matlab短路故障分析277664

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MATLAB在电力系统三相短路故障分析中的应用_高正中

MATLAB在电力系统三相短路故障分析中的应用_高正中

MATLAB 在电力系统三相短路故障分析中的应用
图 1 无穷大功率电源供电系统三相短路故障的仿真图
1.2 参数设置
数,按照仿真设置,当模型中所设故障点发生三相短路
(1)变压器 T 采用如图 1 所示的模型,根据给定的数
据,计算折算到 110kV 侧的参数如下:
变压器的电阻为:
RT=
ΔPSUN2 SN2
CLC n u m b e r: TP391.9;TM743
Do cu m e n t co d e : A
Article ID:1003- 0107(2013)10 - 0017- 03
0 引言 MATLAB 因为绘图功能强大和计算能力强,配以友
好的动态仿真环境,主要用于数值计算及可视化图形处 理,其优越的开发性、数据仿真分析高效的优点越来越 成为从事电力网络系统学习和研究的重要仿真工具。作 为一款优秀的综合性应用软件,利用其提供的 Simulink 集成环境,可以方便地对电力系统进行模型的搭建和仿 真[1]。Simulink 提供了充足的子模块库,我们可以根据相 应模型搭建的需要,从各个子模块库中选用合适的模 块。Simulink 中提供了各种基本模块,它们根据其主要 应用领域和实现功能进行了分类化管理,给用户查找使 用提供了便利。模块库的数量取决于用户安装,在电力 系统仿真中,标准 Simulink 模块库和电力系统模块库是 必不可少的。本文将通过三相短路实例具体讲解其模块 结构及应用。
合保护系统研究[J].煤炭科学技术,2010,38(12):80- 83. [4]马立国,公茂法,夏文华,等.基于 DSP 的矿井下电网漏
电保护配置方法的研究[J].煤矿机械,2012,33(5):206208. [5]孙勇.煤矿井下电网漏电保护系统设计[J].煤炭科学技 术,2012,40(5):81- 85.

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析

电⽓论⽂基于MATLAB的电⼒系统短路故障仿真于分析《电⼒系统建模及仿真课程设计》总结报告题⽬:基于MATLAB的电⼒系统短路故障仿真于分析姓名某某某学号200x0417xxx院系⾃机学院班级 0x级电⽓x班指导教师某某莫摘要:本次课程设计是结合《电⼒系统分析》的理论教学进⾏的⼀个实践课程。

电⼒系统短路故障,故障电流中必定有零序分量存在,零序分量可以⽤来判断故障的类型,故障的地点等,零序分量作为电⼒系统继电保护的⼀个重要分析量。

运⽤Matlab 电⼒系统仿真程序SimPowerSystems⼯具箱构建设计要求所给的电⼒系统模型,并在此基础上对电⼒系统多中故障进⾏仿真,仿真波形与理论分析结果相符,说明⽤Matlab对电⼒系统故障分析的有效性。

实际中⽆法对故障进⾏实验,所以进⾏仿真实验可达到效果。

关键词:电⼒系统;仿真;短路故障;Matlab;SimPowerSystemsAbstract: The course design is a combination of power system analysis of the theoretical teaching, practical courses. Power system short-circuit fault, the fault current must be zero sequence component exists, and zero-sequence component can be used to determine the fault type, fault location, the zero-sequence component as a critical analysis of power system protection. SimPowerSystems Toolbox building design requirements to the power system model using Matlab power system simulation program, and on this basis, the power system fault simulation, the simulation waveforms with the theoretical analysis results match, indicating that the power system fault analysis using Matlab effectiveness. Practice can not fault the experiment, the simulation can achieve the desired effect.Keywords: power system; simulation; failure; Matlab; SimPowerSystems⽬录⼀、引⾔............................................ - 3 -1、故障概述 (3)2、故障类型 (3)⼆、电⼒系统模型 .................................... - 4 -三、电⼒系统仿真模型的建⽴与分析..................... - 4 -3.1电⼒系统仿真模型 (5)3.2仿真参数设置 (6)3.3仿真结果分析 (8)3.3.1正常运⾏分析................................ - 8 -3.3.2单相接地短路故障分析........................ - 9 -3.3.3两相短路故障分析........................... - 12 -3.3.4两相接地短路故障分析....................... - 15 -3.3.5三相短路故障分析........................... - 18 -四、结论........................................... - 21 -五、参考⽂献 ....................................... - 21 -六、⼼得体会 ....................................... - 22 -⼀、引⾔1、故障概述短路是电⼒系统的严重故障。

