Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂

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MATLAB对小电流接地系统单相故障的仿真

路短路故障发生器闭合时有初始输入量和初始状态量，因而 B 相 C 相的电压波形下移。在 0.05s～0.25s 线路发生故障时，把
图放大到某一点时，会发现 U = 姨 B0.05～0.25 3 U 。 B0～0.05
图 3 中 b、c 是线路Ⅱ、 Ⅲ的零序电压的波形，比较图 3 中 a 可以看出，线路Ⅱ、 Ⅲ的零序电压幅值比线路Ⅰ的零序电压
参考文献： [1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.
中国电力出版社，2003. [2] 吴天明，谢小竹，彭彬.MATLAB电力系统
设计与分析 .国防工业出版社，2004. [3] Ma Hongjiang，Zeng Xiangjun，Wang
（作者单位：合肥市妇幼保健院，安徽省化工设计院）
责任编辑：李丹丹
电力移动缴费
解决方案
杨新初刘红松杨驰
电力是国民经济的一个重要支柱产业,随着电力事业的高速发展、电力市场化改革的深入、优质服务理念的提出以及优质服务的开展，供电部门在电力营销方面取得了巨大的成绩。当前，电力优质服务已经成为电力部门追求的目标，电费收取过程的优质服务也成为电力优质服务中的主要环节和窗口。长期以来，电费回收难一直是困扰供电企业的瓶颈问题，而解决电费回收难的关键在于解决用户缴费难的问题。本文以宿州农电电费回收为例，提出了电力移动缴费系统方案。
Yuanyuan，Li Zewen.Grounding Fault Pro－ tection with Fault Resistance Measuring for Ineffectively Earthed Power Systems.Trans－ mission and Distribution Conference and Exhibition，2005. [4] Xiangjun Zeng，Li，K.K.， Chan，W.L.， Hongjiang Ma.Zero Sequence Parameters Measurement for Ineffectively Earthed Pow－ er Systems.Transmission and Distribution Conference and Exhibition，2005. [5] 郑鹏鹏.小电流接地选线的工程实践与技术探讨[J] .电力自动化设备，2003，23(6).

基于MATLAB的小电流接地系统简单故障仿真实验

进一步扩大，变成两个点或者多个点短路，这样就会造的仿真环境可以简便的实现电力电子的仿真过程。成更严重的后果。为了防止出现这样的情况，就应及时ＰＳＢ（ＰｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍＢｌｏｃｋｓｅｔ）是由ＭＡＴＬＡＢ中提供的电力系统模块。
护中的接线方式有重要的作用。关键词：小电流接地系统；故障；ＭＡＴＬＡＢ；仿真
在我国，中性点直接接地方式被规定用于１１０ｋＶ及算环境的软件。主要应用于科学计算，相互式程序设计以上的电压等级的系统，而小电流接地方式（即中性点和可视化。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化不接地或经消弧线圈接地）被规定用于３５ｋＶ及以下的以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成
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而本文采用仿真法进行分析，具有简明的分析效果。
ＭＡＴＬＡＢ是比较常见的仿真软件，但是目前它在电力系统的应用还不够充分，许多功能还未能充分挖掘。
王颖，郭永洪，李梅，张松慧
（中国计量学院机电工程学院，浙江杭州３１００１８）

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析

ｓｆｗａｅＳｉｕｉｋａｄｉＰｏｒＳｔｍｏｌｏｒｐａｆｒ，ｉｈｓａｌｃｒｅｔｇｏｄｎｙｓｅｏｔｒｍｌｎｎＳｍｗｅｙｓｅｔｏｂｘｆｌｔｍｏｏｎｔｅｍｌｕｒｎｒｕｎｉｇＳｔｍｎｎｇｏｎｅｔａａｎ — ｈｓｒｕｄｆｕｔｍｏｄｌａｄｂｓｎｈｍｐｉｄｆｚｒｅｕｅｃｕｒｎｏ－ｒｕｄｎｕｒｌｙｏｅｐａｅｇｏｎａｌｗｅ，ｎｙｕｉｇｔｅａｌｕｅｏｅｏｓｑｎｅｃｒｅｔｔｐａｅｄｓｒｍｉａｉｎｆｕｔｌｎｈａｔｐａｅ，ｈｓｉｃｉｎｔｏａｌｉａｄｔｅｆｕｌｈｓｓｗｈｉｈｔｓｉｅｈｅｏｓｑｅｃｕｒｎａｉｈｎｔｅｎｅｃｅｔｆｄｔｅｚｒｅｕｎｅｃｒｅｔｒｔｔａｈｉｏｍｅｈｄｏｈｔｇａｆｎｎｇｏｎｅｔａｙｎ — ｈｓｒｕｄｆｕｔｈｆｅｔｖｎｓｆｄｓｒｍｉａｉｎｔｏｆｐｏｏｒｐｈｏｏ－ｒｕｄｎｕｒｌｗａｏｅｐａｅｇｏｎａｌｔｅｅｆｃｉｅｅｓｏｉｃｉｎｔｏ．
ＺｈｇｕｃｕｎａｎＹｎｈａＷａｇＸｉｙｉｎｎ。
ｆ．ｕｏａｉｎ＆ＥｌｃｒｃｌｇｎｅｉｇＣｏｌｅｅｏｎｈｕＪａｏｎｉｒｉｙＡｔｍｔｏ１ｅｔｉａＥｎｉｅｒｎｌｇｆＬａｚｏｉｏＴｇＵｎｖｅｓｔ，Ｌａｈｏ３０ｎｚｕ７７００

