【《基于MATLAB的35kV變電站短路故障仿真探究7000字（論文）》】

基于MATLAB的35kV變電站短路故障仿真研究 1第1章緒論 11.1研究背景及意義 11.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2第2章35kV變電站短路故障基本理論 22.1小電流接地系統(tǒng) 22.2小電流接地故障種類及概率 3第3章基于MATLAB的35kV變電站短路故障仿真模型建立 43.1MATLABJ簡介 43.2變壓器參數(shù)模塊 53.3線路參數(shù)模塊 9 3.5電壓電流測量模塊 3.6其他參數(shù)設(shè)計(jì) 3.7零序電流模塊 第4章基于MATLAB的電力系統(tǒng)單相短路仿真 參考文獻(xiàn) 1第1章緒論的方法來發(fā)展經(jīng)濟(jì)。這導(dǎo)致了自然環(huán)境的惡化和城市環(huán)境的逐步惡化"。跟過去相的意義何在?但是這些都不是不進(jìn)行發(fā)展的借口，綠水青山我們要，發(fā)家致富我們2的可能性。上述理論知識可在35kV變電站進(jìn)行短路建模與仿真，作為本研究的研的程度來實(shí)現(xiàn)低損耗[3]。1953年，出現(xiàn)了600公以后，美國和蘇聯(lián)相繼進(jìn)行了爭奪，將傳輸電壓水平從500kV增加到1000kV。同樣地，隨著輸電線電壓水平的提高，變電站也相應(yīng)的具有相應(yīng)的電壓水平6,變電電站技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展，這些技術(shù)逐步應(yīng)用于35kV變電站，目前，即使在第三世界變電站一般設(shè)置在配電網(wǎng)的終端，許多生產(chǎn)廠第2章35kV變電站短路故障基本理論35kV變電站通常為小電流接地系統(tǒng)。對于小電流接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)接地方式3正常運(yùn)行的法律法規(guī)，35kV系統(tǒng)單相接地故障時(shí)，最大凝結(jié)電流不得超過12A,10kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地容量的最大電流不能超過20A。電纜在上海究的35kV短路變電站的建模與仿真中，變電所35/10kV變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)未與比例高達(dá)67%。4第3章基于MATLAB的35kV變電站短路故障仿真模型建立為了對35kV變電站短路故障進(jìn)行建模和仿真，必須使用MATLAB軟件進(jìn)行仿能強(qiáng)大、使用方便，而且采用了傳統(tǒng)的WINDOWS界面。(請參見圖1)。0o如hg內(nèi)》|2/×ut圖1MATLAB軟件操作界面數(shù)語句。在MATLAB軟件中，用戶不需要編寫每個(gè)數(shù)學(xué)計(jì)算過程的代碼，直接使經(jīng)過這種方法是能夠有效的節(jié)省用戶大量的時(shí)數(shù)學(xué)計(jì)算上花費(fèi)大量的時(shí)間和人力，從而增加用戶更多的時(shí)間去思考怎樣解決問題。需要提及的是MATLAB軟件獨(dú)特的數(shù)據(jù)可視化功能。我們可以通過MATLAB軟件進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)，從而使仿真的結(jié)果和計(jì)算的結(jié)提供高質(zhì)量的圖像顯示。在不同的領(lǐng)域，會(huì)有各種各樣的仿真軟件，有些復(fù)雜的仿5編寫了各種程序工具箱，在MATLAB軟件中，大致可分為：主程序、工具箱和模塊主要用于對35kV變電站的短路故障進(jìn)行建模和仿真。M語言主要用來編寫主仿真結(jié)果，在MATLAB軟件中可以將仿真結(jié)果顯示為數(shù)據(jù)或圖形，最后對仿真結(jié)電源，并且三相線電壓設(shè)置為35kv,A相的相角設(shè)為-90,頻率為50Hz,短路電平為100VA,基極電壓為37kv,電抗與電阻比10。(見圖2)6Three-PhaseSouThree-phasevoltagesourceinserieswithRPhaseangleofphaseA(degrees):回圖2電源參數(shù)設(shè)計(jì)Y/YN,其它參數(shù)可用其相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，變壓器電阻可以表漏感主要使用下面所述公式進(jìn)行表達(dá)：7勵(lì)磁電阻主要使用下面所述公式進(jìn)行表達(dá)：勵(lì)磁電抗使用下面所述公式表達(dá)為：因此，在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，其變壓器的頻率為50Hz,繞組1:電壓為35kv,R1為0.002,L1為0.08,繞組2:電壓為10kv,R2為0.002,L2為0.08,磁化電阻為0.5,磁化電感為1,連接方式設(shè)置為Y/Yn,參考圖3所示。