基于MATLABSimulink电力系统短路故障分析与仿真

基于MATLABSimulink电力系统短路故障分析与仿真

基于MATLAB/Simulink电力系统短路故障分析与仿真摘要:MATLAB有强大的运算绘图能力,给用户提供了各种领域的工具箱,而且编程语法简单易学。

论文对电力系统的短路故障做了简要介绍并对短路故障的过程进行了理论分析和MATLAB软件在电力系统中的应用,介绍了Matlab/Simulink的基本特点及利用MATLAB进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。

在仿真平台上,以单机—无穷大系统为建模对象,通过选择模块,参数设置,以及连线,对电力系统的多种故障进行仿真分析。

关键词:MATLAB、短路故障、仿真、电力系统Abstract:MATLAB has powerful operation ability to draw, toolkit provides users with a variety of fields, and easy to learn programming grammar. Paper to give a brief introduction of fault of the power system and the process of fault are analyzed in theory and the application of MATLAB software in power system, this paper introduces the basic characteristics of MATLAB/Simulink and MATLAB power system simulation analysis of the basic methods and steps. On the simulation platform, with single - infinity system for modeling object, by selecting module, parameter Settings, as well as the attachment, a variety of fault simulation analysis of power system.Keyword:MATLAB;Fault analysis;Simulation;Power System;引言 (3)第一章:课程设计任务书 (3)1.1设计目的: (3)1.2原始资料: (4)1.3设计内容及要求: (4)第二章:电力系统短路故障仿真分析 (5)2.1元件参数标幺值计算: (5)2.2等值电路: (10)第三章:电力系统仿真模型的构建 (10)3.1MATLAB简介: (11)3.2电力元件设计: (11)3.2.1 三相电源: (11)3.2.2 变压器元件: (13)3.2.3输电线路: (14)3.3电力系统模型的搭建: (15)第四章:模型仿真运行 (21)4.1建立仿真模型: (21)4.2仿真结果与分析: (22)第五章: 总结 (25)参考文献 (25)附录:Simulink仿真模型 (26)引言随着电力工业的发展,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。

matlab仿真电力系统短路故障分析

matlab仿真电力系统短路故障分析

本科生毕业设计(论文)题目:运用Matlab仿真分析短路故障学生姓名:系别:机电系专业年级:电气工程及其自动化专业指导教师:2013年 6 月 20 日摘要本文先对电力系统的短路故障做了简要介绍,分析了线路运行的基本原理及其运行特点,并对短路故障的过程进行了理论分析。

在深入分析三相短路故障的稳态和暂态电气量的基础上,总结论述了当今三相短路的的各种流行方案,分别阐述了其基本原理和存在的局限性。

并运用派克变换及d.q.o坐标系统的发电机基本方程和拉氏运算等对其中的三相短路故障电流等做了详细的论述。

并且利用Matlab中的simulink仿真软件包,建立了短路系统的统一模型,通过设置统一的线路参数、仿真参数。

给出了仿真结果及线路各主要参数的波形图。

最后根据仿真结果,分析目前自动选线法存在的主要问题及以后的发展方向。

关键词:短路故障;派克变换;拉氏运算;MatlabABSTRACTThis paper first on the three-phase short circuit of electric power system is briefly introduced, analyzed the basic principle of operation of three-phase circuit and its operation characteristic, and the three-phase short circuit fault process undertook theoretical analysis. In depth analysis of three-phase short circuit fault of steady state and transient electrical quantities based on the summary, the three-phase short circuit of various popular programs, respectively, expounds its basic principles and limitations. And the use of Peck transform and d.q.o coordinate system of the generator basic equation and Laplace operator on the three-phase short-circuit current in detail. And the use of Matlab in the Simulink simulation software package, to establish a unified model of three-phase short-circuit system, by setting the unified circuit parameters, the simulation parameters. The simulation results are presented and the main parameters of the waveform of line. Finally, according to the simulation results, analysis of the current automatic line selection method the main existing problems and the future direction of development.Keywords:Short-circuit failure ;Peck transform;The Laplace operator;M atlab目录第一章序言 (1)1.1 短路故障研究依据 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.2 国内电力系统研究现状 (2)第二章电力系统对称短路分析 (5)2.1 电力系统中短路的基本概括 (5)2.1.1 短路的分类 (5)2.1.2 短路发生的原因 (6)2.1.3 短路发生的危害 (6)2.1.4 短路故障分析的内容和目的 (7)2.2 简单无穷大电源系统三相短路电流分析 (7)2.2.1 简单无穷大电源供电系统的三相短路暂态电流 (7)2.2.2 短路后的暂态过程分析 (8)2.2.3 短路冲击电流 (10)2.2.4最大有效值电流 (11)第三章电力系统短路电流的实用计算 (12)3.1 交流电流初始值的计算 (12)3.1.1计算的条件和近似 (12)3.2 简单系统''I计算 (14)第四章短路系统的调试与仿真 (17)4.1 仿真模型的设计与仿真 (17)4.1.1 实例分析 (17)4.1.2 仿真参数设置 (17)4.2 仿真结果分析 (18)4.2.1 单相短路故障波形 (18)4.2.2 相间短路故障波形 (19)4.2.3 三相短路故障波形 (21)4.3 仿真分析小结 (22)第五章结论与展望 (24)5.1 主要研究结论 (24)5.2 待解决的问题和展望 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第一章序言1.1 短路故障研究依据电力系统的短路故障是严重的,而又是发生几率最多的故障,一般说来,最严重的短路是三相短路。