小电流系统故障选线的MATLAB仿真

小电流系统故障选线的MATLAB仿真【摘要】小电流接地系统单相接地故障选线问题是一个研究多年的老问题，以往的选线装置采用的是单一故障选线方法，只针对部分故障信息进行处理，选线的可靠性不高。

本文基于信息融合技术在MATLAB的SIMULINK仿真环境，对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行仿真。

【关键词】小电流接地系统；故障选线；MATLAB0.引言当小电流接地系统发生单相接地故障时，其所表现出来的故障特征在大小及形式上都变化无常，故若只用某一方面的故障特征来构造选线判据定会具有片面性，且当该故障特征表现不明显时，可能会得出错误的选线结果，这就是小电流系统单相接地故障时不能正确选线的根本原因。

因此，使用多重判据来构成综合选线判据，利用各种选线判据在性能上的互补性提高选线结果的可靠性。

由于每种选线判据有着不同的适用条件，对于某个故障特征量，一种判据选线可能不满足要求，但另一种判据选线却有可能够满足，多重判据覆盖的总有效故障区域必然大于单个判据。

而且当一个故障特征量对所有的选线判据都不满足时，可以把多个判据不充分的选线结果进行融合，也能够得到比较可靠的选线结果[1][2]。

1.基于MATLAB的小电流接地系统仿真1.1建立仿真模型搭建一个小电流接地系统仿真模型如图 1.1所示，这是一个有 4 条10kV 出线的110kV \10kV 终端变电站，为忽略线路及负载对系统的影响，近似认为110kV \10kV变压器容量为无限大[5]。

模型仿真参数：解法：ode23t(Mod,stiff/Trapezoidal)、起始时间：0.0、结束时间：0.16；三相两绕组变压器：容量、频率：250e7V A、50Hz；一次侧接法，线电压、漏电阻漏电抗：Y,[110e3，0.02，0.08]；二次侧接法，线电压、漏电阻漏电抗：Y,[10e3，0.02，0.08]；励磁电阻、励磁电抗:[500,500]；消弧线圈：电阻（Ω）：0, 电感（H）：0.6，电容（F）：inf；输电线路：正序参数R1=0.173Ω/km；L1=1.2e-3H/km, C1=6.1e-8F/km；零序参数R0=0.23Ω/km、L0=3.46e-3H/km, C0=3.8e-8F/km；线路长度：Line1:25km, Line2:23km,Line3:36km ,Line4:20km+8km。

基于PSCAD_EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真_毕业设计

编号毕业设计（论文）题目基于PSCAD/EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真二级学院电子信息与自动化学院专业电气工程及其自动化摘要第一小段，应该介绍一下你论文的意义。

然后下面再开始介绍你的工作建立了小电流接地系统的仿真模型，利用电磁暂态程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响,（这句话太拗口）并得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。

通过对仿真数据及波形的进一步分析，得出了小电流接地系统发生单相接地故障时的运行特点,验证了小电流接地故障稳态和暂态分析理论的科学性、合理性。

为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量,基于PSCAD/EMTDC的仿真环境,搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素,对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。

在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波(0~0.02 s)内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢,包络面积大,但与非故障线路首半波极性相反。

仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响,为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。

居然没有目录和参考文献，参考文献至少要30篇，最好超过40篇，要标注在论文里面，你的论文的整体结构还可以，也比较认真，再继续修改一下再拿来我看，要修改好的正式文档关键词：小电流接地系统；单相接地故障；故障选线；PSCAD/EMTDC仿真;选线原理;补偿度;故障相电压AbstractA simulation model of non-solidly grounded system is presented in the paper.Overall simulating of amplitude and phase characteristics of steady-state and transient fault voltage and current on diverse fault conditions is performed by using Electromagnetic Transient Program PSCAD/EMTDC.The amplitude,phase and waveform of the corresponding zero sequence voltage and current can be obtained by the designing program.By further analyzing the simulation date and waveform,the basic principles and characteristics of low-current grounding power systems were presented,verifying the analytical theories of the steady fault and transient fault about single Phase grounding scientific and reasonable.The transient characteristic of single-phase to ground fault is used for the fault line selection and fault distance detection in distribution network. The distribution network simulation model is established for the Neutral Uneffectual Grounded System (NUGS), Various factors, such as different short circuit time, arc-resistances, fault distances, line length and the compensation rates of arc-suppression coil,should be put into over all consideration.The single-phase to ground fault of the NUGS is simulated so as to research the transient characteristics of single-phase to ground fault in distribution network.Through analyzing these transient characteristics such as zero-sequence current and voltage, fault-phase voltage and current, it is concluded that these transient characteristics change with the different short circuit time, arc-resistances, fault distances and the compensation rates of arc-supperession coil, which provide a theory basis to study the fault line selection and fault distance detection for the single-phase to ground fault in distribution network.Key words:non-solidly grounded system;single-phase earth fault;faulty feeder selection;PSCAD/EMTDC simulation;option principle；compensation rate; voltage of fault-phase没有目录？第1章绪论1.1 课题研究的意义电力系统中，配电系统同电力用户的关系最密切，最直接，配电网量大面广，担负着直接为广大用户供电的任务，随着社会经济的发展，人们对电力的需求日益增长，同时对供电质量提出了更高的要求。

小电流接地系统单相故障matlab仿真

Xx学院课程设计说明书设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真系（部）：机电工程系专业：自动化班级：姓名： x x x学号：20 12 年 12 月 12 日1目录第一章 3 ···············································matlab简介······第二章 4 ····················小电流接地系统单相故障matlab仿真...........2.1小电流接地系统单相故障特点简介. (4)2.2 小电流接地系统的仿真模型构建 (5)2.3 仿真结果及分析 (11)第三章16·································心得与体会····················参考文献16·······························································2Matlab简介一Matlab是由英文单词matri和laboratory的前3个字母组成。

