤淮疝q。5. 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：同意開(kāi)題。第 12 周 修改畢業(yè)論文。第 4 周 通過(guò)前期調(diào)研，完成論文第一章，第二章。3. 主要參考文獻(xiàn)：[1] 夏道止，電力系統(tǒng)分析（第二版）[M] .北京：中國(guó)電力出版社， 2022.[2] 李光琦，電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）[M] .北京：中國(guó)電力出版社， 2022（1）.[3] 王顯平，電力系統(tǒng)故障分析 [M]. 北京：中國(guó)電力出版社， 2022（5）[4] 于群，曹娜. MATLAB/Simulink 電力系統(tǒng)建模與仿真 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2022[5] 陳珩，電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 [M]. 北京：中國(guó)電力出版社， 2022[6] 鄧國(guó)揚(yáng)， Matlab/Simulink 的電力電子系統(tǒng)的建模與仿真[J] .南華大學(xué)學(xué)報(bào)，2022(1）：1~6.4. 進(jìn)度安排：第 1，2 周 論文前期調(diào)研，借閱或下載與論文相關(guān)的資料，復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)故障分析等專業(yè)知識(shí)。然后根據(jù)算例，運(yùn)用 Matlab/Simulink 搭建電力系統(tǒng)故障模