matlab短路故障分析

matlab短路故障分析

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-----------------------------------------(22)参考文献---------------------------------------(22)课程设计(论文)任务书引言随着电力工业的发展,电力系统的规模越来越大,在这种情况下,许多大型的电力科研实验很难进行,尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故故障,尤其是短路故障,而在分析解决事故故障时要不断的实验,在现实设备中很难实现,一是实际的条件难以满足;二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。

matlab短路故障分析说课讲解

matlab短路故障分析说课讲解

m a t l a b短路故障分析目录课程设计(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-----------------------------------------(22)参考文献---------------------------------------(22)课程设计(论文)任务书引言随着电力工业的发展,电力系统的规模越来越大,在这种情况下,许多大型的电力科研实验很难进行,尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故故障,尤其是短路故障,而在分析解决事故故障时要不断的实验,在现实设备中很难实现,一是实际的条件难以满足;二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。

基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真设计

基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真设计

·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI(图形用户界面) (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析(以A相短路为例) (18)4.3 两相短路(以A、B相短路为例) (22)4.4 两相接地短路(以A、B相短路为例) (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI(Graphical User Interfaces) (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文(农业大学机械与电子工程学院 271018)摘要:短路是电力系统中最容易发生的故障,每年因短路而引发的电气事故不计其数。

matlab的短路故障仿真与分析1h

matlab的短路故障仿真与分析1h

(a)电压波形
(b)电流波形
图 13 中性点经消弧线圈接地故障点三相电压波形
4.总结
系统仿真技术是解决工程领域问题的主要手段之一,本文利用MATLAB 软件在 仿真平台上进行电力系统单相短路故障的建模、仿真和分析。在科技水平日益发 达的今天,需要我们灵活掌握现有的工具,帮助加深理解,找寻解决问题的方法。 软件在电力系统分析课程中的运用也必将成为大势所趋。
1.引言
随着技术的发展,电力系统的规模越来越复杂。从实际条件与安全角度考虑, 不太可能进行电力系统科研实验,因而电力系统数字仿真成为了电力系统研究、 规划和设计的重要手段。电力系统仿真软件如BPA,EMTP, PSCAD/ EMTDC , NETOMAC,PSASP,MATLAB等,正向着多功能,具有更高的可移植性方向 发展。其中在MATLAB 中,电力系统模型可以在Simulink环境下直接搭建, Simulink电力系统元件库中有多种多样的电气模块,电力系统大多数元件都包含 其中,可以直接调用。电力系统的短路故障有三相短路,两相短路,两相接地短 路,单相短路。为了避免因短路而威胁到整个电力系统的安全运行,有必要进行 短路计算。电力系统中发生的大多是单相短路。
稳定或间歇性的电弧,将危害整个电网的安全运行。
若系统改为直接接地,中性点会与故障点形成短路回路,线路上将流过很大
的短路电流,此时系统不能继续运行,需要迅速切除故障线路。短路处电压与电
流波形如图 11 所示。
若系统采用中性点经电阻接地,由图 12 可知,故障点电压电流波形均得到
改善。
系统采用中性点经消弧线圈接地时,由于线圈可产生感性电流,与容性电流
5.参考文献
[1] 何仰赞 温增银.电力系统分析[M] 武汉:华中科技大学出版社 2002 [2] 熊信银 张步涵.电力系统工程基础[M] 武汉:华中科技大学出版社 2003 [3] 求是科技 MATLAB7.0从入门到精通[M] 北京:人民邮电出版社 2006

matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕业设计

matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕业设计

matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕
业设计
《Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用》
电力系统短路故障是电力系统运行中不可避免的问题,短路故障发生时可能造成严重影响,因
此对电力系统短路故障的仿真和分析显得尤为重要。

在此背景下,本文基于Matlab对电力系
统短路故障进行了仿真研究。

首先,本文对电力系统中常见的短路故障进行了分类和分析,包括单相短路、双相短路和三相
短路等类型。

然后,本文利用Matlab中的Simulink工具建立了电力系统短路故障的仿真模型,模拟了短路故障在电网中的传播和影响。

同时,本文还利用Matlab中的Power System Blockset 工具对电力系统的稳态和暂态运行进行了仿真分析,包括短路故障导致的电流、电压和功率等
参数变化。