8BlockParameters:Three-PhaseTransformer(TwoWindiThree-PhaseTransformer(TwoWindings)(mask)(link)—Nominalpowerandfrequency[Pn(VAWinding2parameters[V2Saturationcharacteristic[i1,phil:i2,phi2:..](pu9(b)變壓器連接配置圖3變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)單位長度和阻力分別為0.17和0.23,單位長度的感應(yīng)量分別為1.2和5.48,單位長度電容分別為9.697和6,線路長度為15km,如圖4所示。DistributedParametersLine(mask)(link)—DistributedParametersLine(mask)(link)—ImplementsaN-phasesdistributedparameterlinemodel.TheR,L,andClineparametersaresTomodelatwo-,three-,oraparametersvectors:thepositiveandzeroatwo-phaseorthree-phasetransposedlinzero-sequenceforasix-phaselines).NumberofphasesN3perperlength(H/km)[N*Nmatrix]or[L?LOlength(F/km)[N*Nmatrix]oQKCancelHelp段，但也可以指定故障類型、錯(cuò)誤時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，相電壓為35kv,A相的相位角位-90,頻率位50Hz,三相電平為100VA,基極電壓為37kv,電抗與電阻比值為10,如圖5所示，該圖主要是以電力系統(tǒng)A相接地故障作為范例進(jìn)行演示。圖5故障參數(shù)設(shè)計(jì)選取yes,圖6所示為其設(shè)計(jì)參數(shù)方法。BlockParameters:Three-PhaseV-IMeasurementThree-PhaseVIMeasurement(mask)(parameterizedlink)Three-PhaseVIMeasurement(mask)(parameterizedlink)Idealthree-phasevoltageandcurrentmeTheblockcanoutputthevoltagesandc□Voltagesinpu,basedonpeakvalueofnominalphase-to-groundvoltage圖6故障參數(shù)設(shè)計(jì)圖7是對35kV變電站的短路故障進(jìn)行建模和仿真而創(chuàng)建的仿真模型。在模擬不一樣的仿真模型文件必須使用不同的仿真算法。在35kV變電站的短路故障中使用MATLAB軟件進(jìn)行建模和仿真中，應(yīng)使用可變步長來快速獲得操作的結(jié)果，如圖7所示：3.7零序電流模塊逆流測試用于分析各個(gè)級別的逆流保護(hù)的靈敏度和可靠性。I2:每個(gè)段的負(fù)序列值。故障超時(shí)：從輸入故障到退出每個(gè)調(diào)查項(xiàng)目的時(shí)間。通常，應(yīng)確保保護(hù)裝置在此時(shí)間內(nèi)可以完成“跳閘→重合閘→永久跳閘”的整個(gè)過程。當(dāng)前調(diào)整乘數(shù)：每個(gè)部分的負(fù)序調(diào)整值的測試乘數(shù)。倍數(shù)可以由用戶自由設(shè)置。錯(cuò)誤類型：必須在每個(gè)段中測試的錯(cuò)誤類型。不同廠家生產(chǎn)的微機(jī)繼電保護(hù)測試儀的測試方法相似。電工必須熟悉參數(shù)設(shè)置方法才能達(dá)到測試精度。3.8總仿真圖在本設(shè)計(jì)中，主要程序模塊和MATLAB軟件中的SIMULINK模塊主要用于對35kV變電站的短路故障進(jìn)行建模和仿真。該模塊中已經(jīng)封裝了許多針對用戶的實(shí)用模型，所有用戶需要做的就是創(chuàng)建仿真模塊并設(shè)置參數(shù)。