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毕 业 文
基MATLAB电力系统短路障分析仿真
院 部 机械电子工程学院
专业班级 电气工程动化
届 次 2015届
学生姓名
学 号
指导教师
装
订
线
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目 录
摘 I
Abstract II
1 引言 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究国外现状 1
2 短路障分析 1
21 年短路障 1
22 短路定义分类 2
23 短路障产生原危害 4
24 预防措施 4
25 短路障分析诊断方法 5
3 仿真建模 6
31 仿真工具简介 6
311 MATLAB特点 6
312 Simulink简介 7
313 SPS(SimPowerSystems) 8
314 GUI（图形户界面） 8
32 模型建立 8
321 限电源系统短路障仿真模型 8
322 仿真参数设置 9
4 仿真结果分析 16
41 三相短路分析 16
42 单相短路分析（A相短路例） 18
43 两相短路（AB相短路例） 22
44 两相接短路（AB相短路例） 25
5 结 28
6 前景展 28
参考文献 29
致 谢 30
Contents
Abstract II
1 Introduction 1
11 Project background to the study 1
12 The research situation at home and abroad 1
2 Analysis of shortcircuit fault 1
21 Shortcircuit fault in recent years 1
22 Definition and classification of shortcircuit fault 2
23 Causes and damage of shortcircuit fault 4
24 Precautionary measures 4
25 Method to analysis and diagnosis of shortcircuit fault 5
3 Simulation and modeling 6
31 Introduction to simulation tools 6
311 Features of MATLAB 6
312 Introduction to simulink 7
313 SPS(SimPowerSystems) 8
314 GUI（Graphical User Interfaces） 8
32 Establishment of the model 8
321 Infinite power system shortcircuit fault simulation model 8
322 Simulation parameter settings 9
4 Simulation analysis 16
41 Analysis of threephase shortcircuit 16
42 Analysis of singlephase short circuit 18
43 Analysis of twophase short circuit 22
44 Analysis of twophase short circuit to ground 25
5 Conclusions 28
6 Outlook and prospect 28
References 29
Acknowledgement 30
基MATLAB电力系统短路障分析仿真
摘：短路电力系统中容易发生障年短路引发电气事计数文详细介绍短路障产生原危害等重点介绍Simulink仿真工具电力系统中应利电力系统工具箱SPSSimulink模块电力系统障进行仿真仿真台限电源系统建模象模块选择连线参数设置等步骤电力系统出现三相短路单相短路两相短路两相接短路种障进行仿真仿真结果表明波形理分析基致说明MATLAB电力系统仿真研究中具重实价值[1]
关键词：短路 电力系统 MATLAB 障 仿真
Analysis and Simulation of Short Circuit Fault in Power System Based on MATLAB
Abstract：Short circuit is most likely to occur in power system fault there are countless electrical accidents each year due to short circuits This paper expounds the causes of faults and hazards and focuses on the application of Simulink simulation tools in power system PSB and Simulink Toolbox modules can use electric power system simulation for power system failures On the simulation platform with infinite power source system for modeling objects through module selection connection steps such as parameter settings on possible threephase short circuit singlephase power system short circuit twophase short circuit fault simulation of twophase short circuit to ground Simulation results show that the waveform analysis are consistent with the theory that illustrate the MATLAB in simulation of power system is of significant practical value
Keywords：short circuit power system MATLAB fault simulation
1 引言
11 课题研究背景
着电力工业迅猛发展电力系统规模越越已成世界覆盖面广结构复杂造系统众周知电生产输送分配四环节时进行电够储存生产安全优质济电保证电力系统安全运行成值关注课题正电力系统特殊复杂性许电力系统障发生中短路障严重年国外发生次重停电事造成巨济损失时严重影响民正常生产生活秩序[2]研究电力系统中短路障问题尤短路电流问题直受电力科技工作者高度重视[3]
12 课题研究国外现状
基电力系统复杂程度安全性角度考虑许电力系统试验已法实验室中模拟进行国外世纪80年代开始电力系统障分析做量研究工作提出许障诊断方法实际没效解决考虑电力系统实际运行情况技术安全角度讲已法进行科学实验开展电力系统障仿真显颇具现实意义实价值助计算机系列仿真软件开始诞生前应电力系统仿真软件：
（1） PSCADEMTDC程序：功研究电力系统遭受扰动者参数发生变化时观察参数时间变化规律[4]