接着,本文在仿真结果的基础上对电力系统短路故障的影响进行了分析和评估,包括对电力设
备的损坏程度、电网的安全稳定运行性能以及短路故障的扩散范围等方面进行了深入研究。

同时,本文还根据仿真结果提出了针对电力系统短路故障的应急措施和改进建议,旨在提高电力
系统的抗干扰能力和应对短路故障的能力。

最后,本文对Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用进行了总结和展望,指出了目前研究
存在的不足和未来发展的方向,以及Matlab在电力系统短路故障相关研究中的重要价值和作用。

通过本文的研究,对提高电力系统的安全稳定运行和应对短路故障有着积极的促进作用。

MATLAb最短路问题

MATLAb最短路问题
称 为 G 的 由 E 1 导 出 的 子 图 , 记 为 G [ E 1 ] .
[ { v 1 , v 4 , v 5 } ] [ { e 1 , e 2 , e 3 } ]
MATLAb最短路问题
返回
关联矩阵
对 无 向 图 G , 其 关 联 矩 阵 M = ( m i) j , 其 中 :
G 的图解如图.
MATLAb最短路问题
定义 在 图 G 中 , 与 V 中 的 有 序 偶 ( v i , v j ) 对 应 的 边 e , 称 为 图 的 有 向
边 ( 或 弧 ) , 而 与 V 中 顶 点 的 无 序 偶 v i v j相 对 应 的 边 e , 称 为 图 的 无 向 边 . 每 一 条 边 都 是 无 向 边 的 图 , 叫 无 向 图 ; 每 一 条 边 都 是 有 向 边 的 图 , 称 为 有 向 图 ; 既 有 无 向 边 又 有 有 向 边 的 图 称 为 混 合 图 .
则称w(P) w(e)为路径P的权. eE(P)
(2) 在赋权图G中,从顶点u到顶点v的具有最小权的路
P*(u,v),称为u到v的最短路.
MATLAb最短路问题
返回
固定起点的最短路
最短路是一条路径,且最短路的任一段也是最短路. 假设在u0-v0的最短路中只取一条,则从u0到其 余顶点的最短路将构成一棵以u0为根的树.
称为相邻的边. (4)边和它的端点称为互相关联的. (5)既没有环也没有平行边的图,称为简单图. (6)任意两顶点都相邻的简单图,称为完备图,记为Kn,其中n
为顶点的数目.
( 7)若V=X Y,X Y= ,X 中任两顶点不相邻,Y 中任两顶
点不相邻,称G为二元图;若X 中每一顶点皆与Y 中一切顶点 相邻,称为完备二元图,记为Km,n,其中m,n 分别为X 与Y 的顶 点数目.

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序电力系统短路故障分析是电力系统设计和运行过程中非常重要的一环。

短路故障会导致电力系统各个部分的电压、电流和功率的突然变化,对设备的保护和稳定运行产生不利影响甚至引起事故。

因此,进行短路计算和故障分析非常必要。

MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化工具,对于电力系统短路计算和故障分析也可以发挥重要的作用。

下面将介绍如何使用MATLAB设计一个简单的电力系统短路计算程序。

首先,我们需要建立一个电力系统的模型。

电力系统可以用图模型表示,其中节点表示发电机、变压器、负荷等设备,边表示导线、变压器等电力连接。

我们可以使用MATLAB中的图模型工具箱创建电力系统模型,并且设置各个节点和边的属性,例如电压、电流、阻抗等。

然后,我们需要编写短路计算程序。

短路计算可以分为对称故障和不对称故障两种情况。

对称故障是指短路故障发生在电力系统的正常运行条件下,例如三相短路。

不对称故障是指短路故障发生在电力系统的不正常运行条件下,例如单相接地短路。

对于对称故障,我们可以使用节点电流法进行计算。

首先,应用基尔霍夫电流定律,根据电压和阻抗计算电流。

然后,根据节点电流方程和电流方程计算电流分布。

最后,根据电流分布计算短路电流和故障点的电压。

对于不对称故障,我们可以使用仿真方法进行计算。

首先,需要设置故障位置和故障类型,例如A相到地短路。

然后,根据故障位置和类型修改节点和边的参数,例如将故障位置的阻抗设置为零。

最后,使用数值方法求解电力系统的动态响应,得到短路电流和故障点的电压。

在MATLAB中,可以使用矩阵运算和数值求解函数实现短路计算。

例如,可以使用矩阵乘法和矩阵求逆函数计算节点电流和电流分布。

可以使用ODE求解器求解动态响应方程。

可以使用MATLAB的绘图函数绘制电力系统的电流分布和故障点的电压。

总结起来,电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计涉及建立电力系统模型、编写短路计算程序并使用MATLAB的数值计算和数据可视化工具进行计算和分析。

matlab实验 电力系统短路分析

matlab实验 电力系统短路分析

实验二 短路电流计算程序的实现一、三相短路电流计算程序计算短路电流周期分量,如I ''(I ')时,实际上就是求解交流电路的稳态电流,其数学模型也就是网络的线性代数方程,一般选用节点电压方程。