選擇電源參數(shù)模塊、變壓器參數(shù)模塊、線路參數(shù)模塊、故障模塊和電壓電流測量模塊等，并將它們按順序鏈接在一起，對各個(gè)模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，通過對故障模塊設(shè)置A相短路來進(jìn)行運(yùn)行查看形成的波形圖即可獲得結(jié)果。整個(gè)仿真圖如圖8所示：DitibuladPa/meesLineDisemAPhS3圖8總仿真圖設(shè)計(jì)第4章基于MATLAB的電力系統(tǒng)單相短路仿真短路故障設(shè)置為A相短路，對其進(jìn)行仿真。點(diǎn)擊“啟動(dòng)模擬”按鈕來模擬單相接地短路過程。故障模塊不運(yùn)行的時(shí)間為0.02S。從圖9可以看出，A相故障的相電壓為0,非故障的兩相線的相電壓上升到線電壓。從圖10可以看出，由于A相故障相電流不短路，電流變化不大，非故障線路上的電流不上下浮動(dòng)，因此在單相短路的情況下，不能用電壓和電流來判斷缺陷，圖11和圖12顯示了短路發(fā)生時(shí)故障線路和非故障線路的零序分量波形圖。從圖11可以看到故障線路上的零序電流大小為4.5A,從圖12可以看出非故障線路的零序電流的值僅僅為0.7A。所以，可以從波形圖上快速判斷出缺陷線，從而可以快速地識別缺陷線。同時(shí)，可以從零序電流波形中找出故障線，同時(shí)也可以判斷出線路中零序電流的大小和方向。從圖11可以看出，零序電流的故障線初始值為正數(shù)，從圖12可以看出，不是故障線的初始值為負(fù)數(shù)。因此，可以根據(jù)零序電流的大小和方向來判斷故障線路，以達(dá)到快速隔離的目的。第5章結(jié)論本文研究了35kV變電站短路故障的建模與仿真。首先，介紹了電網(wǎng)故障的危害。其次，對35kV變電所電氣元件的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，然后對35kV變電所的配電網(wǎng)進(jìn)行了建模，采用MATLAB軟件進(jìn)行建模，變壓器的一次側(cè)不接地，利用仿真結(jié)果對故障線路進(jìn)行評估，觀察故障前后三相電流、三相電壓和零序電流的變化。對本文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對今后35kV變電站的短路缺陷進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)初期，我感覺我電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)的還是相對較好的，才選擇了這個(gè)方向。我認(rèn)為，在35kV變電站中對短路故障進(jìn)行建模和仿真需要對電力系統(tǒng)的理論知識有一定的了解。當(dāng)對MATLAB有了足夠的了解后，建模和仿真就不會(huì)消耗太多的精力和時(shí)間。但是當(dāng)我開始進(jìn)行論文仿真的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)并沒有想象中的那么簡單，這是因?yàn)槲业牟粔蛑匾暫蛯ATLAB了解的比較薄弱導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)一些困難。通過MATLAB進(jìn)行仿真可以有力地解決變電站實(shí)際運(yùn)行中遇到的一些問題。因此，在設(shè)計(jì)開始之前，我選擇了在日常生活中常見的短路故障來進(jìn)行仿真。從這次的仿真過程中我學(xué)到了很多的知識，豐富了很多電力系統(tǒng)上的知識。本次設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真并不是最終的目的，利用這些仿真過程中的思想解決問題才是真正的目的。同時(shí)，在老師的細(xì)心指導(dǎo)和不斷的幫助下，這次設(shè)計(jì)的35kV變電站短路故障的建模和仿真中經(jīng)過一次次的修改和確認(rèn)已經(jīng)滿足了預(yù)期的目標(biāo)和要求?？墒?，我對35kV變電站的了解的還微乎其微，并且對其文獻(xiàn)的查閱能力和仿真能力并不是很高，此外，給出的時(shí)間并不是很長，因此，在此設(shè)計(jì)35kV變電站的建模和仿真上，還是存在很大的改進(jìn)空間和提升的。源科學(xué)，2021,39(03):180184.[3]劉石川，慕騰，閆桂紅等.特高壓網(wǎng)架背景下內(nèi)蒙古電網(wǎng)限制短路電流措施研究[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2021,39(01):37-41.[4]孫汝楊.高速鐵路全電纜電力貫通線相關(guān)研究[J].電氣化鐵道，2021,32(01):2932+36.[5