基于matlab的电力系统短路电流计算

湖北民族学院

信息工程学院

题目: 基于matlab的电力系统短路电流计算

专业：电气工程及其自动化

班级： 0308407

学号： *********

学生姓名：

指导教师：

2011年6 月1 日

信息工程学院课程设计任务书

年月日

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要

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软件中的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。

关键词：短路电流计算，MATLAB，仿真

Abstract

Along with the development of the electric power industry, the scale of the power system is more and more big, in this case, many large power research is difficult to, especially in the power system, equipment and personnel to the harm such as the biggest accident, especially fault fault location, and on the analysis of the accident to solve the fault of the experiment, in the reality constantly in equipment, it is difficult to accomplish a is practical conditions to meet; The security of the system from the perspective is not allowed in the experiment. Consider the two kinds of circumstances, for one of the most close to power system actual the operation condition of digital simulation tool is very important, and MATLAB software SIMULINK is used for the dynamic system modeling, simulation and analysis of the integrated development environment, is combined with the block diagram interface and interactive simulation of nonlinear dynamic system ability of simulation tools, to solve the specific engineering problem, provides a more rapid, accurate and simple way.

Keywords: short-circuit current calculation, MATLAB, the simulatio

摘要 (4)

1 概述 (5)

1.1短路产生的原因 (5)

1.2短路的危害 (6)

1.3短路故障分析的内容和目的 (6)

1.4防范短路电流的措施 (6)

2短路计算 (7)

2.1简单不对称故障的分析 (7)

2.2短路电流的计算过程 (8)

2.2.1选择基准值 (10)

2.2.2计算系统各元件阻抗标幺值 (10)

2.2.3求短路电流的周期分量及冲击电流 (10)

3用MA TLAB计算短路电流 (11)

3.1MA TLAB简介 (11)

3.1.1MATLAB应用 (12)

3.2Simulink简介 (12)

3.2.1Simulink功能 (12)

3.2.2Simulink特点 (13)

3.3用MATLAB计算短路电流的实现 (13)

3.3.1短路计算内容概述 (14)

3.3.2电力系统短路电流计算仿真运行 (15)

3.3.3仿真参数设置 (15)

3.3.4仿真结果 (16)

4 总结 (18)

参考文献 (19)

1 概述

1.1短路产生的原因

(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短路的危害

（1）由于短路时产生的很大的点动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件破坏；

（2）短路时电路中电压要骤降，严重影响其中电气设备的正常运行；

（3）短路时保护装置动作，要造成停电，而且越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大；

（4）严重的短路要影响电力系统的运行稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；

（5）不对称短路包括单相短路的两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路，电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

1.3短路故障分析的内容和目的

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。

1.4防范短路电流的措施

1.做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。

2.正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。

3.在变电站安装避雷针，在变压器四周和线路上安装避雷器，减少雷击损害。

4.保证架空线路施工质量，加强线路维护，始终保持线路弧垂一致并符合规定。

5.带电安装和检修电气设备，注重力要集中，防止误接线，误操作，在带电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施。