电力系统单相断线计算与仿真(4)
课程设计(论文)-基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真.doc
课程设计 ( 论文 )- 基于 MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统分析课程设计说明书题目：单相接地短路专业：电气工程及其自动化班级：电气 1307姓名：陈欢目录课程设计（论文）任务书 ----------------------- （1）引言 ------------------------------------------------------------------- （ 3）第一章．电力系统短路故障分析------------------------------- （ 4）第二章．电力系统单相短路计算-------------------- （ 5）2.1 简单不对称故障的分析计算---------------------- （ 5）2.1.1. 对称分量法 ------------------- （5）2.2 单相接地短路------------------------------ （ 6）2.2.1. 正序等效定则 ---------------------------- （6）2.2.2. 复合序网 --------------------------------- （6）2.2.3. 单相接地短路分析 --------------------------- （7）第三章．电力系统单相短路时域分析 ---------------- （ 10）3.1 仿真模型的设计与实现------------------------ （10）3.1.1. 实例分析 -------------------------------- （10）3.1.2. 仿真参数 ----------------------------- -- -- -- （11）3.2 仿真结果分析------------------------------- （13）结束语 ----------------------------------------- （ 18）参考文献 --------------------------------------- （ 18）课程设计任务书题目：单相接地短路要求：本课程设计主要是对单相接地短路进行分析计算，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，通过仿真结果与计算结果进行比较，进一步研究短路故障的特点。
基于PSCAD的配电网单相接地故障选线算法仿真研究
基于PSCAD的配电网单相接地故障选线算法仿真研究发布时间：2023-01-16T01:56:02.265Z 来源：《中国科技信息》2022年9月17期作者：崔连华罗艳芳[导读] 在我国中压配电网中，大多采用中性点非有效接地方式崔连华罗艳芳（国网山东省电力公司济宁供电公司山东济宁 272000）摘要：在我国中压配电网中，大多采用中性点非有效接地方式。
在配电网发生单相接地故障后，为防止引起严重的安全事故，要求快速地识别接地线路及精确地计算出故障距离，并对接地点予以排除，确保配电网的可靠性、稳定性，为此提出了针对配电网的单相接地故障选线问题。
本文针对PSCAD的故障选线方法开展了仿真验证，试验结果表明了该方法的正确性和适用性，为线路故障预防水平的提升提供有力支撑。
0 引言在配电网中，线路故障包括单相接地、两相短路、两相接地短路、三相短路、三相接地短路、断线等故障。
其中，单相接地故障发生几率最高，并且其余几类故障大多数情况都是由单相接地故障间接引起的，所以对其研究分析是非常重要的。
单相接地故障包括金属性接地故障和电弧接地故障，由于行波法不受运行方式的影响[1]，本节仅对中性点不接地系统的上述两类故障进行分析研究，包括故障特征分析,故障行波的产生，并在PSCAD/EMTDC软件中搭建电弧仿真模型。
1 PSCAD/EMTDC软件PSCAD（Power System CAD）是一个功能强大且灵活的与 EMTDC（ElectromagneticTransients including DC）电磁暂态仿真引擎对接的图形化用户界面 [2]。
PSCAD 允许用户以图形化的方式建立电路、运行仿真、分析结果，同时可线绘图、控制，仿真运行中改变系统参数，对正在运行的仿真结果进行可视化观测，极大的提高了电力系统仿真模型的建立及运行结果的可视化分析能力。
2 故障行波的产生对于中性点不接地系统而言，当单相接地故障发生时，不构成短路回路，故障电流较小，传统的阻抗法无法准确的计算出故障点到测量点的阻抗，无法满足现场对测距结果的精确度的要求。
电力系统两相短路计算与仿真(4)
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相短路计算与仿真（4）院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及其自动化12学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：15-06-15至15-06-26课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务原始资料：系统如图各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）：T1：电阻0.01，电抗0.16，k=1.05，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；T2：电阻0，电抗0.2，k=0.95，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03；L23: 电阻0.025，电抗0.06，对地容纳0.028；L34: 电阻0.015，电抗0.06，对地容纳0.03；G1和 G2：电阻0，电抗0.07，电压1.03；负荷功率：S1=0.5+j0.18；任务要求：当节点4发生B、C两相金属性短路时，1 计算短路点的A、B和C三相电压和电流；2 计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流；3 计算各条支路的电压和电流；4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻BC两相短路进行Matlab仿真；5 将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
