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基于MATLAB仿真的电力系统短路故障分析 基于MATLAB仿真的电力系统短路故障分析

格式:word 上传:2022-06-25 14:56:32

《基于MATLAB仿真的电力系统短路故障分析》修改意见稿

1、“.....而交轴短路电流经震荡衰减为零。图发电机端突然两相短路时的三相定子电流仿真波形图从图中可以看出,当发电机端突然两相短路时,相中没有短路电流相的短路电流和前面波形相同,幅值变小。基于仿真的小电流接地系统单相故障分析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和限制过电压两个因素。我国规定及以上电压等级的系统采用中性点直接接地方式,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仍然保持对称,对负荷的供电没有影响,因此,在般情况下都允许系统再继续运行小时,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倍,为了防止故障进步扩大成两点或多点接地短路,就应及时发出信号......”

2、“.....隶属于中性点不接地方式的还有中性点经消弧线圈接地。所谓消弧线圈,其实就是电抗线圈。由于导线对地有电容,中性点不接地系统中相接地时,接地点接地相电流属容性电流。而且随着网络的延伸,电流也愈益增大,以至完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压,甚至发展成严重的系统性事故。为避免发生上述情况,可在网络中些中性点处装设消弧线圈。由于装设了消弧线圈,构成了另回路,接地点接地相电流中增加了个感性电流分量,它和装设消弧线圈前的容性电流分量相抵消,减小了接地点的电流,使电弧易于自行熄灭,提高了供电可靠性。小电流接地系统单相故障特点简介图中性点不接地系统对于如图所示的中性点不接地系统,单相接地故障发生后,由于中性点不接地,所以没有形成短路电流通路,故障相和非故障相都将流过正常负荷电流,线电压仍然保持对称,因此可以短时不予切除。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......”

3、“.....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。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。中性点不接地系统发生单相接地时的故障特征如下在发生单相接地时,零序电压会在全系统网络中出现。在非故障的元件上有零序电流,其数值等于本身的对地电容电流,电容电流的实际方向为由母线流向线路。在故障线路上,零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和,数值般较大,电容电流的实际方向为由线路流向母线。图中性点经消弧线圈接地系统对于如图所示的中性点经消弧线圈接地系统,正常情况下,接于中性点与大地之间的消弧线圈无电流流过,消弧线圈不起作用当接地故障发生后......”

4、“.....在这个电压的作用下,将有感性电流流过消弧线圈并注入发生接地故障的电力系统,从而抵消在接地点流过的电容性接地电流,消除或者减轻接地电弧电流的危害。需要说明的是,经消弧线圈补偿后,接地点将不再有容性电弧电流或者只有很小的电容性电流流过,但是接地确实发生了,接地故障可能依然存在其结果是接地相电压降低而非接地相电压依然很高,长期接地运行依然是不允许的。小电流接地系统仿真模型构建中性点不接地系统的仿真模型及计算图中性点不接地系统仿真模型图的参数设置图参数设置图三相电压电流测量模块的参数设置图故障模块的参数设置利用建立个中性点不接地系统的仿真模型,如图所示。在仿真模型中,电源采用模型,输出电压为,内部接线方式为形联接,其他参数与图设置相同。模型中共有条输电线路,均采用模型,线路的长度分别为,其他参数相同。参数设置如图所示。需要说明的是,在实际的配电系统中,单回架空线路的输送容量般在,输送距离的适宜范围为的要求越来越高......”

5、“.....而且随着整个社会对于电能的需求和依赖越来越大,造成的危害和影响有增无减。因此,在发生故障时,运用已知的故障信息,辅助工作人员进行故障诊断,及时应对和处理各种事故是项重要而有意义的课题。电力系统是由发电机变压器输电线路用电设备组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互连元件可以分为两类类是电力元件,它们对电能进行生产变换输送和分配消费另类是控制元件,它们改变系统的运行状态,如同步发电机的励磁调节器以及继电器等。各种突然的扰动会影响电力系统的运行,由于这些扰动使电力系统处于暂态过程之中,运行参量因此可能发生较大的变化。运行参量在暂态过程中的变化可能会对系统造成危害。例如,设备的绝缘损坏可能是因为断路器操作引起的过电压造成的短路故障引起的短路电流比正常电流大得多,电气设备可能因其热效应而损坏,而且网络结构可能因短路故障而改变,各种发电机的输出功率因而可能改变,造成各发电机输入功率和输出功率不平衡......”