（2） EMTP程序：功进行电力系统电磁暂态计算电力系统暂态保护装置综合选择电力系统暂态电压分析等[5]
（3） PSASP程序：功进行电力系统暂态分析稳态分析障分析等
然外MathWorks公司开发MATLAB应软件MATLAB具强计算功良动态仿真环境丰富置工具箱逐渐成电路电力电子电力系统等模块重仿真工具
2 短路障分析
21 年短路障
先组数：
2000年12月25日21时35分河南省洛阳市老城区东商厦发生特火灾正二三楼施工部分民工四楼歌舞厅200火围困关部门确认火灾已造成309死亡次火灾线路老化造成短路引起灾难[6]
2005年11月27日21时22分黑龙江省龙煤矿业公司七台河分公司东风煤矿发生特事造成171死亡48受伤直接济损失达42921万元事原采掘机电机短路引起火花引发瓦斯爆炸
2008年9月20日22时49分深圳龙岗区舞王俱乐部发生火灾导致44死亡64受伤直接济损失达七千万事直接原舞台明线路施放焰火时起火引发
2015年5月25日19时55分河南顶山市鲁山县城西琴台办事处三里河村老年康复中心发生火灾抢险员全力抢救救出44中：38死亡4轻伤2重伤事原线路老化
报道危言耸听发生真实案例统计2012年全国电气火灾数量占总火灾重299员伤亡重325济损失重414见电气火灾事会造成更高员伤亡更济损失
22 短路定义分类
短路指电位导电部分包括导电部分间低阻性短接
根短路发生部位短路障分4种类型：三相短路（K(3)）单相接短路（K(1)）两相短路（K(2)）两相接短路（K(11)）三相短路属称性短路形式称短路电力系统中发生单相短路概率约占障发生总数65发生三相短路概率般情况特远离电源（发电机）工厂供电系统中三相短路短路电流造成危害严重
Ik(3)
三相短路指三相供配电系统三相导体间短路图21示
K(3)
A
B
C
电源
O
负荷
图21 三相短路
两相短路指三相供配电系统中意两相导体间短路图22示
A
B
C
电源
O
负荷
K(2)
Ik(2)
图22 两相短路
A
单相短路指供配电系统中相中性点中线发生短路图23示
负荷
电源
B
K(1)
O
C
Ik(1)
图23（a） 单相短路
K(1)
O
负荷
A
电源
B
C
Ik(1)
N
图23（b） 含中性线单相短路
两相接短路指中性点接系统中意两相发生单相接产生短路图24示
A
B
C
电源
O
负荷
K(11)
Ik(11)
图24 两相接短路
23 短路障产生原危害
工厂供电系统间断正常电负荷供电保证工厂生产生活正常进行种种原会难免出现障进电力系统稳定性运行遭破坏实际生活中造成短路障原中原电气设备载流部分相间绝缘者相绝缘遭破坏例：
（1）设备电压（包括雷电电压）击穿[7]
（2）设备长期连续运行绝缘然老化
（3）设备质量低劣绝缘强度够
（4）设备发生闪络正常电压击穿
（5）设备受外力作绝缘受损击穿
（6）老鼠等咬坏线路者跨越线路间
（7）工作员误操作
总短路障产生原客观素观素监员较强责心严格执行种规章制度身作短路障控制范围效益
短路发生系统中出现短路电流正常负荷电流电力系统中短路电流达万甚十万安培短路电流产生危害巨：
（1） 短路电流通导体时产生热效应会引起导体绝缘受损
（2） 导体受电动力击变形甚损坏
（3） 短路会引起电网中电压降低越短路点电压降越结果部分户供电受破坏
（4） 称接短路引起衡电流产生衡磁通会邻行通信线路感应出相电动势造成通信系统干扰甚危设备身安全[8]
（5） 短路会破坏发电机步性造成系统瓦解严重时会引发片区停电
24 预防措施
预防短路障措施限制短路电流缩短短路电流持续时间减少发生短路机会具体讲：
（1）保证电气设备额定电压线路额定电压相符必须进行短路电流计算正确选择校验电气设备
（2）确保发生短路时迅速障切减少短路造成危害应该采电流速断保护装置正确选择熔体额定电流继电保护整定值
（3）减少雷击损害必须变压器附安装避雷器线路变电站安装避雷针
（4）限制短路电流采电抗器增加系统阻抗
（5） 非障部分继续运行需障线路设备电力系统中迅速掉
（6）常线路设备进行巡视检查时发现缺陷迅速进行检修线路施工完毕应立拆接线保证架空线路施工质量加强线路维护始终保持线路弧垂致符合规定[9]
（7）严格执行电力系统五防措施防止务分务合断路器防止带负荷分合隔离开关防止带电挂接线防止带接线合隔离开关防止误入带电间隔
（8）防止粉尘进入电气设备时清理防止动物进入变电站加强理严格关
25 短路障分析诊断方法
电力系统短路障时发生设备进行实时监测旦发生障迅速作出诊断确定发生障类型时排然分析短路障问题助进行电气设备选择校验目前分析短路障种方法
（1）基专家系统诊断方法
专家系统（expertsystem）根专家推理方法利计算机模型解决问题种障诊断方法推理策略障诊断知识专家系统分两类第类基启发式规推理系统继电保护断路器动作逻辑运行员诊断验定规表示出形成较系统专家知识库发生障时够立障知识库中类型进行匹配样迅速判断障时排目前效种诊断方法应范围较广泛第二类结合正反推理系统正推理反推理两种方法混合起首先根正推理建立定规然通反推理进行验证样减障发生范围根实际值理值计算信度[10]采混合推理方法够时提高该系统学力适应性
（2）基工神网络诊断方法
基工神网络（ANNartificialneuralnetwork）诊断方法美国Pitts等率先提出发展历三阶段目前应电力系统障诊断ANN：基BP（ackpropagation）算法前神网络基径基函数神网络等该障诊断程：首先根前网络部表达输入样进行前计算然较网络输出期输出间误差误差满足条件训练结束否误差信号原通路反传播逐层调整权值阀值反复直满足误差精度求
（3）基优化技术诊断方法
基优化技术（optimizationmethods）诊断方法种基数学模型诊断方法基思路电力系统障诊断问题描述成01整数规划问题构造种数学解析模型应优化技术寻找问题优解
（4）基Petri网络诊断方法
离散事件系统建模中Petri网络种理想工具通构造图组合模型形成矩形运算描述严格数学象电力系统发生障时做动态系统障发生属离散程通类保护动作级电压变化反映障障切程做系列活动事件组成应实体相联系动态事件包括实体活动（例断路器继电保护装置等）信息流活动（例信号传递控制指令发送检测信号流等）[11]
（5）基粗糙集理诊断方法
粗糙集理（roughsettheory）波兰专家ZPawlak1982年提出种新型数学工具处理确定性完整性问题具重实价值[12]够效分析处理致精确完整等系列完备数需方法样赖处理问题需数外先验信息够挖掘隐含知识发现潜规律鉴优越性现已渐渐称发展新趋少相关研究员已尝试引障诊断系统中
（6）基模糊集理诊断方法
模糊集理(fuzzysettheory）电力系统障诊断中分两种情况：种认诊断信息正确障应动作保护装置断路器状态间存确定关联关系模糊隶属度种性进行描述度量种认诊断报警信息错误根系统网络拓扑障发生动作保护断路器状态赋予报警信息信度专家系统ANN出障诊断结果模糊输出[13]
（7）基代理系统诊断方法
代理系统（multiagent system简称MAS）做种分布式智化基工试验台[14]某复杂问题逻辑者物理进行分解时问题子问题会拥属信息子问题相互融合求解终问题MAS研究重点协调逻辑物理分离具目标Agent行联合采取行动求解问题协调知识希意图规划行动信息资源进行合理安排限度实现目标总体目标更复杂更规模问题解决起重作MAS解决规模电力系统障诊断问题前途发展方MAS中Agent知识行协调协作深入解决核心问题[15]