指导教师评语及成绩平时考核：设计质量：论文格式：总成绩：指导教师签字：年月日G GG1 T1 2 L24 4 T2 G21:k k:1L23 L343S1摘要在电力系统的设计和运行中，必须考虑到可能发生的故障和不正常运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。
从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统短路故障有较深刻的认识外，还必须熟练账务电力系统的短路计算。
这里着重接好电力系统两相短路计算方法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。
其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。
配电线路单点断线故障模拟系统的仿真设计
电网技术GRID TECHNOLOGY配电线路单点断线故障模拟系统的仿真设计由鹏琨（东方电子股份有限公司，山东烟台264000）摘要：馈线终端装置对配电线路断线故障的正确识别及断线故障区间的精确定位，有助于提升电网公司的运维效率。
设计了配电线路单点断线故障的模拟单元和模块化单点断线故障模拟单元控制逻辑，能够便捷地开展全工况的断线故障模拟，包括断线后双端不接地、断线后单端接地和断线后双端接地。
在电力系统仿真器中搭建仿真模型并进行试验验证，结果表明所设计的断线故障模拟系统是有效、可行的。
关键词：断线故障；单点断线；控制逻辑；馈线终端中图分类号：TM726.2文献标志码：B文章编号：1006-348X （2021）02-0022-030引言配电网架空绝缘导线的推广应用降低了架空线短路故障发生的概率，提升了线路的使用寿命，与此同时也导致了断线概率的增加。
架空线发生断线故障给安全稳定供电造成较大危害，同时断线下垂易引发人畜触电事故，造成不良社会影响，线路断线已成为配电网的一个重要的故障类型[1-5]。
线路发生断线故障后，馈线终端装置能够准确、快速地完成断线故障识别及区间定位，才能确保供电公司快速、高效地解决断线故障。
由于之前现场对断线故障关注度不高，并且线路断线故障特征不明显，目前缺乏行之有效的断线及坠地故障特征识别原理，随着供电部门对断线故障重视度的提高，各科研院所及继电保护设备制造商开始深入研究断线故障的识别[6-10]。
架空线断线故障类型是多样的，如断线后电源侧不接地且负荷侧不接地、断线后电源侧接地而负荷侧不接地、断线后电源侧不接地而负荷侧接地、断线后电源侧接地且负荷侧接地。
各种断线故障工况的准确模拟，能够为馈线终端装置提供良好的调试环境，促进各种断线故障特征值的识别及提取。
文中设计了架空线单点断线故障模拟的控制逻辑，在电力系统仿真软件中进行了一次系统建模及二次控制逻辑搭建，并设计仿真算例对控制逻辑的正确性进行试验验证。
09电力系统单相断线计算与仿真(2)
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统单相断线计算与仿真（2）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：16-07-04至16-07-15课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要也称内容提要，概括研究题目的主要内容、特点，文字要精练。
中文摘要一般不少于200字，外文摘要的内容应与中文摘要相对应。
关键词1；关键词2；关键词3；关键词4注意：关键词不少于2个目录第1章绪论 (1)1.1电力系统断线概述 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章电力系统不对称故障计算原理 (2)2.1对称分量法基本原理 (2)2.2三相序阻抗及等值网络 (2)2.3单相断线故障的计算步骤 (2)第3章电力系统单相断线计算 (3)3.1系统等值电路及元件参数计算 (3)3.2系统等值电路及其化简 (3)3.3单相断线计算 (3)第4章单相断线的仿真 (4)4.1仿真模型的建立 (4)4.2仿真结果及分析 (4)第5章总结 (5)参考文献 (6)第1章绪论1.1电力系统断线概述结合设计题目及要求概括阐述电力系统断线计算的内容方法、意义等。
1.2本文设计内容根据任务书内容进行描述（主要根据设计内容，自己的章节叙述）。
：第2章电力系统不对称故障计算原理2.1对称分量法基本原理xxxxxxx。
2.2三相序阻抗及等值网络xxxxxxx。
2.3单相断线故障的计算步骤xxxxxxxxxx。
第3章电力系统单相断线计算3.1系统等值电路及元件参数计算x xxxxxxxxxx。
3.2系统等值电路及其化简xxxxxxxxxx。
3.3单相断线计算xxxxxxxxxx。
第4章单相断线的仿真4.1仿真模型的建立xxxxxxxxxx。
4.2仿真结果及分析第5章总结对所设计内容、方法、取得的效果、问题的解决方案等方面作技术方面的总结。
电力系统短路分析计算及仿真
毕业设计
（2009届本科）
题目：电力系统短路分析计算及仿真
学院：信息与电气工程学院
专业：农业电气化与自动化
姓名：
指导教师：
完成日期：
毕业论文（设计）任务书
论文(设计)
题目
电力系统短路分析计算及仿真
下发任务日期
2008.12.01
学生姓名
李峰
指导教师
陈春玲副教授
一.论文（设计）主要内容
This article analyzes the transient process of the fault circuit, introduces the computation theory of the three-phase default circuit. This paper also introduces the simulation tools-simulink of MATLAB and its Power System blockset including the method of setting up system model in short.
