输电线路短路故障在Matlab中的仿真分析

《电力系统建模及仿真课程设计》总结报告课题名称基于MATLAB的电力系统短路故障的仿真与分析姓名学号院系班级指导教师摘要基于Matlab最重要的组件之一Simulink中的电力元件库（SimPowerSystems）构建电力系统仿真模型，在Matlab的平台下仿真电力系统为工程设计和维修提供依据重要的依据，同时也为电力研究带来大大的便利，利用Simulink中的画图工具搭建电力系统模型也是进行电力系统故障分析的常用方法，它让电力研究者从大量繁琐的理论分析及复杂的矩阵计算中解脱出来，让庞大的电力系统很直观的呈现在研究者的面前，从而将庞大的电力网搬进了办公室，为研究带来了巨大的便利。

简要介绍了电力系统模型和MATLAB/ SIMULINK中SimPowerSystems (电力系统元件库）的主要功能。

SimPowerSystems 是专门为电力系统设计的仿真分析软件,在对其基本元件进行介绍后,在仿真平台上,通过对一个简单的电力系统输电线路的短路故障进行设计、仿真、分析，得到了理想的仿真效果。

关键词： Matlab SimPowerSystems 短路电流计算仿真Simulation and Analysis of Power System Short Circuit FaultBased on MatlabZhang Jun—yueCollege of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No：070544037Tutor: Wu YanAbstract: The article describes the basic characteristics of Matlab /Simulink and the basic method and process of applying Matlab in the simulation of power system。

基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真
一、概述
电力系统短路分析是一种建立在电力系统的潮流计算基础上的,用于
分析电力系统在短路故障时的状态的技术.有鉴于此，它对设计、运营和
维护电力系统有重要的意义。

短路分析的重要性在于：1）在设计的时候，可以分析电网的抗冲击和抗短路能力，为电网设计提供参考；2）在运行中，可以评价电网工作安全性，诊断各线路的灵敏性、以及电网在短路状
态下的运行特性；3）在系统检修的时候，可以分析电网故障状态，以便
检修或改造系统。

电力系统短路分析可以用各种软件进行，如MATLAB。

MATLAB是一种
大型实用的软件，主要用来处理、分析和可视化复杂的数据，而近年来，
它也在进军电力系统仿真领域，为电力系统研究与仿真提供了更加可靠的
工具。

MATLAB的电力系统仿真平台可以进行短路分析、潮流计算、功率
自动稳定分析、功率调度和电力系统控制与仿真等，结果得到了进一步的
应用。

二、MATLAB电力系统短路分析仿真步骤
1）编写MATLAB电力系统仿真脚本：用户首先需要编写MATLAB脚本，输入系统参数信息，如电力系统结构，拓扑信息，支路数据（变压器，线路，电容器。

基于MATLAB/Simulink电力系统短路故障分析与仿真摘要：MATLAB有强大的运算绘图能力，给用户提供了各种领域的工具箱，而且编程语法简单易学。

论文对电力系统的短路故障做了简要介绍并对短路故障的过程进行了理论分析和MATLAB软件在电力系统中的应用，介绍了Matlab／Simulink的基本特点及利用MATLAB进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。

在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。

关键词：MATLAB、短路故障、仿真、电力系统Abstract：MATLAB has powerful operation ability to draw, toolkit provides users with a variety of fields, and easy to learn programming grammar. Paper to give a brief introduction of fault of the power system and the process of fault are analyzed in theory and the application of MATLAB software in power system, this paper introduces the basic characteristics of MATLAB/Simulink and MATLAB power system simulation analysis of the basic methods and steps. On the simulation platform, with single - infinity system for modeling object, by selecting module, parameter Settings, as well as the attachment, a variety of fault simulation analysis of power system.Keyword:MATLAB;Fault analysis;Simulation;Power System;引言 (3)第一章：课程设计任务书 (3)1.1设计目的： (3)1.2原始资料： (4)1.3设计内容及要求： (4)第二章：电力系统短路故障仿真分析 (5)2.1元件参数标幺值计算： (5)2.2等值电路: (10)第三章：电力系统仿真模型的构建 (10)3.1MATLAB简介: (11)3.2电力元件设计: (11)3.2.1 三相电源: (11)3.2.2 变压器元件: (13)3.2.3输电线路: (14)3.3电力系统模型的搭建: (15)第四章：模型仿真运行 (21)4.1建立仿真模型： (21)4.2仿真结果与分析： (22)第五章: 总结 (25)参考文献 (25)附录：Simulink仿真模型 (26)引言随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。