3 仿真建模
31 仿真工具简介
引言中已解前国外应仿真软件PSCADEMTPMATLAB等文研究重点建立MATLAB基础进行电力系统短路障仿真仅介绍MATLAB仿真工具
311 MATLAB特点
MATLABmatrixlaboratory两单词组合取前三字母组成词意矩阵工厂（矩阵实验室）美国MathWorks公司开发高级数学应软件算法开发数视化数分析数值计算种高级技术计算语言适交互式环境国际科学计算软件代表MATLAB功强具备特点：
（1） 语言简洁灵活库函数丰富MATLAB程序书写形式程序带函数库户根求直接调库函数样书写复杂子程序 省略必编程务需指出库函数中程序该领域专家编写性容置疑
（2） 运算符丰富知道C语言运算符非常丰富MATLABC语言编写MATLAB运算符十分庞灵活运运算符编程容易
（3） 高效性MATLAB具结构化控制语句for循环while循环ifelse语句等语句功十分强
（4） 简单易学适应MATLAB需户具高深数学功底需强程序设计力更需户深刻解算法编程技巧初学者肯钻研轻松掌握夸夸谈时MATLAB程序设计严格度较
（5） 移植性编写程序进行直接拷贝计算机操作系统中利执行
（6） 图形功强MATLAB里数视化非常简单具较强图形编辑力
（7） 扩展性MATLAB包含功强工具箱分功性工具箱科学性工具箱两类功性工具箱扩充符号计算功文字处理功图示建模仿真功硬件实时交互功[15]学科性工具箱专业性较强control toolbox signal processing toolbox communication toolbox 等工具箱专业士编写户直接需编写
（8）开放源程序带函数外MATLAB核心文件工具箱文件进行读写操作户根源文件进行修改样成工具箱
312 Simulink简介
SimulinkMATLAB软件中种视化仿真工具种基MATALB框图设计环境时实现动态系统建模仿真分析软件包强功广泛应线性系统非线性系统数字控制数字信号处理建模仿真中Simulink种动态系统交互环境进行建模分析仿真中包括连续系统离散系统混合系统连续采样时间离散采样时间者两种混合采样时间进行建模支持速率系统系统中部分具采样速率系统Simulink提供种通鼠标拖拽建立系统框图模型图形交互台Simulink库里丰富种功模块户根需迅速创建动态系统模型Simulink提供建立模型方块图图形户接口（GUI）创建程需单击拖动鼠标够完成提供种更快捷更直接方式户立系统仿真结果时Simulink集成Stateflow建模仿真复杂事件驱动系统逻辑行
Simulink模块库模型构造分析指令演示程序三部分构成Simulink环境中微分方程者查分方程描写动态系统户需编写文形式程序通简单鼠标操作形象建立期数学模型进行仿真分析研究运行Simulink三种方式：
（1） MATLAB命令窗口键入simulink指令敲击回车
（2） 点击MATLAB工具条simulink快捷键图标
（3） MATLAB菜单中执行File→New→Model操作会弹出新建立模型窗口名untitled
313 SPS(SimPowerSystems)
Simulink窗口中清楚专门电气仿真建立窗口SimPowerSystems户应SPS模块方便进行电力系统分析仿真数值处理设计根建立数学模型具体模拟求模块库中选择合适模块组合起直接系统进行仿真分析计算[16]SPS涵盖电路电力电子电力系统电气传动等电气学科中常基元件系统仿真模型电力研究者带便利8子模块库组成：电源元件库(Electrical Sources)基线路元件库(Elements)附加元件库(Extra Library)电机元件库(Machines)测量元件库(Measurements)相位元件库(Phasor Elements)电力电子元件库(Power Electronics)电力系统分析元件模型(Powergui)
314 GUI（图形户界面）
GUIGraphical User Interfaces简称通常种包含种图形象界面典型图形界面包括图形显示功钮控件户定义功菜单等界面实现种功户需图形象进行布局事件编程样户激活应GUI象时执行相应事件行必须保存发布创建GUI户应GUI象GUI中重三种方法：M文件创建GUI象GUIDE创建GUI象标准菜单定制
32 模型建立
321 限电源系统短路障仿真模型
电力系统发电机变压器电力线路电力户等组成整体集生产输送分配消费电统系统外电力系统包括继电保护装置电力通信装置安全动装置调度动化装置通机械电方式联入电力系统中设备(发电机励磁调节器调速器等)等构成辅助系统通常称二次系统保证电力系统安全运行电力网络电力系统中输送变换分配电部分输电网络般电力系统中高电压等级电网电力系统网络[17]时输电线路联络相邻电力系统联系相邻枢纽变电作配电网电枢纽变电分配配电变电户供电电力网络
基述理文单机穷电源系统作仿真模型图31示电源容量设5000MVA发电机端电压500KV线路L长度200km变压器采双绕组变压器接法YYg变500121容量设100MVA短路损耗100KW空载损耗25KW空载电流I008短路电压百分数105004s时刻变压器低压母线发生短路障008s时刻障切
K
T
L
S
～
G1
图31 系统简化图
系统简化图MATLAB中执行simulink命令新建名fangzhen文件进simulink库中找需元件通鼠标拖拽方式建立图32示仿真模型然图32中加测量显示元件万表MultimeterScope等
图32 单机限电源系统短路障仿真模型图
322 仿真参数设置
（1）电源
电源采Threephase Source峰值振幅（Peak Amplitude）设500KV初始相位（Phase）设0频率(Frequency)设50Hz部连接方式（internal connection）选择Y接参数变图43示
图33 电源模块参数设置
（2）线路
线路采Distributed Parameters Line分布参数输电线路频率（Frequency）设50Hz长度（Line length）设200（km）参数变图34示
图34 线路模块参数设置
（3）变压器
变压器采Threeephase Transformer (Two Windings)容量频率（Nominal power and frequency）分设100MVA50Hz部连接方式设YYg参量通相关公式求出参量折算500KV侧求解：
变压器电阻
变压器电抗
变压器漏感
变压器励磁电阻
变压器励磁电抗
变压器参数设置图35
图35 变压器参数设置
（4）障模块
选三相短路障模块Threephase FaultPhase A FaultPhase B FaultPhase C Fault选项设置障类型Ground Fault选项设置障否接Transition status选项设置障状态1障发生0障排（者说障）通Transization times设置障起始时间参数变图36示
图36 障模块参数设置
（5）电压电流测量模块
选ThreePhase VI Measurement作电压电流测量模块测量选项进行定义时勾选Use a label选项文定义四变量VabcIabcVabc1Iabc1参数做修改图37示
图37 电压电流测量模块参数设置
（6）相序分析仪
相序分析仪Discrete 3phase Sequence Analyzer专门分析三序分量仪器频率设25（Hz）通Sequence选项选择正序负序零序分析特点参数保持变图38示