电力系统短路分析计算及仿真
指导过程
时间
地点
指导内容
2008.12.1
2008.12.5
2008.12.30
2009.3.1
2009.4.15
2009.5.30
2009.6.2
2009.6.8
农工楼320
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确定研究方向为电力系统仿真
Based on a fact66kV transformer substation, this paper proposes a model. The Simulink tool of MATLAB simulates the model and the voltage and circuit of bus are received. Beside, a 3-phase fault blockset is added to get the fault circuit wave. Then, writingM file based on symmetrical component method to get the positive sequence, negative sequence, zero sequencecircuit waves. Furthermore, analyze the result of the simulation.
电力系统计算与仿真分析 第三章 电力系统故障分析与计算
制定要点 零序网络
络 ➢ 零序电流只有经过大地或者架空地线才能形
成通路，当遇到变压器时，只有中性点接地
应用对称分量法分析各种简单不对称短 路时，都可以写出各序网络故障点的电压 方程式。当网络的各元件都只用电抗表示
时才能流通 ➢ 当中性点经阻抗接地时，在零序网络中，该
时，电压方程式可以写成：
E
jx I 1 a1
式出现在正序网络中
➢ 故障端口处接入不对称等效电势源正序分量 ➢ 除中性点接地阻抗，空载线路（不计导纳）、空载变
压器（不计励磁电流）外，各元件以正序参数出现在 正序网络中
各元件参数以负序参数出现在网络中
三、序网络的构成
正序网络 网络也分解成
负序网络
➢ 零序网络是无源网络。
➢ 故障端口处接入不对称等效电势源零序分量 ➢ 发电机电源零序电势为零，不包括在零序网
一相断线 两相断线
对称短路 不对称短路
用计算机进行故障计算时，为了简化计算
工作，常采取一些假设：
（1）各台发动机均用
R
jxd" (或R
jx
' d
)
E(或E ) 作为其等值电抗，作为其等值电
势。
（2）负荷当作恒定阻抗。 （3）不计磁路饱和，系统各元件的参数都
是恒定的，可以应用叠加原理。
（4）系统三相对称，除不对称故障处出现
jx 2 Ia1
四、不对称短路的计算
短路点各相电流： 短路点各相的对地电压：
b、c两相电流大小 相等，方向相反
四、不对称短路的计算
（3）两相接地短路故障的计算
以b、c两相短路为例，故障处的边界条件：
I 0 , U 0 , U 0
a
基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真
研究生课程论文封面（2014—2015学年第1学期）课程名称： 电力系统运行与控制 课程类型： 选修课 授课教师：着重分结果 （1）元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
1.2短路故障分析的内容和目的报告题目：基于MATLAB 的电力系统单相短路故障分析与仿真姓名：短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。
短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。
1.3电力系统单相接地短路计算1.3.1正序等效定则在求解各种不对称故障时，故障支路的正序电流分量k a1n I ）（ 可用如下同式表示：∑=2Z ；∑）。
单相接地短路时的系统接线图如图1-1所示。
假定a 相接地短路，短路处以相量表示的边界条件方程为0U k a= ； 0I I k c k b == （1-3） 转换为对称分量关系⎪⎭⎪⎬⎫===+-==++=k a k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a I 31I I I )U U (U 0U U U U 或 （1-4）可见，单相接地短路时有零序电压，同时也存在零序电流（在中性点直接接地的系统中）。
由式（1-4）可知，A 相接地短路时选基准相为a 相，故障点b 相和c 相的序电压、序电流就没有式（1-4）的简单关系。
同样，b 相接地时选基准相位b 相，c 相接地时选基准相位c 相，基准相的序电压、序电流具有式（1-4）的关系。
23电力系统两相断线计算与仿真(4)
辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计（论文）题目：电力系统两相断线计算与仿真（4）院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要电力系统简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，简单不对称故障包括单相接地短路、两相短路、两相短路接地、单相断开和两相断开等。