小电流接地系统单相接地故障分析与仿真

小电流接地系统单相接地故障分析与仿真兰州石化公司许志军摘要：本文结合石化厂内部电网中性点接地方式的优化改造，对中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统的单相接地故障进行了综述，并利用MATLAB软件对两种系统下的单相接地故障进行了仿真，得到了与理论分析相一致的结论，使的单相接地故障的分析更为直观。

关键词：小电流接地系统单相接地故障数值仿真消弧线圈接地中性点电力系统常用的接地方式有两种，即中性点有效接地系统和非有效接地系统，也称为大电流接地系统和小电流接地系统。

对于小电流接地系统，当发生单相接地故障时，只是非故障相对地电压升高√3倍，而线电压维持不变，故不影响三相设备的正常运行，当单相接地电容电流不大时，其所引起的热效应能为电网的各个元件的绝缘所承受，故规程允许电网带接地故障运行1～2小时。

但当接地电流较大时，产生的电弧不易熄灭，易损坏设备绝缘，造成相间短路，或发生间歇性弧光接地，造成弧光接地过电压，持续时间较长时，将对网络中的设备绝缘寿命产生不良影响。

兰州石化公司的6kV系统全部为小电流接地系统，建初因为电力系统较小，中性点全采用了不接地方式，其优点是单相接地电流小，系统带故障能继续运行，但随着公司生产规模的不断扩大，各电力网络也随着变大，单相接地电流增加，发生单相接地时极易引起弧光短路，造成整个电网电压波动，致使各套装置经常停车，设备损坏。

鉴于此，石化厂组织对本厂电力系统中性点运行方式进行了优化改造。

这里结合石化厂改造情况并利用MA TLAB 软件的电力系统仿真工具箱，对6kV电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地两种方式作一简析。

1 中性点不接地系统运行方式及分析1.1中性点不接地系统原理中性点不接地系统属小电流接地系统，图1.1为最简单的中性点不接地系统正常运行时图1.1 中性点不接地系统原理图a：接线简图 b：电流电压相量图电容电流的分布，三相对地集中电容相当于一个对称的星形负荷，其中性点电位与电源中性点电位相等，对地电位为零，故各相对地电压分别为各相的相电压，三相电容中的电流是对称的电容电流I CA，I CB，I CC,分别超前相应的相电压90°,三相对地电容电流之和为零，各相对地电容电流值为I=jU XωC0如图1.2a示，当A相直接接地故障时，A相对地电容被短接，相当于容抗为无穷大，A相对地电容电流为零，A相对地电压也为零，而其它两相对地电压则升高√3倍，其相量关系如图1.2b所示，A相接地后，各相间电压仍然是对称的，各相电压为图1.2 中性点不接地系统单相接地示意图a：接线简图b：电流电压相量图U AD=0U BD=E B-E A=E A exp(-j150°)U CD=E C-E A=E A exp(j150°)非故障相中流向故障点的对地电容电流I CB'=jU BDωC0I CC'=jU CDωC0故障点电流I d=I CB'+I CC'其有效值I d=3U XωC0，为正常运行时相对地电容电流的3倍，相位超前故障点电压U d0 90°，即I d=j3U d0ωC0如图1.3所示，假设系统中有ｍ条线路，每条各相对地电容分别为C１,C２,…,Cｍ,第ｉ条线路发生A相经电阻R接地，其接地电流为整个系统非故障相电容电流之和，故障线路零序电流为非故障线路电容电流之和减去故障线路电容电流。

Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂

基于Matlab和PSCAD的小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂一用Matlab进行的仿真如下：1.用Matlab进行中性点不接地系统的仿真的的主要步骤如下：1.1进行模块连接和相关参数设置图1. 10kV中性点不接地系统仿真模型图2Line1的参数设置图3Load1参数设置图4 三相电压电流模块参数设置图5 故障模块参数设置图6系统的零序电压3U0及每线路始端零序电流3I0的获取方法图7故障点的接地电流获取方法1.2.进行仿真。

采用离散算法，仿真结束时间0.2秒，采样时间1*10-5s,系统在0.04s时，发生A相单相接地。

得出的相关波形如下列图示：图8系统三相对地电压波形图图9系统三相线电压波形图图10 系统零序电压3U0图11 3I01图12 3I03图13 Id1.3.结果分析：在中性点不接地系统中，当发生a相单相金属接地时，故障时间段为（0.04-0.2），A相对地电压变为0，BC相对地电压升高的3倍，但线电压仍保持对称故对负荷没有影响。

在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流总和。

零序电流滞后零序电压90度。

故障线路的的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180度。

2用Matlab进行中性点经消弧线圈接地系统仿真2.1仿真电路及主要结果图14电路结构图图15接地电路Id图16消弧线圈电流IL 2.2结果分析在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地(黄色线)时，故障时间段为（0.02-0.1），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍（b 紫色线，c蓝色线），故障Ua突变为接近零。

