单相接地仿真与分析

《单相接地仿真与分析》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、基于MATLAB的小电流接地系统单相接地分析与仿真［摘要］用MATLAB的simulink工具箱构建小电流接地系统仿真模型，并对单相接地故障的各种情况进行仿真，通过对零序电流的波形进行分析，从而确定哪条线路发生故障。关键字：小电流接地系统；仿真；波形；零序电流；MATLAB0引言我国祀电网中性点广泛采用不接地与经消弧线圈接地这两种非冇效接地方式，因其发生故障时流过接地点的电流小，被称为小电流接地系统或者屮性点非有效接地系统，此类系统容易发生单相接地故障。随着人们对供电可靠性的要求越来越高，并且小

2、电流接地系统使配电网结构复杂，故障选线成为一个公认的难题，但由于系统自身的特点，小电流故障选线问题一肓未能得到很好的解决。木文利用MATLAB建立电力系统模型，对故障进行仿真。通过分析仿真结果，冇利于配电网单相接地故障选线的进一步研究。图1单相接地暂态电流的等值电路1解单相接地等值电路在图1中，C一谐振接地系统的三相对地电容，厶）一三相线路和电源变压器等在零序回路中的等值电感，R。一零序回路小的等值电阻（其小包括故障点的接地电阻和弧道电阻），r,>L一分别为消弧线圈的冇功损耗电阻和电感，u°—等

3、效零序电源。根据图1可写出下面的微分方程式:icdt=t/®nSin(at+0)U（I）msin（型+0）=几—+厶普解微分方程可得:——1-L1C—1C.os1C.stCOr=/cn】[(^~sin©sin(吋一cos0cosq”)0+cos®+©)]式屮:‘6=U，为电容电流的幅值，LU是相电压的幅值；为暂态a由震荡分量的角频率；5丄黑为自由震荡分量的衰减cof——sin©sin控制暂态CD系数，其屮乞为回路的时间常数。0/电容电流暂态部分主要由两部分决定——sin©sinco(t和芒co分

4、量的幅值和频率，丘一"使暂态波形衰减。iL=is+i氐=4n[cos修吃—8如+0]式中：为电感电流幅值;2LrL=—为回路的时间常数。£2小电流接地系统单相接地故障在各种情况下的仿真结果木部分的主要内容是给出小电流接地系统单相接地故障在各种情况下的仿真结果，分别介绍一下五种情况：不同接地电阻；不同故障点的电压相位；不同补偿状态；不同线路长度；不平衡负载。在MATLAB中建立小电流接地系统单相接地故障的模型，如下图所示。在模型中，电源模块输出电压为10.5KV,中性点经消弧线圈接地。四条10KV

5、输电线路Linel〜Line4长度分别为13km、18km>l()km、6kmo线路负荷Load1-Load3的有功负荷分别为1MW、0.2MW.2MW。三相电压电流测量模块V-1〜V-3测量3条线路的电压电流。故障模块“Three-PhaseFault"设置为A相金属性接地。AAQ^Jclcm:l4uccDiscrete.Ts=00001s.相金属性接地时，仿其结果如下图。ld-HD•B~-Mulmwttfl•[□JJMutmeter(.From3AM32.1不同接地电阻对零序电流的影响在电源

6、电压初相角为4$度和过补偿状态H,接地电阻为1欧姆时，仿真结果如下图。接地电阻为10欧姆时，仿真结果如下图。接地电阻为100欧姆吋，仿真结果如卜•图。结论：接地电阻越大，电容电流自由JS荡分量时间常数越人，哀减越快。2.2不同电压相位对■零序电流的影响在电源电压初相角0度及金属性接地，仿真结果如下图。在电源电压初相角45度及金属性接地，仿真结果如卜•图。在电源电压初相角90度及金属性接地，仿真结果如卜•图。结论：接地时刻的相位角越人，暂态现象越明此2.3不同补偿状态下的仿真结果在过补偿30%、金

7、属性接地及电源电压初相角为3()度时，仿真结果如卜-图。在全补偿、金屈性接地及电源电压初相角为30度时，仿真结果如下图。在欠补偿30%、金属性接地及电源电压初相角为30度时，仿真结來如卜•图。4ao2cotaosooeeiauauaicow022.4不同线路长度的仿真结果在电源电压初相角为30度、金属性接地和过补偿状态卜，Linel-Line4线路长度分别为13km、18km>10km、6km时,仿真结果如下图。在电源电压初相角为30度、金属性接地和过补偿状态下，Linel-Line4线路长度分

8、别为6km、9kms5km>4km时,仿真结果如下图。结论：线路越短，电容电流占由震荡分量的B振角频率©越大。2.5不平衡负载对单相接地故障的影响在电源电压初相角为30度、金属性接地和过补偿状态下，负载为平衡负载时，仿真结果如下图。在电源电压初相角为30度、金属性接地和过补偿状态下，负载为不平衡负载时，仿真结果如下图。3故障线路与非故障线路的区别在稳态部分，对于小性点不接地系统，故障线路零序电流比非故障线路零序电流幅值人，且相位相反。对于中性点经消弧线圈接地系统，故障线路零序电流和非故障线路零序