图38 相序分析仪参数设置
（7）参数设置
开仿真参数话框（Simulink→Configuration Parameters）Start time设0Stop time设02求解程序类型选项选择ode23tb(BogackiShampine)参数变图39示
图39 仿真参数设置
4 仿真结果分析
41 三相短路分析
（1）电压分析
三相短路障发生器勾选Phase A FaultPhase B FaultPhase C Fault模拟三相短路程点击仿真开始钮双击Scope3清楚发电机端三相短路电压波形图41示004s前三相电压波形相呈现完美正弦波004s时候触发障发生器发生三相短路障非常段时间ABC三相电压幅值骤降次暂态电抗值电压幅值范围升高暂态电抗次暂态电抗接着范围波动三相电压呈现正弦波形达稳态008s时刻切障三相电压时间范围幅值骤增数次规波动逐渐恢复初始状态
图41 三相短路发电机端电压波形
双击Multimeter万表模块通添加测量元素障处电压波形
图42
图42 三相短路障处电压波形
图知短路障发生前变压器低压侧三相电压相等相位互差120°004s时刻发生三相短路障ABC三相电压瞬间降0变压器低压侧绕组连接方式Yg008s时刻障切直流分量存波形出现畸变幅度摆动恢复初始状态
（2）电流分析
双击Scope4发电机端电流波形图43示004s发生短路障电流瞬间增三相电流称008s障切谐波直流分量存电流波形数次波动恢复初始状态
图43 三相短路发电机端电流波形
通更改万表中测量元素障点电流波形图44示短路发生前系统属开路状态障点电流显然0004s发生短路三相电流相等相位互差120°漂亮三相电流波形008s切障恢复初开路状态电流逐渐减0
图44 三相短路障点电流波形
42 单相短路分析（A相短路例）
（1）电压分析
勾选Phase A Fault选项模拟A相短路程首先发电机端电压波形图45示
发现发电机端电压波形基没变化限放A相电压幅值降低变化明显
图45 单相短路发电机端电压波形
障点电压图46障前三相电压波形称004s发生A相接短路A相电压瞬间降0电源采Y接线方式知道非障相相电压立变线电压幅值瞬间增相位变化008s障切障点三相电压恢复初始状态
图46 单相短路障处电压波形
（2）电流分析
观察图47发现障发生时发电机端电流明显变化出结单相短路发电机端电流基没影响
图47 单相短路发电机端电流波形
观察障点三相电流图48示障发生前电路处开路状态三相电流均0004s时刻发生单相接短路障非障处电流然等0接相A相电流瞬间增通更改障切时间发现A相电流波形逐渐移终会处称状态008s障切A相电流逐渐恢复0
48 单相短路障点电流波形
仿真模型中三相序分析仪分测量正序负序零序幅值相序图49示波形
（a） 正序
（b） 负序
(c) 零序
图49 单相短路障处序分量电流波形
观察图明显三序分量幅值波形完全相004～008s障发生期间相位完全相验证结发生单相接短路障时
（41）
43 两相短路（AB相短路例）
（1） 电压分析
勾选Phase A FaultPhase B Fault选项模拟AB两相短路程先发电机端电压波形图410004s发生障时C相电压保持变AB两相电压瞬间降低正弦规律变化008s时刻障切C相电压然受影响AB两相变化规律相终趋稳态恢复初始状态
410 两相短路发电机端电压波形
接着障点电压图411障发生前三相电压完全称004s时刻障发生AB两相电压波形瞬间重合幅值较原降低非障相C相电压保持变008s时刻障切AB两相电压着直流分量衰减逐步恢复初始状态
图411 两相短路障点电压波形
（2）电流分析
图412出004s前三相电流称004s障发生时AB两相电流幅值明显增相位变C相电流幅值相位均保持变008s障切AB两相电流幅值迅速衰减衰减频率增出现谐波数次摆动三相电流恢复初始状态
图412 两相短路发电机端电流波形
面研究障点电流波形图413示障前ABC三相电流均0004s时触发障信号AB两相电流迅速增加正弦规律变化两电流相等方相反C相电流然0008s障切AB两相短路电流正弦规律逐渐衰减0三相系统达稳态
图413 两相短路障点电流波形
障点三序电流分量波形图414发现正序负序分量波形完全相然零序波形障期间较波动幅值0016接0验证结发生两相直接短路障时
（42）
存零序电流
（a） 正序
（b) 负序
（c）零序
图414 两相短路障处序分量电流波形
44 两相接短路（AB相短路例）
（1）电压分析
勾选Phase A FaultPhase B FaultGround Fault选项模拟AB两相接短路程先发电机端电压波形图415004s发生障时AB两相电压幅值降低C相电压保持变008s时刻障切AB两相电压幅值升高终电压波形恢复初始状态
415 两相接短路发电机端电压波形
接着障点电压图416障发生前三相电压完全称004s时刻障发生AB两相电压波形瞬间重合变0非障相C相电压波形幅值骤增通分析知变线电压008s时刻障切C相电压立恢复初始状态AB两相电压范围波动恢复初始状态
图416 两相接短路障点电压波形
（2）电流分析
图417出004s前三相电流称004s障发生时AB两相电流幅值明显增相位变C相电流幅值相位均保持变AB两相电流相等方相反008s障切AB两相电流幅值迅速衰减衰减频率增数次摆动三相电流恢复初始状态
图417 两相接短路发电机端电流波形
面研究障点电流波形图418示障前ABC三相电流均0004s时触发障信号AB两相电流迅速增加正弦规律变化两电流相等方相反C相电流然0008s障切AB两相短路电流正弦规律逐渐衰减0三相系统达稳态
图418 两相接短路障点电流波形
分析两相直接短路时完全相面研究短路点序电流分量波形图419通发现正序负序分量波形两相直接短路时相差仅零序分量幅值约20产生零序电流
（a） 正序
（b） 负序
（c） 零序
图419 两相接短路障处序分量电流波形
5 结
文围绕电力系统短路障展开研究基前障试验复杂程度采MATLAB进行仿真通仿真发现MATLAB中电力系统仿真工具箱仅迅速建立仿真模型迅速结果波形理波形实际没差时发现诊断方法专家系统较常方法出结MATLAB具强仿真功现实工程中较实意义价值应该推广应
6 前景展
MATLAB仿真工具强功已成功运生产调度线成电力系统规划控制运行效分析工具电力系统设备技术进步计算机软件技术飞速发展数学方法断创新促进电力系统仿真技术断完善更新国外型电力系统仿真软件正着统数库基础功综合分析方发展集成化程度越越高仿真力进步加强具更简洁操作模式更开放性[18]预见着系列新技术新方法进步完善应电力系统仿真软件必迎崭新发展空间
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[19]吕涛电力系统仿真软件运较[J]杭州：浙江学2005
致谢
时间真快仿佛转眼间学四年时光便擦肩四年前怀着激动心情梦寐求学四年满载着知识希离开神圣方回首学四年学生活收获颇需感谢做毕业文机会四年予帮助老师学表示诚挚谢意
首先感谢导师XX位亲切称X哥老师刘老师治学严谨学识渊博讲课风格独特深受学欢迎做毕业文期间刘老师百忙中抽出时间指导指出中错误足机会导师表示衷心感谢
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祝愿母校越越
2015年X月X日
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毕 业 文