方程的系数矩阵是对称的。

在短路电流计算中变化的量往往是方程的常数项,需要多次求解线性方程组。

1.等值网络图2-1给出了不计负荷情况下计算短路电流I ''的等值网络。

在图2-1(a )中G 代表发电机端电压节点,发电机等值电势和电抗分别为E '' 和dx '',D 表示负荷节点,f 点为直接短路点。

应用叠加原理如图2-1所示。

正常运行方式为空载运行,网络中各点电压均为1;在故障分量网络中。

只需作故障分量的计算。

由图2-1的故障分量网络可见,这个网络与潮流计算的网络的差别在于发电机节点上多接了对地电抗dx ''。

当然如果短路计算中可以忽略线路电阻和电纳,而且不计变压器的实际变比,则短路计算网络较潮流计算网络简化,而且网络本身是纯感性的。

1E ''x1E '' x 1E '' x 1-=1=图2-1 在不计负荷情况下计算短路电流I ″的等值电路2. 用节电阻抗矩阵计算短路电流如果已经形成了故障分量网络的节点阻抗矩阵,则矩阵中的对角元素就是网络从f 点看进去的等值阻抗,又称为f 点的自阻抗。

fi Z 为f 点与i 点的互阻抗,均用大写Z 表示。

由节点方程中的第f 个方程:n fn f ff f f I Z I Z I Z U ++++=11。

ff Z 为其它节电电流为零时,节点f 的电压和电流之比,即网络对f 点的等值阻抗。

根据故障分量网络,直接应用戴维南定理可求得直接短路电流(由故障点流出)为fff ffz Z U I +=0(2-1)式中,f z 为接地阻抗;0f U 为f 点短路前的电压。

基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真

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。

matlab实验 电力系统短路分析

matlab实验 电力系统短路分析

实验二 短路电流计算程序的实现一、三相短路电流计算程序计算短路电流周期分量,如I ''(I ')时,实际上就是求解交流电路的稳态电流,其数学模型也就是网络的线性代数方程,一般选用节点电压方程。

方程的系数矩阵是对称的。

在短路电流计算中变化的量往往是方程的常数项,需要多次求解线性方程组。

1.等值网络图2-1给出了不计负荷情况下计算短路电流I ''的等值网络。

在图2-1(a )中G 代表发电机端电压节点,发电机等值电势和电抗分别为E '' 和dx '',D 表示负荷节点,f 点为直接短路点。

应用叠加原理如图2-1所示。

正常运行方式为空载运行,网络中各点电压均为1;在故障分量网络中。

只需作故障分量的计算。

由图2-1的故障分量网络可见,这个网络与潮流计算的网络的差别在于发电机节点上多接了对地电抗dx ''。

当然如果短路计算中可以忽略线路电阻和电纳,而且不计变压器的实际变比,则短路计算网络较潮流计算网络简化,而且网络本身是纯感性的。

1E ''x1E '' x 1E '' x 1-=1=图2-1 在不计负荷情况下计算短路电流I ″的等值电路2. 用节电阻抗矩阵计算短路电流如果已经形成了故障分量网络的节点阻抗矩阵,则矩阵中的对角元素就是网络从f 点看进去的等值阻抗,又称为f 点的自阻抗。

fi Z 为f 点与i 点的互阻抗,均用大写Z 表示。

由节点方程中的第f 个方程:n fn f ff f f I Z I Z I Z U ++++=11。

ff Z 为其它节电电流为零时,节点f 的电压和电流之比,即网络对f 点的等值阻抗。

根据故障分量网络,直接应用戴维南定理可求得直接短路电流(由故障点流出)为fff ffz Z U I +=0(2-1)式中,f z 为接地阻抗;0f U 为f 点短路前的电压。

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计电力系统短路故障可分为三相对称短路故障(three-phase balanced faults)和不对称短路故障(unbalanced faults )。

不对称短路故障又分为单相接地短路故障(single line-to-ground fault)、两相短路故障 (line-to-line fault)以及两相接地短路故障(double line-to-ground fault)。

