电抗器电抗器使用来在事故的情况下限制短路电流..doc

 设计目的 通过工程设计让学生运用所学知识借助软件工具进行仿真设计，培养学生的实际操作能力和独立思考进行设计的能力，使其能够综合分析问题、发现问题和解决问题。同时，让学生在仿真过程中让学生对专业知识有更深的了解，通过设计操作熟悉Matlab的专业模块的使用。在设计过程中让学生得到锻炼，获得学习能力、知识综合运用能力的提升和软件使用技巧。 2.设计性能指标 通过理解输电线路继电保护的特点，利用MATLAB技术设计出输电线路电流保护动作行为仿真，模拟输电线路各种故障情形。利用Matlab/Simulink仿真软件建立一个单电源输电线路一次系统模型，然后对所建立的输电线路一次系统模型进行故障类型仿真和阶段式电流保护动作行为仿真，并通过图形和直观的观测各参数的变化体现继电保护的动作过程，对仿真实验及得出的结果进行总结分析。 3.设计内容 建立故障模型并完成三相短路和两相短路故障的模拟仿真；设计保阶段式电流保护模块并完成短路故障发生时保护动作的模拟仿真。 3.1故障模型建立 以图2.1的单侧电源供电的网络为模型，线路的最大负荷电流值和网络短路故障发生时的电流幅值如图所示，根据短路时突变的强电流与最大负荷的正常电流差设计阶段式电流保护。 以图3.1的单侧电源供电的网络为模型，利用Matlab/Simulink搭建了单电源输电线路一次系统带负荷模型，如图3.2所示。 系统的各个元件参数为：电压源的线电压10.5kV，Zs为系统等值阻抗，系统最大运行方式下，最小运行方式下通常运行方式下为2.5；两条线路AB、BC的长度均为15km，负荷容量=1.2 +j0.9MVA。 输电线路采用两个Distributed Parameters Line模块，通过修改Line length的数值来设置故障点，分别代表故障的前后两条线路L1和L2；线路的相数Number of phases N为3，采用的频率为50Hz；线路的电阻、电感、电容的参数设为 = 0.02083 = 0.1148 = 0.8984 = 2.2886 = 0.01291 = 0.00523 电压电流的测量采用Three-Phase V-I Measurement模块，该模块可以将线路中的电压电流值输出，通过示波器显示出来。 示波器为显示波形的器件，采用Scope模块，由于要显示电压和电流的波形，所以Number of axes 设为2；所要观察的波形为完整的波形，所以把Limit date points to last 的数值改成大数值，或者直接把其前边的对勾去掉，这样就能显示全部的波形，但是对计算机的配置要求比较高，其他的选项设为默认值。 故障发生器采用Three-Phase Fault模块，在这个模块中可以通过选定phase A Fault、phase B Fault、phase C Fault、Ground Fault设置故障类型；Transition status 框中的[1 0] ，分别代表故障发生器工作和切除工作；Transition times框中的两个数值代表故障发生器工作和切除工作的时间；measurements 选中Fault voltages and currents；其他的数值为默认值。 系统的负载采用Three-Phase Series RLC Load 模块，Configuration的下拉菜单选用Y（grounded），中性点接地；额定的线电压为10kV，额定的频率为50Hz；有功功率为1.2MW，无功电感功率为0.9MVar，无功电容功率为0 Var 。 辅助模块powergui，它在SimPowerSystem的根目录下，是Simulink为电力系统仿真提供的图形用户分析界面。Powergui利用Simulink功能接连不同的电气元件，是分析电力系统模型有效的图形化用户接口工具。在它的主窗口可以设置整个仿真的参数。configurater parameters 中可以选择仿真的类型，仿真类型有以下三种：（1）向量法仿真 phasor parameters ，选中该单选框，则模型中的电力系统模块将在频率框中输入的指定频率下执行相量仿真。（2）离散化电气模型 discretize electrical model ，选中该单选框，则模型中的电力系统模块将在离散的模型下进行仿真分析和计算，其采样时间在采样时间框中指定。（3）连续系统仿真 continuous ，选中该单选框，则模型中的电力系统模块将在连续的模型下进行仿真分析和计算。 本系统仿真选择的就是第三种仿真类型，连续系统仿真，其他的参数为默认值 Solver面板的设置。在该面板中，可以设置仿真开始和结束的时间，选择解法器，并设