由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。

本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。

利用仿真变电站事故案例加强学生对小电流接地系统故障的分析处理

利用仿真变电站事故案例加强学生对小电流接地系统故障的分析处理苏海霞;张玉珠;东蔚【摘要】For small current grounding system, ground fault is a common fault. The protective action of two-phase ground fault occurred due to the small ground current current transformer with incomplete star connection, relative to other on line, the incident handling process is not the same. The traditional mode of teaching is not conducive to students' mastery of the knowledge point, a small current through the simulation of substation grounding system, four typical cases of the ground short circuit, and to deepen participants' understanding of this issue, a good reference.%对于小电流接地系统来说,接地故障是一种常见的故障.由于小接地电流系统电流互感器采用不完全星形接线,在不同线路的不同相别上发生两相接地故障时,保护动作情况不同,事故处理的过程也不相同.传统的教学模式不利于学生对该知识点的掌握,本文通过仿真变电站小电流接地系统发生接地短路的四个典型案例,加深学员对这一问题的理解,具有很好的借鉴作用.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)020【总页数】2页(P263-264)【关键词】小电流接地系统;案例演示;接地短路【作者】苏海霞;张玉珠;东蔚【作者单位】河南电力工业学校电气技术部,郑州450051;河南电力工业学校电气技术部,郑州450051;河南电力工业学校电气技术部,郑州450051【正文语种】中文【中图分类】TM630 引言教学必须高度重视理论与实践的紧密结合，改变教学中以教师讲授为主的教学形式，实现素质教育与能力培养的有机结合，系统改进课程教学内容和方法，克服以往教学中重知识传授、轻能力培养，用试卷成绩评判学员能力素质的问题，应以案例教学为教学改革的创新点和突破口，全面推行包括案例教学在内的研究式、探讨式的教学方法，促进教学双方在教学过程中的良性互动，使传承知识与开发智力、培养能力与提高素质有机结合。

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析
张耘川;王昕怡
【期刊名称】《电气技术》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】小电流接地系统故障如果不能及时切除，有可能进一步扩大为相间短路故障，对电力系统造成重大损失。

本文以Matlab软件Simulink和SimPowerSystem工具箱为平台，对小电流接地系统中性点不接地方式的单相接地故障进行建模，并利用零序电流的幅值、相位判别出故障线路和故障相，从而验证了零序电流比幅比相法对中性点不接地方式单相接地故障判别的有效性。

【总页数】3页(P9-11)
【作者】张耘川;王昕怡
【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;庆阳市供电公司,甘肃庆阳745000
【正文语种】中文
【中图分类】TM862
【相关文献】
1.基于Matlab的小电流接地系统故障特征仿真分析 [J], 谷天聪;范兴明;张鑫
2.基于零序特征量的小电流接地系统单相接地故障仿真分析 [J], 薛太林;张建新
3.基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析 [J], 李润良
4.基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析 [J], 李润良
5.基于MATLAB的小电流接地系统单相接地故障仿真分析 [J], 严正国;马慧;任星;史王莹
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基于Matlab的小电流接地系统自动选线仿真研究剖析

基于Matlab 的小电流接地系统自动选线仿真研究1.目的和意义因故障电流小，系统可带故障继续运行一定时间，不影响对负荷的连续供电等特点，国内外中低压配电网中性点广泛采用小电流接地方式（包括不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地三种方式）。

同时由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地系统单相接地故障检测比较困难，一直缺乏可靠的故障线路选择方法，长期以来是电力系统继电保护工作的重要课题。

随着配电网自动化技术的兴起和发展，使得采用自动装置快速、准确地判断接地故障线路变得越来越重要。

2.小电流接地系统介绍小电流接地方式称为非有效接地方式：中性点不接地，或经一高值阻抗接地或谐振接地。

我国规定，当5~4X /X I 0≥∑∑时属于小电流接地系统，否则属于大电流接地系统。

此类系统由于中性点接地阻抗非常大，发生单相接地故障时故障电流很小，所以称为小电流接地系统。

小电流接地系统目前主要有中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地、中性点经高阻接地三种方式。

3.小电流接地系统单相接地故障分析鉴于篇幅的问题，这里不再详细赘述。

4.小电流接地系统选线方法综述在这里对各种选线方案做简单介绍。

4.1 零序电流比幅法零序电流比幅法的选线依据是发生单相接地故障时，故障线路零序电流比非故障线路零序电流幅值大。

这种选线方法判据简单，只需比较各条线路的零序电流大小即可检测故障线路。

输电线路参数如下：正序电阻0.01273km /Ω，零序电阻0.3864km /Ω；正序电感0.93373-e km /H ，零序电感4.12643-e km /H ；正序电容12.749-e km /F ，零序电容7.7519-e km /F 。

由于配电网输电线路一般都比较短，模型中三条线路长度分别设置6km 、8km 、10km 。

线路故障发生在第三条线路的末端。

三相电源容量为100MVA ，频率为50Hz ，A 相初相角为 0，电阻为0.00529Ω、电感为0.000140H 。

小电流接地系统单相故障matlab仿真..

Xx学院课程设计说明书设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真系（部）：机电工程系专业：自动化班级：姓名： x x x 学号：20 12 年 12 月 12 日目录第一章matlab简介 (3)第二章小电流接地系统单相故障matlab仿真 (4)2.1小电流接地系统单相故障特点简介 (4)2.2 小电流接地系统的仿真模型构建 (5)2.3 仿真结果及分析 (11)第三章心得与体会 (16)参考文献 (16)一Matlab简介Matlab是由英文单词matri和laboratory的前3个字母组成。

目前matlab已成为国际认可的最优秀的科技应用软件之一。

在大学里，他是用于初等和高等数学、自然科学和工程学的标准数学工具；在工业界，他是一个高效的研究、开发和分析的工具。

随着科技的发展，许多优秀的工程师不断的对matlab进行了完善，使其从一个简单的矩阵分析软件逐渐发展成为一个具有极高通用性，并带有众多实用工具的运算操作平台。

Simulink是matlab提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，是基于框图的仿真平台。