根据故障分析结果可以对继电保护装置、自动装置进行整定计算,我们可以建立算法来形成节点阻抗矩阵,利用节点阻抗矩阵来计算短路故障情况下的节点电压和线路电流。

一、三相对称短路故障进行三相短路计算需要两个程序:zbuild /zbuildpi和symfault程序,zbuild、zbuildpi用来在MATLAB中形成节点阻抗矩阵,symfault用来计算三相对称故障。

Zbus=zbuild(zdata)这里的参数zdata是一个(e×4)阶矩阵,e是拓扑图的总支路数目。

第一列和第二列为元素两端的节点编号,第三列和第四列分别是线路的电阻、电抗的标幺值。

连接在0节点和发电机节点之间的发电机阻抗可能是次暂态电抗、暂态电抗或同步电抗,而且这个矩阵中还包含并联电抗器和负荷阻抗。

Zbus=zbuildpi(linedata,gendata,yload)这个函数与潮流计算程序是相容的,第一个参数linedat a与潮流计算程序中的文件是一致的。

第一列和第二列为节点编号;第三列到第五列分别是线路的电阻、电抗以及1/2线路电纳值,这三项都为在统一基准容量下的标幺值;最后一列是变压器分接头位置,对线路来说,必须输入1;线路无输入顺序。

发电机参数不包含在Linedata参数中,而是包含在第二个参数gendata中,gendata是一个g×4阶矩阵,g是发电机总数。

第一列和第二列为0节点、发电机节点编号,第三列和第四列为发电机的暂态电阻和暂态电抗。

基于MATLABSIMULINK短路故障仿真及分析

基于MATLABSIMULINK短路故障仿真及分析

录摘要................................................................................................................................................. i i Abstract (II)1 引言 (1)1.1 MATLAB/Simulink概述 (1)1.1.1 MATLAB简介及特点 (1)1.1.2 SIMULINK简介及特点 (3)1.2 电力系统仿真概述 (4)1.3 基于MATLAB/Simulink电力系统仿真的发展趋势 (7)2 三相短路故障仿真分析 (9)2.1 电力系统故障简述 (9)2.2 仿真实例 (11)2.2.1 实例仿真摘要 (11)2.2.2 仿真模型建立 (12)2.2.3 三相短路故障仿真及结论分析 (20)3 同步发电机机端短路故障仿真分析 (26)3.1 暂态过程仿真及分析 (26)3.2 其它故障仿真分析 (28)4 结束语 (29)参考文献 (30)致谢..................................................................................................................错误!未定义书签。

ContentsSummary ......................................................................................................................................... i i Abstract (II)1 Introduction (1)1.1 MATLAB/ Simulink Outline (1)1.1.1 MATLAB Introduction and Features (1)1.1.2 Simulink Introduction and Features (3)1.2 Overview of Power System Simulation (4)1.3 Based on the development trend of MATLAB / Simulink Power System Simulation (7)2 Simulation and Analysis (9)2.1 Power System Fault Description (9)2.2 Simulation examples (11)2.2.1 The simulation summary (11)2.2.2 Simulation Model (12)2.2.3 Phase short circuit fault simulation analysis and conclusions (20)3 Synchronous Generator short-circuit fault simulation (26)3.1 Transient Simulation and Analysis (26)3.2 Other fault simulation analysis (28)4 Conclusion (29)References (30)Acknowledgements ..........................................................................................错误!未定义书签。

基于MATLAB求解短路问题

基于MATLAB求解短路问题

基于MATLAB求解最短路问题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:基于MATLAB求解最短路问题1.引言MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

通过本学期的学习了解和上机实践,已经初步掌握使用MATLAB工具解决实际问题的能力。

结合运筹学课程的学习,我考虑使用MATLAB求解最短路问题,而在所有求解最短路的方法中,Dijkstra算法是最为经典的一种,因此本文主要解决在MATLAB环境下使用Dijkstra算法求解最短路。

1.1 提出问题设6个城市v1,v2,......,v6之间的一个公路网(图1)每条公路为图中的边,边上的权数表示该段公路的长度(单位:百公里),设你处在城市v1,那么从v1到v6应选择哪一路径使你的费用最省。

1.2 分析问题这属于一个典型的求解最短路的问题,图中顶点代表六个城市,边上的权数表示该段公路的长度,题目所求为从v1到v6、的一条费用最省的路径,我们假设所需费用仅与路径长短有关,因此求费用最省的路径即求权值最小的路径。