基于MATLAB/Simulink电力系统短路故障分析与仿真摘要：MATLAB有强大的运算绘图能力，给用户提供了各种领域的工具箱，而且编程语法简单易学。

论文对电力系统的短路故障做了简要介绍并对短路故障的过程进行了理论分析和MATLAB软件在电力系统中的应用，介绍了Matlab／Simulink的基本特点及利用MATLAB进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。

在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。

关键词：MATLAB、短路故障、仿真、电力系统Abstract：MATLAB has powerful operation ability to draw, toolkit provides users with a variety of fields, and easy to learn programming grammar. Paper to give a brief introduction of fault of the power system and the process of fault are analyzed in theory and the application of MATLAB software in power system, this paper introduces the basic characteristics of MATLAB/Simulink and MATLAB power system simulation analysis of the basic methods and steps. On the simulation platform, with single - infinity system for modeling object, by selecting module, parameter Settings, as well as the attachment, a variety of fault simulation analysis of power system.Keyword:MATLAB;Fault analysis;Simulation;Power System;引言 (3)第一章：课程设计任务书 (3)1.1设计目的： (3)1.2原始资料： (4)1.3设计内容及要求： (4)第二章：电力系统短路故障仿真分析 (5)2.1元件参数标幺值计算： (5)2.2等值电路: (10)第三章：电力系统仿真模型的构建 (10)3.1MATLAB简介: (11)3.2电力元件设计: (11)3.2.1 三相电源: (11)3.2.2 变压器元件: (13)3.2.3输电线路: (14)3.3电力系统模型的搭建: (15)第四章：模型仿真运行 (21)4.1建立仿真模型： (21)4.2仿真结果与分析： (22)第五章: 总结 (25)参考文献 (25)附录：Simulink仿真模型 (26)引言随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。

毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月北京交通大学毕业设计（论文）成绩评议题目：基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真系别：专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师建议成绩：84评阅教师建议成绩：86答辩小组建议成绩：82总成绩：84答辩委员会主席签字：年月日北京交通大学毕业设计（论文）任务书北京交通大学毕业设计（论文）开题报告北京交通大学毕业设计（论文）指导教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）评阅教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）答辩小组评议意见毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：日期：毕业设计（论文）使用授权书本人完全了解北京交通大学有关保管、使用论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存论文；③学校可允许论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容。

本人签名：日期：摘要本设计分析了电力系统短路故障的电气特征，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，进一步研究短路故障的特点。

通过算例对电力系统短路故障进行分析计算。

然后运用Matlab/Simulink对算例进行电力系统短路故障仿真，得出仿真结果。

并将电力系统短路故障的分析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出结论。

《电力系统建模及仿真课程设计》总结报告题目：基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析姓名某某某学号200x0417xxx院系自机学院班级 0x级电气x班指导教师某某莫摘要：本次课程设计是结合《电力系统分析》的理论教学进行的一个实践课程。

电力系统短路故障，故障电流中必定有零序分量存在，零序分量可以用来判断故障的类型，故障的地点等，零序分量作为电力系统继电保护的一个重要分析量。

运用Matlab电力系统仿真程序SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，并在此基础上对电力系统多中故障进行仿真，仿真波形与理论分析结果相符，说明用Matlab对电力系统故障分析的有效性。