Simulink挂接在matlab环境上，以matlab的强大计算功能为基础，利用直观的模块框图进行仿真和计算。

Simulink提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大的方便。

在simulink平台上拖拽和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模块框图，并对模型进行仿真。

在simulink平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在matlab窗口使用matlab命令和函数仿真时，需要熟悉大量的M函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑就是一个福音。

随着matlab的不断升级，simulink的版本也在不断的升级，从1993年的matlab4.0/simulink1.0版到2001年的matlab6.1/simulink4.1版、2002年的matlab6.5/simulink5.0版，现在的最常用的版本就是matlab7.0/simulink6.0 Simulink最初是为仿真控制系统而建立的工具箱，在使用中容易编程、容易扩展，并且可以解决在使用matlab过程中遇到的非线性、变系数等问题。

基于MATLAB的小电流接地系统K（1）故障信息提取与仿真

基于MATLAB的小电流接地系统K（1）故障信息提取与仿真左望霞;刘华;张成林【摘要】为了提取两类小电流接地系统K（1）（即单相接地）故障时电力参数信息，本文运用MATLAB电力专业模块库SimPowerS）rstems构建了具有三条线路的35kV配电网的仿真模型，通过设置线路长度为8、12、15km，并选择故障时刻为0．045s时进行实验．最终取得两类小电流接地系统分别在故障距离为线路2的3km和6km处的电流幅值和相位值．与以往单纯以观测故障波形为主的各种电力系统故障仿真不同，文中所提取的故障信息为电力参数的实时量化值，其所携带的故障特征可直接为这类故障的定位提供有利帮助．%In order to extract the power parameters information of two types of little current grounding system K(1) (single-phase) fault,a simulation model of 35 kV distribution sys- tem with three lines has been established by using MATLAB SimPowerSystems tool. By set- ting the line length in 8,12,15 km and selecting fault time in 0.045 s ,the experiment even- tually get the current amplitude and phase values of line 2 which fault distance is 3km and 6km in two types of little current grounding system. Deferent from those power system fault simulation based on simple observation of the fault waveform, the fault information in this ar- ticle is the real quantization values of the power parameters. The fault characteristics carried by these fault information can provide a favorable help for the location of such fault.【期刊名称】《南华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(026)003【总页数】5页(P69-72,78)【关键词】MATLAB;小电流接地;K（1）故障;信息提取;仿真【作者】左望霞;刘华;张成林【作者单位】南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001;长沙电力职业技术学院,湖南长沙410131【正文语种】中文【中图分类】TM743中心点不接地或经消弧线圈接地系统被称为小电流接地系统，小电流接地是配电网的主要接地方式.小电流接地系统K(1)故障(即单相接地故障)诊断问题［1-2］一直是电力系统领域研究的热点.经研究，小电流接地系统在发生K(1)故障时其电流电压等电力参数均会表现出一系列变化特性，这些特性所反映出的故障信息如果能成功的被我们提取将会给之后的故障诊断研究带来很大的帮助.基于此目的，本文提供了一种基于MATLAB的故障信息提取与仿真方法，以供对小电流接地系统的K(1)故障特性进行更准确的研究和了解.1 MATLAB与SIMULINK简介MATLAB自问世以来一直是最优秀的科技应用软件之一，其不仅拥有丰富的函数库和强大的矩阵计算功能可以提供给工程人员更为便捷的编程思路，而且其自带的SIMULINK工具包更为各种系统的仿真、建模和分析提供了很好的平台［3］.在SIMULINK 环境下，利用 SimPowerSystems工具箱所提供的诸如发电机、变压器、负载等各种模型可以很方便的建立各种电力系统的仿真模型，如若再设计合适的故障时间添加必要的故障因素，那么通过测量模块便能很方便的观察到电网故障时的各电力参数变化情况.2 小电流接地系统K(1)故障仿真模型建立2.1 小电流接地系统原形介绍本文示例所使用的小电流接地系统原形类似文献［4］中系统图.如图1:本系统是一个有3条出线的10 kV配电系统，YY连接，变压器变比为110/10 kV，电源由系统提供，可等效为无穷大电源.其中虚线框内元件接入表示中性点经消弧线圈接地后的电流流向情况.图1 小电流接地系统K(1)故障示意图Fig.1 Circuit diagram of the little current grounding system with the K(1)fault2.2 搭建仿真模型本文利用MATLAB/SIMULINK中的SimPowerSystems工具包对小电流接地系统的2种情况，即中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统的单相(A相)接地故障均进行了仿真.系统仿真模型图如图2所示.其中，Breaker及其连接的电感线圈(模拟消弧线圈)不接入或断开时表示中性点不接地系统，否则则表示中性点经消弧线圈接地系统.