本文的研究内容是对于电力网发生两相断线前后各点的电压电流的计算。
本课设中，先计算各元件的参数，然后采用对称分量法将该网络分解为正序，负序，零序三个对称序网，并求出戴维南等效电路，再计算当线路L3发生A，C两相断线时，系统中每个节点的各相的电压和电流。
计算每条支路各相的电压和电流，最后在系统正常运行方式下，对A、C两相断线进行Matlab仿真，将断线运行计算结果与仿真结果进行分析比较。
关键词：电力系统；对称分量法；Matlab仿真目录第1章绪论 (1)1.1电力系统及断线概述 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章电力系统不对称故障计算原理 (2)2.1对称分量法基本原理 (2)2.2三相序阻抗及等值网络 (2)2.3两相断线故障的计算步骤 (3)第3章电力系统两相断线计算 (4)3.1系统元件参数计算及等值电路 (4)3.2系统等值电路及其化简 (6)3.3两相断线计算 (9)第4章两相断线的仿真 (14)4.1仿真模型的建立 (14)4.2仿真电路及结果 (15)第5章总结 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1电力系统及断线概述电力系统是由实现电能生产，输送，分配和消费的各种设备组成的统一整体。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电系统及配电系统将电能输送应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
电力系统串联断线计算与仿真
电力系统串联断线计算与仿真介绍电力系统串联断线是指电力系统中某一条电路因为故障、人为操作或其他原因而中断，从而使得整个电力系统中的其他设备也无法正常工作。
为了准确计算和模拟电力系统串联断线的影响，需要进行相应的计算和仿真。
计算方法电力系统串联断线的计算一般可以分为以下几个步骤：1. 收集系统参数：首先需要收集电力系统中的各个设备的参数，包括电压、电流、功率等。
2. 确定断线位置：根据实际情况确定断线的位置，可以是主干线、支干线或配电线路。
3. 估算负荷变化：根据断线位置和系统参数，估算断线后其他设备的负荷变化情况。
4. 计算电流和电压的变化：利用电力系统仿真软件进行计算，模拟电流和电压在断线后的变化。
5. 分析结果：根据计算和仿真的结果，分析系统的稳定性和运行状态，评估断线对整个系统的影响。
仿真工具在计算和仿真电力系统串联断线时，可以使用各种电力系统仿真软件，如PSS/E、PowerFactory等。
这些软件提供了丰富的电力系统建模功能，并能进行准确的电力系统仿真。
应用场景电力系统串联断线计算与仿真在实际工程中有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 网络规划与设计：通过计算和仿真，评估不同线路串联断线对电力系统的影响，为网络规划和设计提供参考。
2. 运行调度与管理：对电力系统进行断线计算和仿真，可以帮助运行调度员及时了解系统的运行状态，进行合理的调度和管理。
3. 事故分析与处理：在电力系统发生事故时，通过计算和仿真，可以快速定位断线位置，并评估事故对整个系统的影响，指导事故处理。
结论电力系统串联断线计算与仿真是电力系统工程中重要的一环，通过准确的计算和仿真可以评估断线对电力系统的影响，指导系统规划、运行和事故处理。
在实际应用中，需要结合实际情况和专业软件进行计算和仿真，以确保结果的准确性和可靠性。
配电网单相故障仿真计算及分析
配电网单相故障仿真计算及分析毕见广,郭永基,孙元章,董新洲(清华大学电机系,北京100084)摘要:相分量法可用于全面、准确地描述电力系统中不对称元件的电气特性。
文中采用相分量法的数学模型来描述配电网结构参数和负荷的不对称性,在此基础上利用电力系统综合仿真计算软件NETOMAC,对配电网单相接地故障进行了较为全面的仿真计算和理论分析,得到了配电网单相接地故障的相关结论,为配电网故障分析提供了定量分析依据。
关键词:相分量法;不对称分量;配电网;仿真中图分类号:T M 727.2;TM 711收稿日期:2001-02-23。
0 引言对于输电网络而言,由于线路都经过较为完全的换位,且电源与负荷均具有对称性,故这种网络正序、负序和零序之间是解耦的[1],当系统发生不对称故障时,采用对称分量法来分析是适宜的。
但对于配电网络而言,线路往往不经过完全的交叉换位,负荷也包含单相负荷和不对称三相负荷,网络结构和参数不对称,难以再采用对称分量法来分析。
这种系统发生故障时,目前国内多采用传统方法近似定性来分析,难以满足实际工作中准确定量的需要。
本文对配电网供电线路和负荷采用相分量法的数学模型来描述,用德国西门子公司的NETOMAC 仿真计算软件,对辐射状和环状配电网络进行了较全面的单相故障仿真,并在此基础上对各种故障现象进行了分析。