实际中无法对故障进行实验，所以进行仿真实验可达到效果。

关键词：电力系统；仿真；短路故障；Matlab；SimPowerSystemsAbstract: The course design is a combination of power system analysis of the theoretical teaching, practical courses. Power system short-circuit fault, the fault current must be zero sequence component exists, and zero-sequence component can be used to determine the fault type, fault location, the zero-sequence component as a critical analysis of power system protection. SimPowerSystems Toolbox building design requirements to the power system model using Matlab power system simulation program, and on this basis, the power system fault simulation, the simulation waveforms with the theoretical analysis results match, indicating that the power system fault analysis using Matlab effectiveness. Practice can not fault the experiment, the simulation can achieve the desired effect. Keywords: power system; simulation; failure; Matlab; SimPowerSystems目录一、引言............................................................................................................................................. - 3 -1、故障概述 (3)2、故障类型 (3)二、电力系统模型............................................................................................................................. - 4 -三、电力系统仿真模型的建立与分析 ............................................................................................. - 4 -3.1电力系统仿真模型 (5)3.2仿真参数设置 (6)3.3仿真结果分析 (8)3.3.1正常运行分析.................................................................................................................... - 8 -3.3.2单相接地短路故障分析.................................................................................................... - 9 -3.3.3两相短路故障分析.......................................................................................................... - 12 -3.3.4两相接地短路故障分析.................................................................................................. - 15 -3.3.5三相短路故障分析.......................................................................................................... - 18 -四、结论........................................................................................................................................... - 21 -五、参考文献................................................................................................................................... - 21 -六、心得体会................................................................................................................................... - 22 -一、引言1、故障概述短路是电力系统的严重故障。

本科生毕业设计（论文）题目：运用Matlab仿真分析短路故障学生姓名：系别：机电系专业年级：电气工程及其自动化专业指导教师：2013年 6 月 20 日摘要本文先对电力系统的短路故障做了简要介绍，分析了线路运行的基本原理及其运行特点，并对短路故障的过程进行了理论分析。

在深入分析三相短路故障的稳态和暂态电气量的基础上，总结论述了当今三相短路的的各种流行方案，分别阐述了其基本原理和存在的局限性。

并运用派克变换及d.q.o坐标系统的发电机基本方程和拉氏运算等对其中的三相短路故障电流等做了详细的论述。

并且利用Matlab中的simulink仿真软件包，建立了短路系统的统一模型，通过设置统一的线路参数、仿真参数。

给出了仿真结果及线路各主要参数的波形图。

最后根据仿真结果，分析目前自动选线法存在的主要问题及以后的发展方向。

关键词：短路故障；派克变换；拉氏运算；MatlabABSTRACTThis paper first on the three-phase short circuit of electric power system is briefly introduced, analyzed the basic principle of operation of three-phase circuit and its operation characteristic, and the three-phase short circuit fault process undertook theoretical analysis. In depth analysis of three-phase short circuit fault of steady state and transient electrical quantities based on the summary, the three-phase short circuit of various popular programs, respectively, expounds its basic principles and limitations. And the use of Peck transform and d.q.o coordinate system of the generator basic equation and Laplace operator on the three-phase short-circuit current in detail. And the use of Matlab in the Simulink simulation software package, to establish a unified model of three-phase short-circuit system, by setting the unified circuit parameters, the simulation parameters. The simulation results are presented and the main parameters of the waveform of line. Finally, according to the simulation results, analysis of the current automatic line selection method the main existing problems and the future direction of development.Keywords：Short-circuit failure ;Peck transform;The Laplace operator;M atlab目录第一章序言 (1)1.1 短路故障研究依据 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.2 国内电力系统研究现状 (2)第二章电力系统对称短路分析 (5)2.1 电力系统中短路的基本概括 (5)2.1.1 短路的分类 (5)2.1.2 短路发生的原因 (6)2.1.3 短路发生的危害 (6)2.1.4 短路故障分析的内容和目的 (7)2.2 简单无穷大电源系统三相短路电流分析 (7)2.2.1 简单无穷大电源供电系统的三相短路暂态电流 (7)2.2.2 短路后的暂态过程分析 (8)2.2.3 短路冲击电流 (10)2.2.4最大有效值电流 (11)第三章电力系统短路电流的实用计算 (12)3.1 交流电流初始值的计算 (12)3.1.1计算的条件和近似 (12)3.2 简单系统''I计算 (14)第四章短路系统的调试与仿真 (17)4.1 仿真模型的设计与仿真 (17)4.1.1 实例分析 (17)4.1.2 仿真参数设置 (17)4.2 仿真结果分析 (18)4.2.1 单相短路故障波形 (18)4.2.2 相间短路故障波形 (19)4.2.3 三相短路故障波形 (21)4.3 仿真分析小结 (22)第五章结论与展望 (24)5.1 主要研究结论 (24)5.2 待解决的问题和展望 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第一章序言1.1 短路故障研究依据电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般说来，最严重的短路是三相短路。