基MATLAB电力系统短路障分析仿真
院 部 机械电子工程学院
专业班级 电气工程动化
届 次 2015届
学生姓名
学 号
指导教师
装
订
线
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目 录
摘 I
Abstract II
1 引言 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究国外现状 1
2 短路障分析 1
21 年短路障 1
22 短路定义分类 2
23 短路障产生原危害 4
24 预防措施 4
25 短路障分析诊断方法 5
3 仿真建模 6
31 仿真工具简介 6
311 MATLAB特点 6
312 Simulink简介 7
313 SPS(SimPowerSystems) 8
314 GUI（图形户界面） 8
32 模型建立 8
321 限电源系统短路障仿真模型 8
322 仿真参数设置 9
4 仿真结果分析 16
41 三相短路分析 16
42 单相短路分析（A相短路例） 18
43 两相短路（AB相短路例） 22
44 两相接短路（AB相短路例） 25
5 结 28
6 前景展 28
参考文献 29
致 谢 30
Contents
Abstract II
1 Introduction 1
11 Project background to the study 1
12 The research situation at home and abroad 1
2 Analysis of shortcircuit fault 1
21 Shortcircuit fault in recent years 1
22 Definition and classification of shortcircuit fault 2
23 Causes and damage of shortcircuit fault 4
24 Precautionary measures 4
25 Method to analysis and diagnosis of shortcircuit fault 5
3 Simulation and modeling 6
31 Introduction to simulation tools 6
311 Features of MATLAB 6
312 Introduction to simulink 7
313 SPS(SimPowerSystems) 8
314 GUI（Graphical User Interfaces） 8
32 Establishment of the model 8
321 Infinite power system shortcircuit fault simulation model 8
322 Simulation parameter settings 9
4 Simulation analysis 16
41 Analysis of threephase shortcircuit 16
42 Analysis of singlephase short circuit 18
43 Analysis of twophase short circuit 22
44 Analysis of twophase short circuit to ground 25
5 Conclusions 28
6 Outlook and prospect 28
References 29
Acknowledgement 30
基MATLAB电力系统短路障分析仿真
摘：短路电力系统中容易发生障年短路引发电气事计数文详细介绍短路障产生原危害等重点介绍Simulink仿真工具电力系统中应利电力系统工具箱SPSSimulink模块电力系统障进行仿真仿真台限电源系统建模象模块选择连线参数设置等步骤电力系统出现三相短路单相短路两相短路两相接短路种障进行仿真仿真结果表明波形理分析基致说明MATLAB电力系统仿真研究中具重实价值[1]
关键词：短路 电力系统 MATLAB 障 仿真
Analysis and Simulation of Short Circuit Fault in Power System Based on MATLAB
Abstract：Short circuit is most likely to occur in power system fault there are countless electrical accidents each year due to short circuits This paper expounds the causes of faults and hazards and focuses on the application of Simulink simulation tools in power system PSB and Simulink Toolbox modules can use electric power system simulation for power system failures On the simulation platform with infinite power source system for modeling objects through module selection connection steps such as parameter settings on possible threephase short circuit singlephase power system short circuit twophase short circuit fault simulation of twophase short circuit to ground Simulation results show that the waveform analysis are consistent with the theory that illustrate the MATLAB in simulation of power system is of significant practical value
Keywords：short circuit power system MATLAB fault simulation
1 引言
11 课题研究背景
着电力工业迅猛发展电力系统规模越越已成世界覆盖面广结构复杂造系统众周知电生产输送分配四环节时进行电够储存生产安全优质济电保证电力系统安全运行成值关注课题正电力系统特殊复杂性许电力系统障发生中短路障严重年国外发生次重停电事造成巨济损失时严重影响民正常生产生活秩序[2]研究电力系统中短路障问题尤短路电流问题直受电力科技工作者高度重视[3]
12 课题研究国外现状
基电力系统复杂程度安全性角度考虑许电力系统试验已法实验室中模拟进行国外世纪80年代开始电力系统障分析做量研究工作提出许障诊断方法实际没效解决考虑电力系统实际运行情况技术安全角度讲已法进行科学实验开展电力系统障仿真显颇具现实意义实价值助计算机系列仿真软件开始诞生前应电力系统仿真软件：
（1） PSCADEMTDC程序：功研究电力系统遭受扰动者参数发生变化时观察参数时间变化规律[4]
（2） EMTP程序：功进行电力系统电磁暂态计算电力系统暂态保护装置综合选择电力系统暂态电压分析等[5]