网络图中各权值均为正,可以使用Dijkstra算法。

1.3 数据整理将网络图中各边的权作如下整理以方便程序运行W(1,2)=5; W(2,1)=5;W(1,3)=2; W(3,1)=2;W(2,3)=1; W(3,2)=1;W(2,4)=5; W(4,2)=5;W(2,5)=5; W(5,2)=5;W(3,4)=8; W(4,3)=8;W(3,5)=10; W(5,3)=10;W(4,5)=2; W(5,4)=2;W(4,6)=5; W(6,4)=5;W(5,6)=2; W(6,5)=2;2.数学原理2.1 Dijkstra算法介绍Dijkstra 算法思想为:设G=(V,E)是一个带权有向图(也可以是无向图,无向图是有向图的特例),把图中顶点集合V分成两组:第一组为已求出最短路径的顶点集合(用S 表示,初始时S 中只有一个源点,以后每求得一条最短路径,就将其加入到集合S 中,直到全部顶点都加入到S 中,算法就结束了);第二组为其余未确定最短路径的顶点集合(用U 表示),按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入S 中。

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析电力系统短路故障是电力系统中常见且严重的问题之一、对电力系统中的短路故障进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解和解决该问题。

本文将介绍基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析的方法。

首先,短路故障是电力系统中电流异常的一种形式,通常由设备故障或外部因素引起。

为了进行仿真,首先需要建立电力系统的数学模型。

在MATLAB中,可以使用节点或支路的导纳或阻抗矩阵来表示电力系统。

通过建立节点或支路的导纳矩阵,可以描述电力系统的电流和电压之间的关系。

其次,在进行短路故障仿真之前,需要确定故障类型和故障位置。

常见的短路故障类型包括对地短路、相间短路和两相短路等。

对于不同类型的短路故障,需要采用不同的电力系统边界条件来进行仿真。

然后,在进行短路故障仿真时,还需要考虑电力系统中各种设备的参数和特性。

这包括发电机、变压器、负载和传输线等设备的电流、电压和功率参数。

将这些参数考虑在内,可以更真实地模拟电力系统中的短路故障情况。

最后,在MATLAB中进行电力系统短路故障仿真后,可以对仿真结果进行分析和评估。

通过分析仿真结果,可以了解短路故障对电力系统的影响,并寻找解决故障的方法。

例如,可以通过改进保护装置或调整系统参数来减少短路故障对电力系统的影响。

综上所述,基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析方法可以帮助工程师更好地理解和解决电力系统中的短路故障问题。