·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（图形用户界面） (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析（以A相短路为例） (18)4.3 两相短路（以A、B相短路为例） (22)4.4 两相接地短路（以A、B相短路为例） (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（Graphical User Interfaces） (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文（农业大学机械与电子工程学院 271018）摘要：短路是电力系统中最容易发生的故障，每年因短路而引发的电气事故不计其数。

matlab在电力系统短路故障仿真中的应用毕
业设计
《Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用》
电力系统短路故障是电力系统运行中不可避免的问题，短路故障发生时可能造成严重影响，因
此对电力系统短路故障的仿真和分析显得尤为重要。

在此背景下，本文基于Matlab对电力系
统短路故障进行了仿真研究。

首先，本文对电力系统中常见的短路故障进行了分类和分析，包括单相短路、双相短路和三相
短路等类型。

然后，本文利用Matlab中的Simulink工具建立了电力系统短路故障的仿真模型，模拟了短路故障在电网中的传播和影响。

同时，本文还利用Matlab中的Power System Blockset 工具对电力系统的稳态和暂态运行进行了仿真分析，包括短路故障导致的电流、电压和功率等
参数变化。

接着，本文在仿真结果的基础上对电力系统短路故障的影响进行了分析和评估，包括对电力设
备的损坏程度、电网的安全稳定运行性能以及短路故障的扩散范围等方面进行了深入研究。

同时，本文还根据仿真结果提出了针对电力系统短路故障的应急措施和改进建议，旨在提高电力
系统的抗干扰能力和应对短路故障的能力。

最后，本文对Matlab在电力系统短路故障仿真中的应用进行了总结和展望，指出了目前研究
存在的不足和未来发展的方向，以及Matlab在电力系统短路故障相关研究中的重要价值和作用。

通过本文的研究，对提高电力系统的安全稳定运行和应对短路故障有着积极的促进作用。

电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序电力系统短路故障分析是电力系统设计和运行过程中非常重要的一环。

短路故障会导致电力系统各个部分的电压、电流和功率的突然变化，对设备的保护和稳定运行产生不利影响甚至引起事故。

因此，进行短路计算和故障分析非常必要。

MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化工具，对于电力系统短路计算和故障分析也可以发挥重要的作用。