（3） PSASP程序：功进行电力系统暂态分析稳态分析障分析等
然外MathWorks公司开发MATLAB应软件MATLAB具强计算功良动态仿真环境丰富置工具箱逐渐成电路电力电子电力系统等模块重仿真工具
2 短路障分析
21 年短路障
先组数：
2000年12月25日21时35分河南省洛阳市老城区东商厦发生特火灾正二三楼施工部分民工四楼歌舞厅200火围困关部门确认火灾已造成309死亡次火灾线路老化造成短路引起灾难[6]
2005年11月27日21时22分黑龙江省龙煤矿业公司七台河分公司东风煤矿发生特事造成171死亡48受伤直接济损失达42921万元事原采掘机电机短路引起火花引发瓦斯爆炸
2008年9月20日22时49分深圳龙岗区舞王俱乐部发生火灾导致44死亡64受伤直接济损失达七千万事直接原舞台明线路施放焰火时起火引发
2015年5月25日19时55分河南顶山市鲁山县城西琴台办事处三里河村老年康复中心发生火灾抢险员全力抢救救出44中：38死亡4轻伤2重伤事原线路老化
报道危言耸听发生真实案例统计2012年全国电气火灾数量占总火灾重299员伤亡重325济损失重414见电气火灾事会造成更高员伤亡更济损失
22 短路定义分类
短路指电位导电部分包括导电部分间低阻性短接
根短路发生部位短路障分4种类型：三相短路（K(3)）单相接短路（K(1)）两相短路（K(2)）两相接短路（K(11)）三相短路属称性短路形式称短路电力系统中发生单相短路概率约占障发生总数65发生三相短路概率般情况特远离电源（发电机）工厂供电系统中三相短路短路电流造成危害严重
Ik(3)
三相短路指三相供配电系统三相导体间短路图21示
K(3)
A
B
C
电源
O
负荷
图21 三相短路
两相短路指三相供配电系统中意两相导体间短路图22示
A
B
C
电源
O
负荷
K(2)
Ik(2)
图22 两相短路
A
单相短路指供配电系统中相中性点中线发生短路图23示
负荷
电源
B
K(1)
O
C
Ik(1)
图23（a） 单相短路
K(1)
O
负荷
A
电源
B
C
Ik(1)
N
图23（b） 含中性线单相短路
两相接短路指中性点接系统中意两相发生单相接产生短路图24示
A
B
C
电源
O
负荷
K(11)
Ik(11)
图24 两相接短路
23 短路障产生原危害
工厂供电系统间断正常电负荷供电保证工厂生产生活正常进行种种原会难免出现障进电力系统稳定性运行遭破坏实际生活中造成短路障原中原电气设备载流部分相间绝缘者相绝缘遭破坏例：
（1）设备电压（包括雷电电压）击穿[7]
（2）设备长期连续运行绝缘然老化
（3）设备质量低劣绝缘强度够
（4）设备发生闪络正常电压击穿
（5）设备受外力作绝缘受损击穿
（6）老鼠等咬坏线路者跨越线路间
（7）工作员误操作
总短路障产生原客观素观素监员较强责心严格执行种规章制度身作短路障控制范围效益
短路发生系统中出现短路电流正常负荷电流电力系统中短路电流达万甚十万安培短路电流产生危害巨：
（1） 短路电流通导体时产生热效应会引起导体绝缘受损
（2） 导体受电动力击变形甚损坏
（3） 短路会引起电网中电压降低越短路点电压降越结果部分户供电受破坏
（4） 称接短路引起衡电流产生衡磁通会邻行通信线路感应出相电动势造成通信系统干扰甚危设备身安全[8]
（5） 短路会破坏发电机步性造成系统瓦解严重时会引发片区停电
24 预防措施
预防短路障措施限制短路电流缩短短路电流持续时间减少发生短路机会具体讲：
（1）保证电气设备额定电压线路额定电压相符必须进行短路电流计算正确选择校验电气设备
（2）确保发生短路时迅速障切减少短路造成危害应该采电流速断保护装置正确选择熔体额定电流继电保护整定值
（3）减少雷击损害必须变压器附安装避雷器线路变电站安装避雷针
（4）限制短路电流采电抗器增加系统阻抗
（5） 非障部分继续运行需障线路设备电力系统中迅速掉
（6）常线路设备进行巡视检查时发现缺陷迅速进行检修线路施工完毕应立拆接线保证架空线路施工质量加强线路维护始终保持线路弧垂致符合规定[9]
（7）严格执行电力系统五防措施防止务分务合断路器防止带负荷分合隔离开关防止带电挂接线防止带接线合隔离开关防止误入带电间隔
（8）防止粉尘进入电气设备时清理防止动物进入变电站加强理严格关
25 短路障分析诊断方法
电力系统短路障时发生设备进行实时监测旦发生障迅速作出诊断确定发生障类型时排然分析短路障问题助进行电气设备选择校验目前分析短路障种方法
（1）基专家系统诊断方法
专家系统（expertsystem）根专家推理方法利计算机模型解决问题种障诊断方法推理策略障诊断知识专家系统分两类第类基启发式规推理系统继电保护断路器动作逻辑运行员诊断验定规表示出形成较系统专家知识库发生障时够立障知识库中类型进行匹配样迅速判断障时排目前效种诊断方法应范围较广泛第二类结合正反推理系统正推理反推理两种方法混合起首先根正推理建立定规然通反推理进行验证样减障发生范围根实际值理值计算信度[10]采混合推理方法够时提高该系统学力适应性
（2）基工神网络诊断方法
基工神网络（ANNartificialneuralnetwork）诊断方法美国Pitts等率先提出发展历三阶段目前应电力系统障诊断ANN：基BP（ackpropagation）算法前神网络基径基函数神网络等该障诊断程：首先根前网络部表达输入样进行前计算然较网络输出期输出间误差误差满足条件训练结束否误差信号原通路反传播逐层调整权值阀值反复直满足误差精度求
（3）基优化技术诊断方法
基优化技术（optimizationmethods）诊断方法种基数学模型诊断方法基思路电力系统障诊断问题描述成01整数规划问题构造种数学解析模型应优化技术寻找问题优解
（4）基Petri网络诊断方法
离散事件系统建模中Petri网络种理想工具通构造图组合模型形成矩形运算描述严格数学象电力系统发生障时做动态系统障发生属离散程通类保护动作级电压变化反映障障切程做系列活动事件组成应实体相联系动态事件包括实体活动（例断路器继电保护装置等）信息流活动（例信号传递控制指令发送检测信号流等）[11]
（5）基粗糙集理诊断方法
粗糙集理（roughsettheory）波兰专家ZPawlak1982年提出种新型数学工具处理确定性完整性问题具重实价值[12]够效分析处理致精确完整等系列完备数需方法样赖处理问题需数外先验信息够挖掘隐含知识发现潜规律鉴优越性现已渐渐称发展新趋少相关研究员已尝试引障诊断系统中
（6）基模糊集理诊断方法
模糊集理(fuzzysettheory）电力系统障诊断中分两种情况：种认诊断信息正确障应动作保护装置断路器状态间存确定关联关系模糊隶属度种性进行描述度量种认诊断报警信息错误根系统网络拓扑障发生动作保护断路器状态赋予报警信息信度专家系统ANN出障诊断结果模糊输出[13]
（7）基代理系统诊断方法
代理系统（multiagent system简称MAS）做种分布式智化基工试验台[14]某复杂问题逻辑者物理进行分解时问题子问题会拥属信息子问题相互融合求解终问题MAS研究重点协调逻辑物理分离具目标Agent行联合采取行动求解问题协调知识希意图规划行动信息资源进行合理安排限度实现目标总体目标更复杂更规模问题解决起重作MAS解决规模电力系统障诊断问题前途发展方MAS中Agent知识行协调协作深入解决核心问题[15]
3 仿真建模
31 仿真工具简介