1 数学模型的建立和仿真软件简介1.1 相分量法的基本概念[2]相分量法从元件的原始结构出发,将各相的自参数及各相与其他相之间的耦合参数分别表示,充分考虑了元件在结构和参数上不对称的特点。
1.2 数学模型的建立在一般情况下,配电网连接到容量较大的输电网络上,输电网被看做是配电网的电源,故网络的电源采用无穷大电源来模拟,并假定三相电源电压具有对称性;变压器在结构及参数上具有对称性,也采用三相对称的数学模型来描述。
配电网的线路主要包括架空线和电缆两种。
电缆的结构和参数是对称的,用对称的线路模型来描述;配电线路的架空线一般不经过完全的交叉换位,所以当三相线路采用不对称排列方式,如平行排列方式,其结构和参数是不对称的,采用相分量法来描述[3,4],其阻抗矩阵Z 和导纳矩阵Y 分别为:Z =z aa z ab z acz ba z b b z bc z ca z cb z cc (1)Y =y aa y ab y acy ba y bb y bcy ca y cb y cc(2)式中 z ii ,z ij 分别为线路单位长度的自阻抗、互阻抗;y ii ,y ij 分别为线路单位长度的自导纳、互导纳。
基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真设计
研究生课程论文封面（2014—2015学年第1学期）课程名称： 电力系统运行与控制课程类型： 选修课授课教师：学 时： 学 分： 2.0论文得分 批阅人签字批阅意见：理工大学研究生学处制报告题目：基于MATLAB 的电力系统单相短路故障分析与仿真 ：学号：年级：专业： 学院： 电气学院注意事项：1、 以上各项由研究生本人认真填写；2、 研究生课程论文应符合一般学术规范，具有一定学术价值，严禁抄袭或应付；凡学校检查或抽查不合格者，一律取消该门课程成绩和学分，并按有关规定追究相关人员责任；3、 论文得分由批阅人填写，并签字确认；批阅人应根据作业质量客观、公正的签写批阅意见（原则上不少于50字）；4、 原则上要求所有课程论文均须用A4纸打印，加装本封面，左侧装订；5、 课程论文由学生所在学院（系）统一保存，以备查用。
本文介绍了MATLAB 软件在电力系统中的应用，以及动态仿真工具Simulink 。
的使用。
MATLAB 的 Simulink 的仿真环境中，利用Simpowersystems 中电气元件对电力系统发生单相短路时电路情况进行仿真与分析，着重分析了中性点不接地时电压电流的变化情况。
结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB 是电力系统仿真研究的有力工具。
1电力系统短路故障分析1.1短路故障原因短路产生的原因有很多，主要有以下几个方面：（1）元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
1.2短路故障分析的容和目的短路故障分析的主要容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。
电力系统故障分析与仿真
电力系统故障分析与仿真电力系统是指由发电机组、变电所、输电线路和配电网等组成的电力系统。
由于电力系统包含了复杂的设备和多个环节，因此故障时有发生是不可避免的。
电力系统故障不仅会造成电力供应中断，还可能引发火灾、电气事故、设备损坏等严重后果。
因此，对电力系统故障的分析与仿真具有重要意义。
首先是故障类型的分析。
电力系统故障的类型主要包括短路故障、断相故障、接地故障等。
短路故障是指电路中两个或多个相之间发生接触或接地，导致电流过高、电压下降等现象。
断相故障是指电力系统中其中一相电压出现异常下降或中断，造成整个系统供电不能正常工作。
接地故障是指电力设备或电线杆等发生接地现象，引起电流异常增大、设备过载等问题。
通过对不同故障类型的分析，可以为故障分析和仿真提供基础。
其次是故障原因的分析。
电力系统故障的原因主要包括设备老化、设备故障、操作失误、外界因素等。
设备老化是电力设备长时间使用后产生的损耗和劣化现象，容易引发故障。
设备故障是指电力设备自身存在的技术问题或制造问题，比如设备的绝缘性能不合格等。
操作失误是指电力系统的操作人员在操作中出现的错误或疏忽导致的故障。
外界因素包括自然灾害、电力供应中断等，这些因素可能会直接或间接地导致电力系统故障。
通过对故障原因的分析，可以了解故障的发生机理，并对故障进行仿真模拟。
再次是故障仿真的过程。
故障仿真是指利用计算机模拟电力系统的故障现象和故障过程，通过数学模型和仿真软件对故障进行模拟分析。
故障仿真的过程包括建立电力系统模型、设置故障条件、进行仿真计算、分析仿真结果等。
通过仿真分析，可以对故障的影响范围、故障后系统的稳定性、故障排查等进行模拟和预测，为电力系统故障的预防和处理提供参考。
最后是故障分析的结果和应对措施。
根据故障仿真的结果，可以对故障的具体情况和后果进行分析，制定相应的应对措施。
比如对于短路故障可以采取切除故障段、投入备用电源等方式解决；对于断相故障可以进行相序检修和设备更换等处理措施；对于接地故障可以采取设备接地检修和装设过电压保护装置等预防措施。
电力系统两相接地短路计算与仿真(4).