下面将介绍如何使用MATLAB设计一个简单的电力系统短路计算程序。

首先，我们需要建立一个电力系统的模型。

电力系统可以用图模型表示，其中节点表示发电机、变压器、负荷等设备，边表示导线、变压器等电力连接。

我们可以使用MATLAB中的图模型工具箱创建电力系统模型，并且设置各个节点和边的属性，例如电压、电流、阻抗等。

然后，我们需要编写短路计算程序。

短路计算可以分为对称故障和不对称故障两种情况。

对称故障是指短路故障发生在电力系统的正常运行条件下，例如三相短路。

不对称故障是指短路故障发生在电力系统的不正常运行条件下，例如单相接地短路。

对于对称故障，我们可以使用节点电流法进行计算。

首先，应用基尔霍夫电流定律，根据电压和阻抗计算电流。

然后，根据节点电流方程和电流方程计算电流分布。

最后，根据电流分布计算短路电流和故障点的电压。

对于不对称故障，我们可以使用仿真方法进行计算。

首先，需要设置故障位置和故障类型，例如A相到地短路。

然后，根据故障位置和类型修改节点和边的参数，例如将故障位置的阻抗设置为零。

最后，使用数值方法求解电力系统的动态响应，得到短路电流和故障点的电压。

在MATLAB中，可以使用矩阵运算和数值求解函数实现短路计算。

例如，可以使用矩阵乘法和矩阵求逆函数计算节点电流和电流分布。

可以使用ODE求解器求解动态响应方程。

可以使用MATLAB的绘图函数绘制电力系统的电流分布和故障点的电压。

总结起来，电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计涉及建立电力系统模型、编写短路计算程序并使用MATLAB的数值计算和数据可视化工具进行计算和分析。

基于MATLAB/SIMULINK短路故障仿真及分析随着电力系统的规模不断增大，很多大型电力科研试验很难以进行。

采用传统的方法进行仿真计算工作量大也不直观。

MA TLAB具有强大的数值计算功能和开放灵活的可视化应用界面，在科学技术和工程的各个领域应用都非常的广泛。

因此MA TLAB的出现给电力系统仿真带来了新的方法和手段。

电力系统仿真是将电力系统中的各环节组成部分等进行数字化建模，以达到模拟实际电力系统运行状况的目的。

本文对实例进行仿真，对结果进行分析，以期能够说明MA TLAB在电力系统仿真中的应用。

目录1 引言 (1)1.1 MATLAB/Simulink概述 (1)1.1.1 MATLAB简介及特点 (1)1.1.2 SIMULINK简介及特点 (3)1.2 电力系统仿真概述 (4)1.3 基于MATLAB/Simulink电力系统仿真的发展趋势 (7)2 三相短路故障仿真分析 (9)2.1 电力系统故障简述 (9)2.2 仿真实例 (11)2.2.1 实例仿真摘要 (11)2.2.2 仿真模型建立 (12)2.2.3 三相短路故障仿真及结论分析 (20)3 同步发电机机端短路故障仿真分析 (26)3.1 暂态过程仿真及分析 (26)3.2 其它故障仿真分析 (28)4 结束语 (29)1 引言MATLAB是当前国际认可的优秀科技应用软件之一，它以矩阵运算为基础，把计算可视化程序设计融合到交互的工作环境中，可实现工程计算，算法研究，建模和仿真，数据分析及可视化，科学和工程绘图，应用程序开发等功能。

Simulink是MATLAB所提供的一个集成环境，它是用来对动态系统进行建模，仿真和分析的。

它是一种结合了框图界面和交互仿真功能的，具有非线性动态系统仿真功能的出色工具[1]。

为支撑社会经济的不断发展，电力工业的发展也非常迅速，重要表现之一就是电力系统的规模不断扩大，这就大大增加了许多大型电力科研试验的进行。

·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（图形用户界面） (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析（以A相短路为例） (18)4.3 两相短路（以A、B相短路为例） (22)4.4 两相接地短路（以A、B相短路为例） (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（Graphical User Interfaces） (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文（农业大学机械与电子工程学院 271018）摘要：短路是电力系统中最容易发生的故障，每年因短路而引发的电气事故不计其数。

MATLAB应用基础短路计算仿真短路计算是电力系统中非常重要的一项工作，它用于确定系统中电流限制设备的额定电流和短路电流，并帮助工程师评估电力设备和系统的短路能力。

