基于MATLAB的小电流接地系统单相故障仿真分析

编号毕业论文（2017届本科）题目：基于MATLAB的小电流接地系统单相故障仿真分析学院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：完成日期：2017年5月16日二○一七年五月河西学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：二O年月日河西学院本科生毕业设计开题报告论文题目基于MATLAB的小电流接地系统单相故障仿真分析学生姓名所属学院物理与机电工程学院专业电气工程及其自动化年级指导教师所在单位河西学院职称开题日期2016.12.20一、选题的目的和意义电力系统是由发电、变电、输电、配电、供电、用电等设备和技术组成的将一次能源转换为电能的统一整体。电能由发电厂发出后，通过各级变电所经高压输电网送到电力用户侧，然后经配电网供给用户。一般来说，110kV以上电压等级网络属于输电网，35KV及以下电压等级属于配电网。配电网是电力系统的重要组成部分，在电力系统的各个环节中作为末端直接与用户相联系。电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。电力系统中性点是否接地及以何种接地是涉及到绝缘水平、通信干扰、接地保护方式、电压等级、系统接线和系统稳定等多个方面的综合问题。中压配电网通常采用中性点不直接接地方式，其中性点接地方式主要有四种，即中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经高阻接地方式、中性点经小电阻接地方式。二、研究现状我国35KV及以下低压配电网大多数采用中性点非有效接地运行方式，俗称小电流接地系统。小电流接地系统的单相接地故障是常见的故障形式，占全网故障的80%以上。当故障发生时故障相电压为零，非故障相电压上升为线电压，但是三相电压依然对称，系统可以带故障运行1～2h，提高了系统运行的可靠性。但是必须尽快找出故障相并排除故障以免事故扩大和设备损坏。小电流接地系统故障如果不能及时切除，有可能进一步扩大为相间短路故障，对电力系统造成重大损失。本文以Matlab软件Simulink和SimPowerSystem工具箱为平台，对小电流接地系统中性点不接地方式的单相接地故障进行建模，并利用零序电流的幅值，相位判别出故障线路和故长相，从而验证了零序电流比幅比相法对中性点不接地方式单相接地故障判别的有效性。三、毕业设计的主要内容和主要方法（一）主要内容电力系统的接线方式是指三相电力系统的中性点以何种方式接地。电力系统中性点可以有多种接地方式，中性点可以直接接地，可以经过某元件接地，也可以不接地。中性点以何种方式与大地相接的问题在工程上就称为中性点的接地方式。中性点接地方式对电力系统运行的很多方面都有影响，是一个很重要、很复杂的问题。对它进行综合分析（二）主要方法运用MATLAB进行系统建模，模拟小电流接地系统单相故障，进行仿真分析小电流接地系统仿真模型的构建步骤如下:(1)启动MATLAB。(2)启动电力系统元件库。通常有多种方法可以启动电力系统元件库,常用的方法有利用指令窗口(CommandWindow)启动和利用开始(Start)导航区启动。(3)从电力系统元件库中,选择电力系统分析工具,复制后粘贴在电路图中。(4)选择接地元件、节点等,进行合理放置。(5)对该电路图进行接线,完成电路图的绘制。注意在接线时,接线端点的提示,如果接线错误,提示颜色为红色。(6)仿真参数设置。四、论文进度安排和采取的主要措施2016.11.6—2016.12.20熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料.2016.12.21—2017.1.10在图书馆查阅有关MATLAB系统仿真及小电流接地系统的有关资料。.2017.1.11—2017.1.31阅读论文设计的相关文献2017.2.1—2017.2.29确定设计背景、设计目的和意义、研究内容和研究方法；完成开题报告.2017.3.1—2017.3.31分析设计思路、确定设计总体方案并画出方案框图等。2017.4.1—2017.4.30进行试验观察研究，并不断修改和优化设计方案。2017.5.1—2017.5.15确定论文初稿及二次、三次修改；定稿并装订和制作答辩PPT；准备答辩.在以上实施过程中遇到困难和疑问，首先查阅相关资料和书籍，自己多动脑动手，理论联系实际，如果还不能解决问题的就找老师或同学询问帮助解决，以便顺利按时完成此次设计。五、主要参考文献:[1]李景禄.实用配电网技术[M].中国水利水电出版社，2006.56～102[2]李天友.配电技术[M].中国电力出版社，2008.1～48[3]于群.MATLAB电力系统建模与仿真[M].机械工业出版社，2011.115～123[4]束洪春.配电网络故障选线[M].机械工业出版社，2008.1～33[5]王晶、翁国庆、张有兵.电力系统MATLAB/SIMULINK电力系统仿真与应用[M].陕西电子科技大学出版社，2008.1～306[6]贾清泉.非有效接地电网选线保护技术[M].国防工业出版社，2008.1～54[7]要焕年、曹月梅.电力系统谐振接地[M].中国电力出版社，2000.12～17[8]李福寿.6～66kV电力系统中性点接地方式[J].电世界，2000,10:433～435.[9]邱关源.电路[M].高等教育出版社，2006.147～161[10]李景禄，周羽生.关于配电网中性点接地方式的探讨[J].电力自动化设备，2004,24（8）:85～86.[11]要焕年.法国电力公司中压电网中性点改用谐振接地方式的实践经验[J].电网技术，1998,22（4）：50～53.[12]陈慈萱.过电压保护原理与运行技术.中国电力出版社，2002.33～36[13]何仰赞、温增银.电力系统分析[M].华中科技大学出版社，2006.26～56指导教师意见：签名：年月日教研室意见负责人签名：年月日学院意见负责人签名：年月日目录摘要.........................................................................................................................................................................I引言.....................................................................................................................................................................III第一章小电流接地系统单相接地故障的概况...................................................................................................41.1本课题的产生背景及意义.....................................................................................................................41.2接地方式发展状况.................................................................................................................................41.2.1国外中性点接地方式的发展概况.............................................................................................41.2.2国内城乡配电网中性点接地方式的发展概况........................................................................5第二章小电流接地系统单相接地故障过程分析...............................................................................................62.1电力系统各种接线方式.........................................................................................................................62.1.1接线方式分类..............................................................................................................................62.1.2小电流接地方式的主要特点.....................................................................................................62.1.3小电流接地方式对选线的影响.................................................................................................62.1.4配电网接地方式的发展趋势.....................................................................................................72.2小电流接地系统两种接地方式介绍.....................................................................................................72.2.1中性点不接地方式原理综述.....................................................................................................72.2.2中性点不接地方式运行状况分析.............................................................................................82.2.3中性点不接地方式系统特点...................................................................................................102.2.4中性点经消弧线圈接地方式...................................................................................................112.2.5中性点经消弧线圈接地方式运行状况分析..........................................................................112.2.6中性点经消弧线圈接地方式特点.................................................