2.1不对称分量法的分解........................................... 3
2.2对称分量法在两相接地短路中的应用............................. 1
4在系统正常运行方式下，对各种不同时刻BC两相接地短路进行Matlab仿真；
22(1(2(01113111a a a b c a I I a a I a
a I I I ∙
∙∙∙∙∙⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎣⎦⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦(12
(22(011111a a b a c a I
===（2-10）
短路点非故障相电压为
1(
0( 2( 0( 2( 1( 0( 2( 1(33fa ff ff ff ff fa fa fa fa fa I Z Z Z Z j
(2-3展开（2-3）并计及（2-2）有
(2-4
电压的三相相量与其对称分量之间的关系也与电流一样。
(1(2(0
b b b b I I I I ∙
∙
∙
∙
=++
2.2对称分量法在两相接地短路中的应用
根据课题的初始参数我们的画的等值电路图（图2.1）。
图2.1等值电路图
根据给出短路图和对称分量法发出各序等效电路图：
-= (2-5
式中，(0
eq f
E V ∙
∙
=，即是短路点发生前故障点的电压。这三个方程式包含了
6个未知量，因此，还必须有两相短路接地的边界条件写出另外三个方程。两相（b相和c相）短路接地时故障处的情况（如图2.5）。
电力系统两相短路计算与仿真(4)
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统两相短路计算与仿真（4）院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及其自动化12学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：15-06-15至15-06-26课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务原始资料：系统如图各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）：T1：电阻0.01，电抗0.16，k=1.05，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；T2：电阻0，电抗0.2，k=0.95，标准变比侧Y N接线，非标准变比侧Δ接线；L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03；L23: 电阻0.025，电抗0.06，对地容纳0.028；L34: 电阻0.015，电抗0.06，对地容纳0.03；G1和 G2：电阻0，电抗0.07，电压1.03；负荷功率：S1=0.5+j0.18；任务要求：当节点4发生B、C两相金属性短路时，1 计算短路点的A、B和C三相电压和电流；2 计算其它各个节点的A、B和C三相电压和电流；3 计算各条支路的电压和电流；4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻BC两相短路进行Matlab仿真；5 将短路运行计算结果与各时刻短路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
指导教师评语及成绩平时考核：设计质量：论文格式：总成绩：指导教师签字：年月日G GG1 T1 2 L24 4 T2 G21:k k:1L23 L343S1摘要在电力系统的设计和运行中，必须考虑到可能发生的故障和不正常运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。
从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统短路故障有较深刻的认识外，还必须熟练账务电力系统的短路计算。
这里着重接好电力系统两相短路计算方法，主要讲解了对称分量法在不对称短路计算中的应用。
其次，通过具体的简单环网短路实例，对两相接地短路进行分析和计算。
中压配电网单相断线故障电压和电流仿真分析
基 于以上 原 因 ，本文 试 图通过仿 真分 析断 线故 障发 生后 变 电站母线 电压 以及 每条 出线 的 电压 电流
特 征 ，为断线 故障识 别奠 定基 础 。
１ 断线故 障 的分 类
根据 工程 运行情 况 ，中压 配 电网断线 故 障分 为
Ａ
一
厂
Ａ ］
厂
断 线 负荷 棚 接 地
断 线 溺侧 嗣时 搔 地
图 １ 配电 网断线 故障 的 ４种 类型
深入 分析 配 电网发生 断线 后 的故障特 征并 提 出断线
识别 方法 。
２ 断线 不接地 故 障特征
基于Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ电磁 暂态仿 真 软件建 立如 图 ２ 所示 的 中压 配 电网仿真 模 型。 由于 中压 配 电 网分 支众 多 ， 要 把所 有分 支反 映在仿 真模 型 中并 不 现实 ，所 以需 要 将复 杂 的网络分 支加 以归 并简 化 ，得到 图 中的等 效 模 型。该模 型 中 ，３ ５ ｋ Ｖ变 电站有 两 回进线 ，通过
作 者简 介 ：徐铭 铭 （ １ ９ ８ ５ 一 ），男 ，河南 郑 州人 ，工 程师 ，博 士 ，主要从 事配 电网运行 研 究。
河南机 电高等专 科学校学报
２ ０ １ ６年 … ６ 期 ＞ 脚
．
０
５
Ｏ
为消 弧线 圈接 地系统 ，过 补偿度 取 为 １ ０ ％。仿真 数 据 采样 率 为 １ ０ ｋ Ｈ ｚ 。