引言中已解前国外应仿真软件PSCADEMTPMATLAB等文研究重点建立MATLAB基础进行电力系统短路障仿真仅介绍MATLAB仿真工具
311 MATLAB特点
MATLABmatrixlaboratory两单词组合取前三字母组成词意矩阵工厂（矩阵实验室）美国MathWorks公司开发高级数学应软件算法开发数视化数分析数值计算种高级技术计算语言适交互式环境国际科学计算软件代表MATLAB功强具备特点：
（1） 语言简洁灵活库函数丰富MATLAB程序书写形式程序带函数库户根求直接调库函数样书写复杂子程序 省略必编程务需指出库函数中程序该领域专家编写性容置疑
（2） 运算符丰富知道C语言运算符非常丰富MATLABC语言编写MATLAB运算符十分庞灵活运运算符编程容易
（3） 高效性MATLAB具结构化控制语句for循环while循环ifelse语句等语句功十分强
（4） 简单易学适应MATLAB需户具高深数学功底需强程序设计力更需户深刻解算法编程技巧初学者肯钻研轻松掌握夸夸谈时MATLAB程序设计严格度较
（5） 移植性编写程序进行直接拷贝计算机操作系统中利执行
（6） 图形功强MATLAB里数视化非常简单具较强图形编辑力
（7） 扩展性MATLAB包含功强工具箱分功性工具箱科学性工具箱两类功性工具箱扩充符号计算功文字处理功图示建模仿真功硬件实时交互功[15]学科性工具箱专业性较强control toolbox signal processing toolbox communication toolbox 等工具箱专业士编写户直接需编写
（8）开放源程序带函数外MATLAB核心文件工具箱文件进行读写操作户根源文件进行修改样成工具箱
312 Simulink简介
SimulinkMATLAB软件中种视化仿真工具种基MATALB框图设计环境时实现动态系统建模仿真分析软件包强功广泛应线性系统非线性系统数字控制数字信号处理建模仿真中Simulink种动态系统交互环境进行建模分析仿真中包括连续系统离散系统混合系统连续采样时间离散采样时间者两种混合采样时间进行建模支持速率系统系统中部分具采样速率系统Simulink提供种通鼠标拖拽建立系统框图模型图形交互台Simulink库里丰富种功模块户根需迅速创建动态系统模型Simulink提供建立模型方块图图形户接口（GUI）创建程需单击拖动鼠标够完成提供种更快捷更直接方式户立系统仿真结果时Simulink集成Stateflow建模仿真复杂事件驱动系统逻辑行
Simulink模块库模型构造分析指令演示程序三部分构成Simulink环境中微分方程者查分方程描写动态系统户需编写文形式程序通简单鼠标操作形象建立期数学模型进行仿真分析研究运行Simulink三种方式：
（1） MATLAB命令窗口键入simulink指令敲击回车
（2） 点击MATLAB工具条simulink快捷键图标
（3） MATLAB菜单中执行File→New→Model操作会弹出新建立模型窗口名untitled
313 SPS(SimPowerSystems)
Simulink窗口中清楚专门电气仿真建立窗口SimPowerSystems户应SPS模块方便进行电力系统分析仿真数值处理设计根建立数学模型具体模拟求模块库中选择合适模块组合起直接系统进行仿真分析计算[16]SPS涵盖电路电力电子电力系统电气传动等电气学科中常基元件系统仿真模型电力研究者带便利8子模块库组成：电源元件库(Electrical Sources)基线路元件库(Elements)附加元件库(Extra Library)电机元件库(Machines)测量元件库(Measurements)相位元件库(Phasor Elements)电力电子元件库(Power Electronics)电力系统分析元件模型(Powergui)
314 GUI（图形户界面）
GUIGraphical User Interfaces简称通常种包含种图形象界面典型图形界面包括图形显示功钮控件户定义功菜单等界面实现种功户需图形象进行布局事件编程样户激活应GUI象时执行相应事件行必须保存发布创建GUI户应GUI象GUI中重三种方法：M文件创建GUI象GUIDE创建GUI象标准菜单定制
32 模型建立
321 限电源系统短路障仿真模型
电力系统发电机变压器电力线路电力户等组成整体集生产输送分配消费电统系统外电力系统包括继电保护装置电力通信装置安全动装置调度动化装置通机械电方式联入电力系统中设备(发电机励磁调节器调速器等)等构成辅助系统通常称二次系统保证电力系统安全运行电力网络电力系统中输送变换分配电部分输电网络般电力系统中高电压等级电网电力系统网络[17]时输电线路联络相邻电力系统联系相邻枢纽变电作配电网电枢纽变电分配配电变电户供电电力网络
基述理文单机穷电源系统作仿真模型图31示电源容量设5000MVA发电机端电压500KV线路L长度200km变压器采双绕组变压器接法YYg变500121容量设100MVA短路损耗100KW空载损耗25KW空载电流I008短路电压百分数105004s时刻变压器低压母线发生短路障008s时刻障切
K
T
L
S
～
G1
图31 系统简化图
系统简化图MATLAB中执行simulink命令新建名fangzhen文件进simulink库中找需元件通鼠标拖拽方式建立图32示仿真模型然图32中加测量显示元件万表MultimeterScope等
图32 单机限电源系统短路障仿真模型图
322 仿真参数设置
（1）电源
电源采Threephase Source峰值振幅（Peak Amplitude）设500KV初始相位（Phase）设0频率(Frequency)设50Hz部连接方式（internal connection）选择Y接参数变图43示
图33 电源模块参数设置
（2）线路
线路采Distributed Parameters Line分布参数输电线路频率（Frequency）设50Hz长度（Line length）设200（km）参数变图34示
图34 线路模块参数设置
（3）变压器
变压器采Threeephase Transformer (Two Windings)容量频率（Nominal power and frequency）分设100MVA50Hz部连接方式设YYg参量通相关公式求出参量折算500KV侧求解：
变压器电阻
变压器电抗
变压器漏感
变压器励磁电阻
变压器励磁电抗
变压器参数设置图35
图35 变压器参数设置
（4）障模块
选三相短路障模块Threephase FaultPhase A FaultPhase B FaultPhase C Fault选项设置障类型Ground Fault选项设置障否接Transition status选项设置障状态1障发生0障排（者说障）通Transization times设置障起始时间参数变图36示
图36 障模块参数设置
（5）电压电流测量模块
选ThreePhase VI Measurement作电压电流测量模块测量选项进行定义时勾选Use a label选项文定义四变量VabcIabcVabc1Iabc1参数做修改图37示
图37 电压电流测量模块参数设置
（6）相序分析仪
相序分析仪Discrete 3phase Sequence Analyzer专门分析三序分量仪器频率设25（Hz）通Sequence选项选择正序负序零序分析特点参数保持变图38示
图38 相序分析仪参数设置
（7）参数设置