通过建立电力系统的数学模型,确定故障类型和位置,并考虑设备的参数和特性,可以进行准确的仿真。

通过分析仿真结果,可以找到解决故障的方法,进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。

基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析

基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析

基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,其重要性不言而喻。

因为电力系统中涉及到高压、大电流的电力传输,因此电力系统故障问题一直是一个备受关注的话题。

电力系统中最常见的故障就是电路短路,而由于电力系统的复杂性,短路故障对电力系统的影响也是非常大的。

因此,电力系统短路故障的分析和解决是电力工程领域中的一个重要课题。

近年来,随着计算机软件的发展,电力系统的短路故障分析也得到了很大的改善。

其中,MATLAB 是一款功能强大的科学计算软件,非常适合用于电力系统短路故障的分析。

下面将简要地介绍基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析的相关内容。

1. 电力系统短路故障的原理电力系统是由发电机、变电站、输电线路和配电系统等构成的。

在电力系统运行中,如果电力系统中的设备、绝缘体或接触件出现损坏,会导致电路的短路。

短路的本质是电路中存在低阻值路径,通常都伴随着大电流流动,这些特点使得短路故障非常危险。

短路故障一般分为单相短路和三相短路两种类型,其中三相短路是最为常见和严重的,因此本文主要讨论三相短路的分析方法。

2. MATLAB 程序设计介绍MATLAB 是一种基于矩阵运算和数值计算的高级工具,是进行科学计算和工程仿真的重要环境。

该软件具有强大的计算功能和友好的交互式界面,可以帮助电力工程师进行复杂的计算和仿真,从而更好地分析电力系统的短路故障。

下面将介绍 MATLAB 中电力系统短路故障分析的实现方式。

3. 电路模型及参数定义在 MATLAB 中进行电力系统短路故障分析前,需要先定义电路模型,即将电力系统抽象为一个电路图。

在电路图中,每个设备用阻抗、电抗和电感等元器件来表示,这些元器件的参数需要根据实际电路的物理特性来确定。

例如,发电机可以表示为电压源模型,输电线路可以表示为电阻、电感和电容模型,而负荷则可以表示为电阻模型等。

将这些元器件通过连线连接起来,就可以得到电力系统的电路模型,从而进行短路故障分析。

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(2).短路电流使设备发热增加,短路持续时间较长时,设备可能过热以致 损坏。
(3).短路时系统电压大幅度下降,对用户影响很大。系统中最主要的电力 负荷是异步电动机,它的电磁转矩同端电压的平方成正比, 电压下降时,电动机 的电磁转矩显著减小, 转速随之下降。 当电压大幅度下降时, 电动机甚至可能停 转,造成产品报废,设备损坏等严重后果。
由前述分析可知,在求解各种不对称故障时,故障支路的正序电流分量 可用如下同式表示。
(4).当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时,并列运行的发电厂 可能失去同步,破坏系统稳定,造成大片地区停电。 这是短路故障的最严重后果。
( 5) .发生不对称短路时,不平衡电流能产生足够的磁通在邻近的电路内感 应出很大的电动势, 这对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统 等会产生严重的影响。
第一章•电力系统短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;
3.
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。
礙鸵机笈电前 变性曇 ■电歧踣餐压■;
图1-1动力系统、电力系统和电力网示意图
电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路占大多数,两相 短路较少,三相短路的机会最少。所以我们应对单相短路引起足够的重视, 对单 相短路的研究是有其重要意义的,所以本章重点就是研究单相短路故障在MATLAB^的运用和分析。
在所讨论的各种不对称故障的分析计算中, 求出的各序电流、 电压对称分量 及各相电流、电压值,一般都是指起始时或稳态时的基频分量。
在工程计算中都假定发电机转子是对称的, 也就是忽略了不对称短路时的高
次谐波分量。这种假定对稳极发电机和d轴及q轴都装有阻尼绕组的凸极发电机 是比较切合实际的。
2.2
2.2.1. 正序等效定则
(4).其他,例如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
2.
随着短路类型、发生地点和持续时间的不同,短路的后果可能只破坏局部地 区的正常供电,也可能威胁整个系统的安全运行。 短路的危险后果一般有以下的 几个方面:
(1).短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流,由于 短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的机械应力,可能使导体和它们的支 架遭到破坏。
二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:
本文介绍了MATLAB软件在电力系统中的应用,以及利用动态仿真工具
Simulink。MATLAB 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!电力系统仿真研究的有力工具。
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南昌大学科学技术学院
课程设计报告
题目 电力系统短路故障分析 学生姓名 杨建伟 学科部 信息学科部 专业班级 电气122
课程设计地点 电机301
指导教师 吴敏 黄灿英
课程设计(论文)任务书
一、课题设计(论文)题目:
基于MATLAB勺电力系统单相短路故障分析与仿真
二、电力系统单相短路计算
2.1简单不对称故障的分析计算
在电力系统的故障中, 仅在一处发生不对称短路或断线的故障称为简单不对 称故障。它通常分为两类 , 一类叫横向不对称故障,包括两相短路,单相接地短 路以及两相接地短路三种类型。 这种故障发生在系统中某一点的一些相之间或相 与地之间, 是处于网络三相支路的横向, 故称为横向不对称故障, 其特点是由电 力系统网络中的某一点(节点)和公共参考点(地接点)之间构成故障端口。该 端口一个是高电位点, 另一个是零电位点。 另一类故障时发生在网络沿三相支路 的纵向, 叫纵向不对称故障, 它包括一相断相和两相断相两种基本类型, 其特点 是由电力系统网络中的两个高电位之间构成故障端口。
、课程设计(论文)工作内容及完成时间:
引言
随着电力工业的发展,电力系统的规模越来越大,在这种情况下,许多大
型的电力科研实验很难进行,尤其是电力系统中对设备和人员等危害最大的事故
故障,尤其是短路故障,而在分析解决事故故障时要不断的实验,在现实设备中
很难实现,一是实际的条件难以满足;二是从系统的安全角度来讲也是不允许进 行实验的。考虑这两种情况,寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿 真工具十分重要,而MATLAB^件中的SIMULINK是用来对动态系统进行建模、仿 真和分析的集成开发环境,是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统 仿真工具,为解决具体的工程问题提供了更为快速、 准确和简洁的途径。电力系 统中输送和分配电能的部分称为电力网, 它包括升降压变压器和各种电压等级的 输电线路,动力系统、电力系统和电力网简单示意如图1-1o
分析计算不对称故障的方法很多, 如对称分量法、 分量法以及在abc坐标系 统中直接进行计算等。目前实际中用的最多的和最基本的方法仍是对称分量法, 现在就重点介绍这种方法,其他方法只做简略的介绍。
应用对称分量法分析计算简单不对称故障时, 对于各序分量的求解一般有两 种方法:一种是直接联立求解三序的电动势方程和三个边界条件方程; 另一种是 借助于复合序网进行求解, 即根据不同故障类型所确定的边界条件, 将三个序网 络进行适当的链接,组成一个复合序网,通过对复合序网的计算,求出电流、电 压的各序对称分量。由于这种方法比较简单,又容易记忆,因此应用较广。
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