模型使用分布参数线路模块line1～3，线路长度分别设为:l1=8 km，l2=12 km，l3=15 km.在进行中性点不接地和经消弧线圈接地2种系统的故障仿真时，分设了2组不同的参数，其主要参数的设置均根据10 kV配电网的导线等选择特点由文献［5］和文献［6］查找及理论算得［7-8］.图2 小电流接地系统K(1)故障仿真图Fig.2 Simulation figure of the little current grounding system with the K(1)fault1)中性点不接地系统的主要参数设置出线均采用截面为185 mm2的钢芯铝绞架空线.从而查得:输电线路正/负序参数:R1=0.159 2 Ω/km，X1=0.376 Ω/km，b1=3.03*10-6/Ω·km.输电线路零序参数:R0=0.309 2 Ω/km，X0=1.316 Ω/km，b0=1.697*10-6/Ω·km.从而相应得到:L1=1.197 mH/km，C1=0.009 65 μF/km，L0=4.191 mH/km，C0=0.005 404 μF/km.经计算单相对地电容电流为<20A，故采用中性点不接地方式.2)中性点经消弧线圈接地系统的主要参数设置出线均采用截面为240 mm2的铜芯电缆线.从而得到:输电线路正/负序参数:R1=0.092 8 Ω/km，L1=0.290 mH/km，C1=0.429μF/km.输电线路零序参数:R0=0.242 8 Ω/km，L0=1.76 mH/km，C0=0.240 3 μF/km. 经计算单相对地电容电流为81.66A>20A，采用中性点经消弧线圈接地方式，其补偿度取为10%，则算得消弧线圈电感L=0.247 7 H.其它模型及参数的选择还有如三相负载选择3-Phase RLC Series Load，其电压等级10 kV，频率50 Hz，三相有功功率8×106 W，三相无功功率为6×106 v ar等，在此不再一一赘述.总之，通过以上基本参数的设置，再进行简单的仿真参数设置，就可以通过观测模块提取到各线路的电流、相位等故障信息了.3 故障仿真与信息提取利用本系统模型进行K(1)故障的仿真，假设系统在线路2发生A相金属性接地故障，故障发生时刻都设定为t=0.045 s，故障距离分别设为线路的3 km和6 km 处，我们可以观测到在中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种情况下，各线路稳态故障电流信息的提取结果分别如表1和表2.表1 中心点不接地系统K(1)故障各线路稳态电流Table 1 The line steady state current of center point ungrounded system with K(1)faultLine1 Line2 Line3幅值线路/A 0.082 6 0.138 7 0.056 3相位/(°)114.9 -67.6 108.6表2 中心点经消弧线圈接地系统K(1)故障各线路稳态电流Table 2 The line steady state current of center point via arc suppression coil grounding system with K(1)fault线路Line1 Line2 Line3幅值/A 0.107 3 0.190 9 0.083 4相位/(°)127.5 -54.3 123.3上述提取的稳态故障电流信息也可通过模型分析进行判断，根据文献［8］进行模型分析得出零序电流的关系为:中心点不接地系统K(1)故障时非故障线路I0line1≈I0line3，而故障线路上I0line2数值较大且有 I0line1、I0line3与I0line2相位相差180°;而中心点经消弧线圈接地系统K(1)故障时在本文这种不大的补偿度情况下，非故障线路与故障线路零序电流大小差别将稍减小.这与本文提取的故障电流信息所反映出的零序电流情况基本一致.这说明，本文利用仿真所得的稳态故障电流信息基本符合文献［8］所述，能充分反应故障特征.在该例中如果改变仿真模型中观测模块的接线也可以提取到各线路甚至各相故障电压等其它稳态信息.另外，如果在本模型中加入 Clock和 To Workspace模块甚至还可提取到线路的暂态信息.以中心点不接地系统K(1)故障为例，可将其故障线(线路2)的观测子模块Subsystem2中进行如图3的设置.在该设置中，将线路2的故障电流连入To Workspace模块，并记作变量isum2，然后配合如图4中的Clock模块所提取的时间变量t，我们就可提取到在任何时刻线路2的故障电流值，当然也包括在故障刚发生时刻附近的瞬态值.其提取结果本文不再赘述.图3 线路2的观测子模块Subsystem2Fig.3 The Observing sub-modelSubsystem2 of the line 2图4 时间t的提取模块Fig.4 The extraction model of the time t4 结论在形形色色的电力系统故障仿真中，往往以观测故障波形为主［2，9］，其结果并不能很好的帮助我们进行电网故障的测距、选线等故障诊断研究.本文利用MATLAB的电力专业模块库Sim-PowerSystems搭建了小电流接地系统在发生K(1)故障时的仿真模型，该模型不仅能提取到小电流接地系统K(1)故障电力参数的稳态信息，而且通过添加Clock等模块还可以很方便的提取到故障时的暂态信息.另外，该仿真模型可以随意设置故障发生时刻，以便提取到电压大小在各种情况下的故障电流信息，从而为小电流接地系统在各种不同情形下发生K(1)故障的故障诊断研究都提供了很好的数据参考.参考文献:［1］艾斌.基于暂态电流原理的故障选线装置在武钢电网小电流接地系统中的应用［J］.冶金动力，2011，148(6):8-13.［2］吴宏岐，周妮娜，王春英.基于RBF神经网络的变压器故障诊断及MATLAB 仿真研究［J］.科学技术与工程，2010，10(5):1249-1251.［3］吴天明，谢小竹，彭彬.MATLAB电力系统设计与分析［M］.北京:国防工业出版社，2004.［4］吴德华.小电流接地系统中两点接地仿真现象分析与处理［J］.机电信息，2011，315(33):48-49.［5］张殿生.电力工程高压送电线路设计手册［M］.北京:水利电力出版社，2003. ［6］苑鸿兴.简明电线电缆应用手册［M］.天津:天津大学出版社，2008.［7］陈立军.10 kV配电网单相接地电容电流的工程计算法探讨［J］.继电器，2006，34(15):83-85.［8］刘万顺.电力系统故障分析［M］.北京:中国电力出版社，2010.［9］周羽生，彭琢，韦肖燕，等.小电流接地系统单相故障的Matlab仿真［J］.电力系统及其自动化学报，2009，21(4):50-52.。