水 平及人 们 的生活 息息 相关 、密不 可分 。 目前我 国大部 分城 市采 用 １ ０ ｋ Ｖ 中压等 级 向用 户 供 电。一 直 以来 ，中压配 电 网的单相 接地 故 障被 广 泛关 注和研 究” 。 ，对 于 断线故 障 的研 究则 相对较 少 。原 因一 方面是 断线 故 障如果不 伴 随接地故 障 ， 运 行 人员很 难发 现 ，另一方 面是 人们 还没有 充分 重
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电力系统单相断线计算与仿真(4)辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统单相断线计算与仿真（4）院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间： 15-06-15至15-06-26课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务原始资料：系统如图各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）：T1、T2：电阻0，电抗0.02，k=1.08，标准变比侧Y N接线，另一侧Δ接线；L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03；L23: 电阻0.03，电抗0.08，对地容纳0.03；L34: 电阻0.025，电抗0.07，对地容纳0.032；G1、 G2：电阻0.01，电抗0.09，电压1.00；负荷功率：S1=0.5+j0.15，S2=0.5=j0.1；任务要求：1 对系统进行潮流计算；2 当L34支路发生A相断线时，计算系统中各节点的各相电压和电流；3 计算各条支路各相的电压和电流；4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻A相断线进行Matlab仿真；5 将断线运行计算结果与各时刻断线的仿真结果进行分析比较，得出结论。
指导教师评语及成绩平时考核：设计质量：论文格式：总成绩：指导教师签字：年月日G1 T1 2 L24 4S21:kL23 L343S1摘要电力系统的设计和运行中，需要考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。
轻则造成电流增大，电压下降，从而危及设备的安全或使设备无法正常运行；重则将导致电力系统对用户的正常供电局部甚至全部遭到破坏，从而对国民经济造成重大损失。
本课设主要介绍有关电力系统故障的基本概念及故障计算中标幺值的特点，并通过断线计算对电力系统的运行状态有一个初步的认识，同时对电力系统进行不对称故障的分析计算，主要内容为单相断线的分析计算，最后，通过Matlab软件对单相断线故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将单相断线运行计算结果与各时刻线路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
关键词：单相断线；潮流计算；Matlab仿真目录第1章绪论 01.1电力系统概述 01.2研究内容简介 0第2章潮流计算 (1)2.1潮流计算的意义 (1)2.2等值电路图 (1)2.3功率分布计算 (2)第3章对A相断线分析 (3)3.1对称分量法 (3)3.1.1正序网络 (3)3.1.2负序网络 (5)3.1.3零序网络 (6)3.2单相断线故障的计算 (7)3．3各节点各相电压电流 (9)3.3.1B相各点电压电流 (9)3.3.2A相各点电压电流 (9)3.3.3 C相各点电压电流 (10)第4章MATLAB仿真 (11)4.1MATLAB仿真电路图 (11)4.2仿真结果分析比较 (11)第5章课程设计总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1电力系统概述电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。
电能具有许多优点，它可以方便地转化为别种形式的能；它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。
电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
在电力系统计算中有潮流计算，短路计算，分别求得电力系统在各个情况下的参数，对于器件的选择，电能的分配等都有很重要的意义。
在系统运行时需要对故障发生后进行预防措施。
计算这些故障发生时电力系统的重要节点的参数可以使我们经济有效地选取合适的电气设备。
电力系统短路也称为横向故障。
它指的是在网络的节点处出现了相与相或相与地之间不正常接通的情况。
发生横向故障时，由故障节点与地之间组成故障端口。
不对称的另一种类型是所谓的纵向故障，它指的是网络中的两个相邻节点之间出现了不正常断开或三项阻抗不相等的情况。
发生纵向故障时，由相邻两节点组成故障端口。
造成非全相断开的原因有很多，例如某一线路单相接地短路后故障相开关跳闸；导线一相或两相断线；分相检修线路或开关设备以及开关合闸过程中三相触头不同时接通等。
1.2研究内容简介本文研究电力系统发生单相断线时各节点的电压和电流。
首先对系统进行潮流计算，然后当L34支路发生A相断线时，计算系统中各节点的各相电压和电流，计算各条支路各相的电压和电流，在系统正常运行方式下，运用MATLAB对各种不同时刻A相断线进行仿真；将断线运行计算结果与各时刻断线的仿真结果进行分析比较，得出结论。
第2章潮流计算2.1潮流计算的意义电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。