MATLAB是一种强大的数值计算工具，可以用于进行短路计算的仿真和分析。

在MATLAB中进行短路计算的仿真可以分为以下几个步骤：1.定义电力系统的拓扑结构和参数：在MATLAB中，可以使用矩阵或数据结构来定义电力系统的拓扑结构，例如节点支路矩阵和节点导纳矩阵。

同时，还需要定义系统中各个电气元件的参数，例如发电机的电压和电流限制，输电线路的电阻和电抗等。

2.构建节点支路矩阵和节点导纳矩阵：根据电力系统的拓扑结构和参数，可以使用MATLAB的矩阵运算来构建节点支路矩阵和节点导纳矩阵。

这些矩阵描述了系统中各个节点与支路之间的连接关系和电气特性。

3.进行短路电流计算：利用节点支路矩阵和节点导纳矩阵，可以建立电力系统的潮流模型。

通过对模型进行幅相解算，可以求解系统中各个节点的电压和支路的电流。

然后，可以根据短路点的位置和连接关系，利用短路电流的传递规则计算各个节点和支路的短路电流。

4.评估电力设备和系统的短路能力：根据短路电流的计算结果，可以对系统中的电力设备和系统的短路能力进行评估。

例如，可以判断设备是否能够承受短路电流的冲击，从而根据需要调整设备的参数或提供额外的保护措施。

5.进行短路分析和优化设计：利用MATLAB的图形界面和数据可视化功能，可以对短路电流的计算结果进行分析和可视化。

例如，可以绘制系统的走线图、短路电流的分布图和设备的容量保护图等，以帮助工程师更全面地理解电力系统的短路特性，并进行优化设计。

总的来说，MATLAB是一种非常有用的工具，可以用于进行短路计算的仿真和分析。

它可以帮助工程师更全面地了解电力系统的短路特性，评估设备和系统的短路能力，并进行优化设计。

通过MATLAB的仿真和分析，工程师可以更有效地进行短路计算和相关工作，提高工作效率和电力系统的安全性。

本科生毕业论文(设计)题目基于MATLAB的输电线路故障仿真分析学生姓名张宏亮学号 ***********学院信息与控制学院专业电气工程及其自动化指导教师余莉二Ｏ一七年五月二十五日目录1 绪论 (2)1.1短路故障 (2)1.2论文的主要工作 (3)2 仿真软件 (3)2.1MATLAB简介 (3)2.2S IMULINK简介 (4)3电力系统故障计算的基本原理 (5)3.1短路计算的基本原则和方法 (5)3.2短路电流计算 (6)3.2.1 计算的基本步骤 (6)3.2.2 短路计算 (6)4 模型与仿真 (7)4.1算例 (7)4.2三相短路系统仿真模型及各模块参数设置 (7)4.2.1 三相电压电流测量模块 (8)4.2.2 变压器模块 (9)4.2.3 三相线路模块 (10)4.2.4 三相电源模块 (10)4.2.5 三相线路故障模块 (11)4.2.6并联RLC负荷模块 (11)4.3仿真结果与分析 (11)5设计总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)基于MATLAB的输电线路故障仿真分析张宏亮南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京 210044摘要：本文介绍了MATLAB的基本操作以及输电线路故障分析方法，对电力系统范围内的主要故障内容搭建了体系仿真模型，并且例举说明了输电线路故障问题，尤其是各种类型的短路。