第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例精选全文

5.2.1 同步发电机突然三相短路暂态过程简介 5.2.2 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算与仿真方法
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
图5-13 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型
第五章MATБайду номын сангаасAB在电力系统故障分析中的仿真实例
图5-14 同步发电机模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
图5-15 升压变压器模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
6)Transition status和Transition times用来设置转换状态和转换时间；其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭合， “0”表示断开；Transition times表示故障开关的动作时间；并且每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。 7)Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲电路中的过渡电阻和过渡电容。 8)Measurements 用来选择测量量。
图5-16 利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例
•5.3 单相短路故障仿真
•当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例

基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析

基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析新能源电站越来越受到人们的重视，因为其使用可再生能源，减少了对环境的污染。

但是，在电站运行中，小电流接地系统故障是一个常见的问题，如果不及时解决，可能会导致电力系统的中断或损坏。

因此，对于新能源电站小电流接地系统的故障仿真分析就显得尤为重要。

MATLAB是一款功能强大的数学计算软件，其独特的仿真分析功能可以帮助我们解决这个问题。

下面将对使用MATLAB进行新能源电站小电流接地系统故障仿真分析的步骤进行详细介绍：1.系统模型建立：首先，需要建立小电流接地系统的数学模型。

可以根据电力系统的物理特性以及电路原理，利用MATLAB的建模工具生成电力系统的节点、支路和电抗等参数，搭建出电站的电力系统模型。

2.故障注入：接着，需要对系统进行故障注入。

例如，可以向系统节点注入一个小电流接地故障，模拟电力系统中的实际故障情况。

同时，需要设置故障的持续时间和故障位置等参数。

3.故障仿真分析：在故障注入后，可以通过MATLAB的仿真工具对系统进行仿真分析。

仿真可以得到电力系统在故障发生时的电流、电压等参数的变化情况。

通过观察仿真结果，可以判断电力系统的最大短路电流、设备的过载情况等。

4.故障定位：根据仿真分析结果，可以定位故障发生的位置。

通过查看故障发生时的电流和电压波形，可以定位到具体的节点或支路。

5.故障处理：最后，根据故障的定位结果，可以制定相应的故障处理措施。

例如，可以使用隔离设备将故障节点或支路隔离，消除故障并保证电力系统的正常运行。

总之，基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析是一种有效的方法，可以通过建立系统模型、注入故障、进行仿真分析和定位故障，来找到故障并制定相应的处理措施。

通过这种分析，可以帮助电力系统维护人员及时解决故障，保证电力系统的正常运行。

小电流接地系统单相接地故障的仿真

设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真中文摘要：使用matlab和 simulink模拟小电流接地系统单相接地故障。

关键字：matlab， simulink，小电流系统，单相接地故障。

小电流接地系统单相故障电网中性点接地系统的分类方法有很多种，其中最常用的是按照接地短路时接地电流的大小分为大电流接地系统和小电流接地系统。

电网中性点采用哪种接地方式主要取决于供电可靠性（是否允许带一相接地时继续运行）和限制过电压两个因素。

我国规定110kv以上电压等级的系统采用中性点直接接地方式，35kv及以下的配电系统采用小电流接地方式（中性点不接地或经消弧线圈接地）。

在小电流接地系统中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压任然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许系统在继续运行1~2小时，而不必立即跳闸，这也是采用小电流接地系统运行的主要优点。

但是在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高根号三倍，为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。

小电流接地系统单相故障特点简介对于如图1-1所示的中性点不接地系统，单相接地故障发生后，由于中性点N不接地，所以没有形成短路电流通路，故障相都将流过正常负荷电流，线电压任然保持对称，因此可以短时不予以切除。

这段时间可以用于查明故障原因并排除故障，或者进行倒负荷操作，因此该方式对于用户的供电可靠性高，但是接地相电压将降低，非接地相电压将升高至线电压，对电气设备绝缘造成威胁。

单相接地故障发生后系统不能长期运行。

事实上，对于中性点不接地系统，由于线路分布电容（电容数值不大，而容抗很大）的存在，接地故障点和导线对地电容还是能够形成电流通路的，从而有数值不大的电容性电流在导线和大地之间流通。

一般情况下，这个容性电流在接地故障点将以电弧形式存在，电弧产生的高温会损毁设备，甚至引起附近建筑物燃烧起火，不稳定的电弧燃烧还会引起弧光过电压，造成非接地相绝缘击穿进而发展成为相间故障，导致断路器动作跳闸，中断对用户的供电。

小电流接地系统单相故障的Matlab仿真

中性点不接地系统发生单相接地故障, 可以通过比较各线路零序电流的大小和方向, 由故障线路零序电流与非故障线路零序电流在大小和方向上的差异性, 从而做出选线判断, 也就是基波零序电流比幅比相法。
再确定故障相, 可用故障线路的电流电压的波形作为判据, 如图 3 所示。
( a) 线路 1 的零序电流波形
电容电流也等于零; 而故障线路的非故障相的电压
升高到原来的 3 倍, 其对地电容电流也随之升高
3 倍。如考虑负荷电流和电容电流在阻抗上的压降, 故障相电压电流不会降低到 0, 但较故障前依
然会降低。非故障相的电压电流不会升高 3 倍, 但较故障前依然会升高。
2 系统仿真
Mat lab 的电力系统工具箱 P SB ( power syst em block) 含有丰富的电力系统元件模型, 包括电源、电机、电力电子、控制和测量以及三相元件库等[ 3] , 再借助于其他模块库或工具箱, 在 Simulink 环境下, 可以进行电力系统的仿真, 尤其可以实现复杂的控制方法仿真。
分析小电流接地系统接地故障, 最重要的目标是获得零序电流或零序电压的数据; 应用对于 Mat lab 分析, 就是得到各出线的零序电流或零序电压的波形, 对其故障期间的波形进行分析, 从而判断故障相与故障线路。
零序电流: ÛI 0 = 1/ 3 @( ÛI A + ÛI B + ÛI C ) ( 4) 零序电压: ÛU0 = 1/ 3 @( UÛA + ÛUB + UÛC ) ( 5) 为测得各线路的零序电流和零序电压, 原理如式( 4) 、( 5) , 首先在各线路首段串联三相电流电压测量模块 T hree phase V2I measur ement, 此模块有两个输出端, 输出矢量信号, 分别输出线路的三相电流和三相电压; 然后用分路器模块 Demux 将矢量信号分解成三个单一信号, 分别是 A 相、B 相和 C 相的电流或电压; 最后用加法器将三个单一信