6、“.....因此,必须对电力系统的各种暂态过程进行分析研究,以确保电力系统安全运行。电力系统的转动元件,如发电机和电动机,由于机械转矩和电磁转矩之间的不平衡而引起的暂态过程,通常称为机电过程。在变压器输电线等元件中,由于并不牵涉角位移角速度等机械量,故其暂态过程称为电磁过程。如前所述,电力系统受到扰动后,各种暂态过程是同时进行的,但实践证明,我们可以针对需要解决的实际工程技术问题,采用些合理的假设,忽略些相互影响的因素,抓住过程中的主要矛盾进行研究。本文通过介绍无穷大功率电源供电系统三相短路及其仿真实例,同步发电机机端突然发生三相短路以及仿真实例和小电流接地系统单相故障的仿真实例等故障类型,加深了对电力系统各种故障的了解及危害,为以后应对这些故障过程提供了些可参考的例子。参考文献张志涌。精通北京北京航空航天大学出版社,陈玉林电网故障诊断方法综述中国电力国家电力调度通信中心全国电网典型事故分析北京中国电力出版社,毕天姝,倪以信......”

7、“.....,孙雅明,廖志伟基于事件序列数据挖掘原理的高压输电线系统故障诊断仿真和容错性能分析电力系统自动化陈家斌,电气设备故障检测诊断方法及实例北京中国水利水电出版社,基于协同式专家系统及多智能体技术的电网故障诊断方法,中国电机工程学报吴欣,郭创新基于贝叶斯网络的电力系统故障诊断方法电力系统及其自动化学报赵冬梅,韩月,高曙电网故障诊断的决策表约简新算法。电力系统自动化吴天明电力系统设计与分析,国防工业出版社,李光琦电力系统暂态分析版北京中国电力出版社,何仰赞,温增银电力系统分析版武汉华中科技大学出版社,贾清泉,杨以涵,杨奇逊应用证据理论实现配电网单相接地故障选线保护电力系统自动化吴天明电力系统设计与分析,国防工业出版社,束洪春,司大军,陈学允输电线路行波测距式距离保护方法研究华北电力大学学报,,致谢随着毕业设计的完成大学四年的时光即将画上个句号,借此毕业之际我要向在大学四年中在生活学习中帮助我的老师同学表达由衷的感谢。本论文的设计得到了刘兴华老师的热心指导和悉心帮助......”

8、“.....刘兴华老师在教学时间之外,抽出宝贵的时间,指导我的论文,为我指出论文中的不足和。在此机会向刘兴华老师表示由衷的感谢,回顾大学四年时光的点点滴滴,自己在学校学到了很多东西,借此向在大学四年学习和生活中帮助我的同学和老师表达真挚的谢意,展望未来,我将在未来的学习和工作生活中,我将更加努力得应对生活中的挫折和挑战,为社会贡献自己的力量,马涛年月日。本文的仿真模型将输电线路的长度人为加长,这样可以使仿真时的故障特征更为明显,而且不用很多输电线的出线路数,不影响仿真结果的正确性。线路负荷均采用模型,其有功负荷分别为,其他参数相同,参数设置如图所示。每线路的始端都设三相电压电流测量模块将测量到的电压电流信号转变成信号,相当于电压电流互感器的作用,其参数设置如图所示。在仿真模型中,选择在第条出线的处发生相金属性单相接地,故障模块的参数设置如图所示......”

9、“.....故障点的接地电流则可以如图所示的万用表测量方式得到。根据以上设置的参数,可以通过计算得到系统在第条出线的处发生相金属性单相接地时各线路始端的零序电流有效值为,。同理可得接地点的电流为中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算图中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型在如图所示的基础上,建立中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型如图所示,即在电源的中性点接入个电感线圈,其他参数不变。在各级电压网络中,当全系统的电容电流超过定数值对于电网超过电网超过,电网超过时就应装设消弧线圈。如果要使接地点的电流近似为,应满足式中,为消弧线圈的电感为系统三相对地电容。根据图中的线路参数,可求得因此为实现完全补偿应有由于完全补偿存在串联谐振过电压问题,因此实际工程常采用过补偿方式,当取过补偿度为时,经计算消弧线圈的电感。图消弧线圈的参数设置通过以上计算,模型中消弧线圈的参数设置如图所示,线圈所串电阻为阻尼电阻......”

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