在运行和参考了这些仿真案例的情况下，对仿真的结果做了深度分析，通过对仿真结果与故障计算所得的结果比较得出结论。

通过这些仿真案例验证了基于MATLAB的输电线路仿真是能够运行的，以MATLAB为基础的计算机仿真技术能够很容易的对各种短路故障进行分析。

关键词：MATLAB;仿真研究；故障Simulation analysis of transmission line fault based onMATLABZhang Hong-LiangSchool of Information and Control，NUIST，Nanjing 210044，ChinaAbstract: This paper introduces the basic MATLAB operation and transmission line fault analysis method, the main content of the fault on the power system within the scope of the build system simulation model, and illustrates the problems of transmission line, especially the various types of short circuit. In the case of running and referring to these simulation cases, the depth analysis of the simulation results is made. By comparing the simulation results with the results obtained by fault calculation, the conclusions are drawn. The simulation results show that the transmission line simulation based on MATLAB is able to operate, and the computer simulation technology based on MATLAB can easily analyze all kinds of short-circuit faults.Key words: MATLAB; simulation study; fault1 绪论1.1 短路故障电力系统指的是电能生产、变换、传输、分配和使用的各种电气设备按照一定的技术要求有机的组合成的一个联合系统。

无穷大功率电源供电系统两相短路故障 Matlab 仿真简介无穷大功率电源供电系统是一种高效、稳定的供电系统，可以为各种设备提供稳定的电力。

然而，由于各种原因，可能会发生短路故障，导致系统无法正常工作。

本文将使用 Matlab 对无穷大功率电源供电系统中的两相短路故障进行仿真分析。

仿真目标本次仿真的目标是模拟无穷大功率电源供电系统中的两相短路故障，并分析故障对系统的影响。

具体来说，我们将通过以下步骤完成仿真：1.创建无穷大功率电源供电系统模型2.添加两相短路故障3.运行仿真并记录结果4.分析结果并得出结论仿真步骤创建无穷大功率电源供电系统模型我们需要创建一个无穷大功率电源供电系统的模型。

在 Matlab 中，我们可以使用Simulink 工具箱来构建这个模型。

具体步骤如下：1.打开 Matlab，并新建一个 Simulink 模型文件。

2.在 Simulink 库浏览器中选择合适的电源模块，将其拖拽到模型中。

3.添加适当的负载模块，以模拟实际设备的电力需求。

4.连接电源和负载模块，以建立供电系统的拓扑结构。

添加两相短路故障接下来，我们需要向供电系统中添加两相短路故障。

短路故障是指电路中两个相之间产生了直接连接，导致电流过大、电压下降等问题。

在 Matlab 中，我们可以使用 Simulink 的开关模块来模拟短路故障。

具体步骤如下：1.在 Simulink 库浏览器中选择开关模块，并将其拖拽到模型中。

2.连接开关模块与供电系统的两个相之间。

3.设置开关状态，使其处于闭合状态，即产生短路故障。

运行仿真并记录结果完成供电系统和短路故障的建模后，我们可以运行仿真并记录结果。

在 Matlab 中，我们可以使用 Simulink 模型自带的仿真工具来进行仿真。

具体步骤如下：1.在 Simulink 模型界面上点击“运行” 按钮或使用快捷键 Ctrl+T 来运行仿真。

2.观察仿真结果，包括电流、电压等参数的变化，并记录下来。

电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析电力系统短路故障是电力系统中常见且严重的问题之一、对电力系统中的短路故障进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解和解决该问题。

本文将介绍基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析的方法。

首先，短路故障是电力系统中电流异常的一种形式，通常由设备故障或外部因素引起。

为了进行仿真，首先需要建立电力系统的数学模型。

在MATLAB中，可以使用节点或支路的导纳或阻抗矩阵来表示电力系统。

通过建立节点或支路的导纳矩阵，可以描述电力系统的电流和电压之间的关系。

其次，在进行短路故障仿真之前，需要确定故障类型和故障位置。

常见的短路故障类型包括对地短路、相间短路和两相短路等。

对于不同类型的短路故障，需要采用不同的电力系统边界条件来进行仿真。

然后，在进行短路故障仿真时，还需要考虑电力系统中各种设备的参数和特性。

这包括发电机、变压器、负载和传输线等设备的电流、电压和功率参数。

将这些参数考虑在内，可以更真实地模拟电力系统中的短路故障情况。

最后，在MATLAB中进行电力系统短路故障仿真后，可以对仿真结果进行分析和评估。

通过分析仿真结果，可以了解短路故障对电力系统的影响，并寻找解决故障的方法。

例如，可以通过改进保护装置或调整系统参数来减少短路故障对电力系统的影响。

综上所述，基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析方法可以帮助工程师更好地理解和解决电力系统中的短路故障问题。