基于PSCAD仿真的配电网小电流接地系统建模

基于PSCAD仿真的配电网小电流接地系统建模摘要：本文主要介绍了利用PSCAD/EMTDC仿真软件提供的电力仿真模块构建10kV馈线及负荷系统，对系统进行仿真试验，得到发生单相接地时线路的电流波形，并给出零序电压、电流、功率的仿真测量方法，为故障选线的研究作铺垫。

关键词：小电流接地系统；单相接地；建模；仿真0 引言在我国10kV配电网中，广泛采用的是非有效接地系统，当发生单相接地故障时由于不能构成低阻抗的短路回路,接地短路电流很小,故此种系统也称为小电流接地系统[1]。

由于其稳态故障电流幅值较小，因此故障无法轻易的检测与判定，所以给故障选线增加了不少难度[2]。

伴随国家经济的迅速增长以及电网规模不断扩大，用户对供电可靠性的需求也越来越高，因此，对非有效接地系统接地故障的研究显得尤为重要。

本文利用PSCAD构建10kV馈线及负荷系统，建立单相接地故障的仿真模型。

1 配电网小电流接地系统的建立配电网仿真系统模型原理图如图1（a），一条110kV母线经一个110kV/10kV 的变电站到10kV母线，变电站低压侧有六条馈线，这些馈线当中两条是架空线，一条是电缆，另外三条是混连线路，Z型变压器中性点经彼得逊线圈串上一个等效电阻再接地。

图1（b）为利用PSCAD软件所建立10kV配电网模型。

(a)实际模型(b)PSCAD仿真模型图1 10kV配电网模型2 系统参数介绍2.1 线路参数通过计算架空线路与电缆线路参数，可以获得系统零序电容总。

2.2 彼得逊线圈参数通过系统零序等值电路可知，中性点经彼得逊线圈接地时，有三种补偿方式，实际工作中，通常为过补偿，补偿系数一般取到1.05。

要精确地取到1.05，先要计算出全补偿时彼得逊线圈的值。

当处在全补偿状态，流经短路点的容性电流与感性电流相等，即，从中可以得出式中：为电网工频50Hz，为彼得逊线圈零序电感。

系统中性点的彼得逊线圈通过零序电流时，设彼得逊线圈的阻抗为上将通过三倍的零序电流，并产生相应的电势差，由于实际线路和等效电路的中性点对地的电势差相同，所以在等效电路中，彼得逊线圈阻抗取为，即实际的电感L应该为零序等值电路中电感的，代入数据计算得到。

MATLAB在小电流接地系统故障选线中的仿真研究

６．结束语
利用ＭＡＴＬＡＢ的ＰＳＢ工具箱建立了电力系统的小电流接地系统的仿真模型，利用已有的小电流接地的故障选线方法对仿真模型进行了电路模拟仿真，提取了电流暂态信息并对信息进行了数据处理，从而验证了已有的零序电流比幅比相法对小电流接地故障选线的有效性。
参考文献：
［１］艾冰，张如恒，李亚军．小电流接地故障选线技术综述［Ｊ］．华北电力技术，２００９（０６）：４５－４９．
同时也可由不同情况下的波形图得选线结果，分析如表２所示：
表２各情况下的不接地系统选线结果
ห้องสมุดไป่ตู้故障线路接地电阻（Ω）
电流（Ａ）
Ｌ１＋７．１１５
故障距离（㎞）
故障相选线结果
Ｌ１
０
Ｌ２－１．３６９
３
Ａ
Ｌ１
Ｌ３－５．８１０
Ｌ１－０．３６４
Ｌ２
５０
Ｌ２＋２．８５６
５
Ａ
Ｌ２
Ｌ３－２．４９２
消弧线圈采用１０％的过补偿方式，电阻为５７．５Ω，Ｃ为０．０１，由公式可得电感为２．７６Ｈ，其它参数与不接地系统的参数相同。
由表３可得出中性点经消弧线圈接地的特点如下：１）零序电流相位关系受到消弧线圈影响，而不受接地电阻的影响；零序电流的幅值受接地电阻的影响；２）零序回路基本上呈纯感性，所有非故障线路上的零序电流同相，超前零序电压９００，故障线路上零序电流等于非故障线路上零序电流之和，滞后零序电压９００。因此，小电流接地系统对发生瞬时或短暂单相接地故障时可不停电，提高供电可靠性；但若发生永久性接地故障时，为防止故障点扩大，必须尽快地进行故障选线和定位。
４．１仿真参数设置采用的是３条出线电路的１０ＫＶ系统。三相电源容量为２５０ＭＶＡ，频率为５０ＨＺ，Ｘ／Ｒｒａｔｉｏ为１０，Ａ相初相角为００，