所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损。
对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。
潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。
潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。
对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。
2.2等值电路图若要对系统进行潮流计算，需要画出系统的等值电路，根据各元件参数标幺值（各元件及电源的各序阻抗均相同）：T1、T2：电阻0，电抗0.02，k=1.08，标准变比侧Y N接线，另一侧Δ接线；L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03；L23:电阻0.03，电抗0.08，对地容纳0.03；L34: 电阻0.025，电抗0.07，对地容纳0.032；G1、G2：电阻0.01，电抗0.09，电压1.00；负荷功率：S1=0.5+j0.15；S2=0.5+j0.1对2节点进行打开画出等值电路图，如图2.1所示。
图2.1等值电路图2.3功率分布计算015.0103.02121222323-=⨯⨯-=-=∆N V B Q （2-1） 016.01032.02121223434-=⨯⨯-=-=∆N V B Q （2-2） 015.0103.021********-=⨯⨯-=-=∆N V B Q （2-3） 3节点的运算负荷169.045.0016.0015.02.045.0342313j j j j Q J Q J S S +=--+=∆+∆+=（2-4）4节点的运算负荷69.05.0016.0015.01.05.0242324j j j j Q J Q J S S +=--+=∆+∆+=（2-5）计算闭式网络的功率分布：()()()()355.0508.007.003.007.0025.008.003.007.003.069.05.007.0025.008.003.0119.05.0)(2434232443423323j j j j j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S +=++++++•+++++•+=++++=（2-6） ()()()()29.062.007.003.007.0025.008.003.008.003.0119.05.007.0025.007.003.069.005.0)(2434232333424434j j j j j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S +=++++++•+++++•+=++++=（2-7）验算：645.0128.129.062.0355.0508.03423j j j S S +=+++=+ （2-8）88.0169.05.0119.05.043j j j S S +=+++=+ （2-9）可见计算结果误差很小无需重算.第3章对A 相断线分析电力系统的短路通常称为横向故障。
它指的是在网络的节点f 处出现了相与相之间或者相与零电位之间不正常接通的情况。
发生横向故障时，有故障节点f 同零电位节点组成故障端口。
不对称故障的另一种类型是所谓的纵向故障，它指的是网络中的两个相邻节点f 和f‘（都不是零电位节点）之间出现了不正常断开或者三相阻抗不相等的情况。
发生纵向故障时，有f 和f`这两个节点组成故障端口。
造成非全相断线的原因是很多的，例如某一线路单相接地短路后故障相开关跳闸；导线一相或者两相断线；分相检修线路或开关设备以及开关合闸过程中三相触头不同时接通等。
单相断线如图3.1所示。
图3.1单相断线3.1对称分量法对称分量发是分析不对称故障的常用的方法，根据对称分量法，一组不对称的三相量可以分解成正序、负序和零序三相对称的三向量。
在不同序别的对称分量作用下，电力系统的各元件可能呈现不同的特性。
在应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须做出电力系统的各序网络。
为此，应根据电力系统的接线图、中性点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。
凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。
根据给定的电路图和上述的原则做出正序、负序和零序网络。
3.1.1正序网络正序网络除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。
正序网络电路及等效电路如图3.2、3.3所示。
f f'abc图3.2正序网络电路图3.3正序网络等效电路图对正序电路图进行星脚变换如图3.4所示。
图3.4正序网络星角变换等效电路图星角变换公式：()()()()()04.015.009.002.008.015.008.005.015.009.002.008.015.009.002.003.015.009.002.008.009.002.008.0321213321312321321=+++⨯=++==+++⨯+=++==++++⨯=++=X X X X X X X X X X X X X X X X X X （3-1） 由戴维南定理，对系统的正序、负序和零序网络进行化简，可得系统的等值电抗为： ()()17.007.004.005.01.0//03.007.0)1(j j j j j j j jX FF =++++=（3-2）v E eq 49.0= （3-3）从故障口看正序网络，它是一个有源网络，可以用戴维南定理简化如图3.5所示。