开仿真参数话框（Simulink→Configuration Parameters）Start time设0Stop time设02求解程序类型选项选择ode23tb(BogackiShampine)参数变图39示
图39 仿真参数设置
4 仿真结果分析
41 三相短路分析
（1）电压分析
三相短路障发生器勾选Phase A FaultPhase B FaultPhase C Fault模拟三相短路程点击仿真开始钮双击Scope3清楚发电机端三相短路电压波形图41示004s前三相电压波形相呈现完美正弦波004s时候触发障发生器发生三相短路障非常段时间ABC三相电压幅值骤降次暂态电抗值电压幅值范围升高暂态电抗次暂态电抗接着范围波动三相电压呈现正弦波形达稳态008s时刻切障三相电压时间范围幅值骤增数次规波动逐渐恢复初始状态
图41 三相短路发电机端电压波形
双击Multimeter万表模块通添加测量元素障处电压波形
图42
图42 三相短路障处电压波形
图知短路障发生前变压器低压侧三相电压相等相位互差120°004s时刻发生三相短路障ABC三相电压瞬间降0变压器低压侧绕组连接方式Yg008s时刻障切直流分量存波形出现畸变幅度摆动恢复初始状态
（2）电流分析
双击Scope4发电机端电流波形图43示004s发生短路障电流瞬间增三相电流称008s障切谐波直流分量存电流波形数次波动恢复初始状态
图43 三相短路发电机端电流波形
通更改万表中测量元素障点电流波形图44示短路发生前系统属开路状态障点电流显然0004s发生短路三相电流相等相位互差120°漂亮三相电流波形008s切障恢复初开路状态电流逐渐减0
图44 三相短路障点电流波形
42 单相短路分析（A相短路例）
（1）电压分析
勾选Phase A Fault选项模拟A相短路程首先发电机端电压波形图45示
发现发电机端电压波形基没变化限放A相电压幅值降低变化明显
图45 单相短路发电机端电压波形
障点电压图46障前三相电压波形称004s发生A相接短路A相电压瞬间降0电源采Y接线方式知道非障相相电压立变线电压幅值瞬间增相位变化008s障切障点三相电压恢复初始状态
图46 单相短路障处电压波形
（2）电流分析
观察图47发现障发生时发电机端电流明显变化出结单相短路发电机端电流基没影响
图47 单相短路发电机端电流波形
观察障点三相电流图48示障发生前电路处开路状态三相电流均0004s时刻发生单相接短路障非障处电流然等0接相A相电流瞬间增通更改障切时间发现A相电流波形逐渐移终会处称状态008s障切A相电流逐渐恢复0
48 单相短路障点电流波形
仿真模型中三相序分析仪分测量正序负序零序幅值相序图49示波形
（a） 正序
（b） 负序
(c) 零序
图49 单相短路障处序分量电流波形
观察图明显三序分量幅值波形完全相004～008s障发生期间相位完全相验证结发生单相接短路障时
（41）
43 两相短路（AB相短路例）
（1） 电压分析
勾选Phase A FaultPhase B Fault选项模拟AB两相短路程先发电机端电压波形图410004s发生障时C相电压保持变AB两相电压瞬间降低正弦规律变化008s时刻障切C相电压然受影响AB两相变化规律相终趋稳态恢复初始状态
410 两相短路发电机端电压波形
接着障点电压图411障发生前三相电压完全称004s时刻障发生AB两相电压波形瞬间重合幅值较原降低非障相C相电压保持变008s时刻障切AB两相电压着直流分量衰减逐步恢复初始状态
图411 两相短路障点电压波形
（2）电流分析
图412出004s前三相电流称004s障发生时AB两相电流幅值明显增相位变C相电流幅值相位均保持变008s障切AB两相电流幅值迅速衰减衰减频率增出现谐波数次摆动三相电流恢复初始状态
图412 两相短路发电机端电流波形
面研究障点电流波形图413示障前ABC三相电流均0004s时触发障信号AB两相电流迅速增加正弦规律变化两电流相等方相反C相电流然0008s障切AB两相短路电流正弦规律逐渐衰减0三相系统达稳态
图413 两相短路障点电流波形
障点三序电流分量波形图414发现正序负序分量波形完全相然零序波形障期间较波动幅值0016接0验证结发生两相直接短路障时
（42）
存零序电流
（a） 正序
（b) 负序
（c）零序
图414 两相短路障处序分量电流波形
44 两相接短路（AB相短路例）
（1）电压分析
勾选Phase A FaultPhase B FaultGround Fault选项模拟AB两相接短路程先发电机端电压波形图415004s发生障时AB两相电压幅值降低C相电压保持变008s时刻障切AB两相电压幅值升高终电压波形恢复初始状态
415 两相接短路发电机端电压波形
接着障点电压图416障发生前三相电压完全称004s时刻障发生AB两相电压波形瞬间重合变0非障相C相电压波形幅值骤增通分析知变线电压008s时刻障切C相电压立恢复初始状态AB两相电压范围波动恢复初始状态
图416 两相接短路障点电压波形
（2）电流分析
图417出004s前三相电流称004s障发生时AB两相电流幅值明显增相位变C相电流幅值相位均保持变AB两相电流相等方相反008s障切AB两相电流幅值迅速衰减衰减频率增数次摆动三相电流恢复初始状态
图417 两相接短路发电机端电流波形
面研究障点电流波形图418示障前ABC三相电流均0004s时触发障信号AB两相电流迅速增加正弦规律变化两电流相等方相反C相电流然0008s障切AB两相短路电流正弦规律逐渐衰减0三相系统达稳态
图418 两相接短路障点电流波形
分析两相直接短路时完全相面研究短路点序电流分量波形图419通发现正序负序分量波形两相直接短路时相差仅零序分量幅值约20产生零序电流
（a） 正序
（b） 负序
（c） 零序
图419 两相接短路障处序分量电流波形
5 结
文围绕电力系统短路障展开研究基前障试验复杂程度采MATLAB进行仿真通仿真发现MATLAB中电力系统仿真工具箱仅迅速建立仿真模型迅速结果波形理波形实际没差时发现诊断方法专家系统较常方法出结MATLAB具强仿真功现实工程中较实意义价值应该推广应
6 前景展
MATLAB仿真工具强功已成功运生产调度线成电力系统规划控制运行效分析工具电力系统设备技术进步计算机软件技术飞速发展数学方法断创新促进电力系统仿真技术断完善更新国外型电力系统仿真软件正着统数库基础功综合分析方发展集成化程度越越高仿真力进步加强具更简洁操作模式更开放性[18]预见着系列新技术新方法进步完善应电力系统仿真软件必迎崭新发展空间
参考文献
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致谢
时间真快仿佛转眼间学四年时光便擦肩四年前怀着激动心情梦寐求学四年满载着知识希离开神圣方回首学四年学生活收获颇需感谢做毕业文机会四年予帮助老师学表示诚挚谢意
首先感谢导师XX位亲切称X哥老师刘老师治学严谨学识渊博讲课风格独特深受学欢迎做毕业文期间刘老师百忙中抽出时间指导指出中错误足机会导师表示衷心感谢
成农学生荣幸成机电学院电气专业学生骄傲农老师负责老师学四年课程全部通真心付出分开特感谢电气系专业课老师辅导员老师学方传授知识教会做道理定会失
感谢四年陪伴学学里变精彩特感谢考研期间直支持鼓励学考研道路迷茫丢失方
应该感谢父母感谢真情付出会努力实际行动报答养育恩
祝愿母校越越
2015年X月X日
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