基于matlab的输电线路雷击与短路故障仿真及防雷分析

《基于matlab的输电线路雷击与短路故障仿真及防雷分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、毕业论文（设计）题目基于MATLAB的输电线路雷击与短路故障仿真及防雷分析选题类型应用基础型课题来源自选项丨丨学院工学院专业电气化与自动化指导教师职称姓名年级2007级学号开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献）1立题依据雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。在任何给定时刻，世界上都有1800场雷雨正在发生，每秒大约有100次雷击。在美国，雷电每年会造成大约1

2、50人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均侮年会被击屮一次。每座120（）英尺的建筑物，比如广播或者电视塔，每年会被击中20次，每次雷击通常会产生6亿伏的高压。⑴2007年5月中下旬及6月初，四川凉山州西昌、越西、盐源等县市先后发生4起因雷电灾害造成10人死亡、14人受伤（其中重伤2人）的重大雷击事件。⑵伴随我国电力工业的快速发展，电力系统正向超高压、大容量、跨区域、高技术的方向发展。输电线路分布广泛，纵横交错，绵延数百乃至上千千米，有些处于地形和气候条件复杂的山区，容易遭受雷击

3、，线路的雷害事故在电力系统总的雷害事故中占较大比重。而且线路落雷后，沿输电线路传入变电站的侵入波又威胁变电站内的电气设备，成为引发变电站事故的重要因素加强输电线路防雷不仅可以减少雷击输电线路引起的雷击跳闸次数。还有利于变电站内电气设备的安全运行。随着电力系统的不断发展，系统电压等级不断升高，规模也越來越大，面对这种现实，这就对系统的安全稳定运行提出了更高的要求。如果能够对电力系统进行故障仿真，并进行分析，就可从技术上保证电网的安全运行，具有巨大的社会和经济效益。绝大多数教学科研单位很难有进行大型电力系统实验的条件。从系统安全的角度来说，很多实验一般也不允许在实际系

4、统上进行实验（如系统短路实验），因此，仿真实验研究就成为进行电力系统课题研究的最佳选择。它为实际电网的运行、故障处理、电网的管理和维护提供了安全、高效、快捷、直观的处理方法，是电力系统研究、规划、设计和运行的重要手段。2文献综述故障计算和分析是电力系统规划、设计和运行中的一项重要工作，随着我国电网的快速发展，传统方法已经不能满足需要。运用计算机进行仿真和计算是大势所趋。不少研究者以MATLAB为工具，对电力系统进行故障模拟，人为地设置系统参数和故障类型，求英故障电流和故障电压，避免采用一般程序设讣语言建立电力系统模型的繁琐步骤，快速而准确地实现了电力系统故障的仿真

5、实验和数据分析。随着超高压架空线路电压等级的提高，雷电现象下输电线路未造成短路故障的情况越来越多，这将使保护装置发生误动作。对于这种雷电干扰现象，很多研究人员利用MATLAB软件构建超高压输电线路仿真模型，对雷电故障及普通短路故障进行不同条件下的仿真并对数据及波形进行分析。发现他们近似分量能量的百分数值存在着很大的差别，由此构成识别雷电干扰的判据。近年，国内外开展了应用氧化锌避雷器来降低雷击事故的研究，并已经成功的将避雷器应用到线路上，将复合外套避雷器安装到线路雷电活动强烈或者土壤电阻率和高、降低杆塔接地电阻有困难的线路，以提高线路的耐雷水平。运行经验表明，采用线

6、路避雷器后，能够消除或者大大减少线路的雷击跳闸事故。广东韶关的张峰研究员撰文《浅析输电线路的防雷措施》，文中通过分析输电线路经常遭受雷击的原因，制定整改措施，根据整改的效果和总结在整改过程中的经验，得出降低全线路的接地电阻是防止输电线路雷击跳闸和防止输、变电设备遭雷击损坏的有效措旋。由于实验条件的限制，本设计将大部分内容放在PC机上完成，一部分在现有的实验室完成。在MATLAB的Simulink工具箱PSB模块中对雷电波形进行仿真，对波形的有一个大致了解，建立无穷大系统，人为设置各种雷击短路故障（对称短路和不对称短路，共6种情形）的仿真，用示波器观察各种测量值，了

7、解各种短路情况的内在机理，并且由此推理出现实中输电线路雷击短路故障的原理。在对这些雷击故障了解的基础上分析防雷措施，冃前国内外提出的各种措施都有一定的局限性，本设计在此基础上联合使用多种防雷措施，一部分能够作出模型的防雷装置将做出简单模型，在实验室进行仿真，将这些联合措施用于输电线路遭受雷击概率大的路段，使防雷效杲明显增加。3研究的主要内容随着地区电网的不断扩人与雷电活动复杂的人自然现象，目前没有哪种防雷措施能够起到绝对防雷作用，即使比较成熟的防雷措施。也只能是相对降低防雷概率，减少线路雷击跳闸次数。对雷电电流和输电线路遭受雷击时电流的响应过程用MATLAB在电脑

8、上进行仿真