通过建立电力系统的数学模型，确定故障类型和位置，并考虑设备的参数和特性，可以进行准确的仿真。

通过分析仿真结果，可以找到解决故障的方法，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 输电线路短路故障在Matlab中的仿真分析在整个电网中，输电线是电力传输的重要部分，也是电力系统故障最易发生的一个环节。

大多数的故障是由于输电线的短路引起的。

在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，产生复杂的暂态现象。

本章在三相的系统中，对常发生的三相短路接地、两相短路接地以及单相短路接地进么了仿真分析，更进一步地了解电力系统的暂态过程。

5.1 输电线传输过程的单相短路接地分析该仿真系统是由一个发电机模块，一个三相电压、电流测量模块，以及两条50km的三相PI型输电，一个三相故障发生器，以及示波器，万用表和一些连接元件。

其仿真的模型如下图（5-1）：图（5-1）完成模型的设计后，对仿真的参数进行设定，三相电路短路故障发生器的短路时间设为[0.01 0.1]。

完成模型设定后，万用表显示有供选择的故障点参量，如下图（5-2）：图（5-2）单相短路时，在故障发生器中选择A相短路，并选择故障相接地选项（Ground Fault），故障时间为[0.01 0.08]。

在万用表元件中选择故障点A相电流，作为测量电气量，则A 相短路接地时，故障点A相电流波形图如下图（5-3）：图（5-3）由图易知：在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，电路发生A相单相短路接地，故障点的电流瞬间下移，且变化很突然，在0.08s时，故障排除，A相电流恢复到0A。

同样，用万用表测B，C相的电流，易知属于正常情况，波形图如下图（5-4）：图（5-4）在万用表元件中选择故障点A相电压为测量电气量，其波形图如下图（5-5）：图（5-5）同样，B，C相的电压波形也可以从万用表上得出，如下图（5-6）：图（5-6）由波形的简单比较，故障时间[0.01 0.08]内，A相电压突然消失为0，而B，C相电压则瞬间变大。

而此时发电机端的输出的三相电压、电流信号，如下图（5-7），（5-8）：图（5-7）图（5-8）5.2 输电线传输过程的两相短路接地分析将三相电路短路故障发生器中的故障相选择B相和C相故障，并选择故障相接地选项。

基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其重要性不言而喻。

因为电力系统中涉及到高压、大电流的电力传输，因此电力系统故障问题一直是一个备受关注的话题。

电力系统中最常见的故障就是电路短路，而由于电力系统的复杂性，短路故障对电力系统的影响也是非常大的。

因此，电力系统短路故障的分析和解决是电力工程领域中的一个重要课题。

近年来，随着计算机软件的发展，电力系统的短路故障分析也得到了很大的改善。

其中，MATLAB 是一款功能强大的科学计算软件，非常适合用于电力系统短路故障的分析。

下面将简要地介绍基于 MATLAB 的电力系统短路故障分析的相关内容。

1. 电力系统短路故障的原理电力系统是由发电机、变电站、输电线路和配电系统等构成的。

在电力系统运行中，如果电力系统中的设备、绝缘体或接触件出现损坏，会导致电路的短路。

短路的本质是电路中存在低阻值路径，通常都伴随着大电流流动，这些特点使得短路故障非常危险。

短路故障一般分为单相短路和三相短路两种类型，其中三相短路是最为常见和严重的，因此本文主要讨论三相短路的分析方法。

2. MATLAB 程序设计介绍MATLAB 是一种基于矩阵运算和数值计算的高级工具，是进行科学计算和工程仿真的重要环境。

该软件具有强大的计算功能和友好的交互式界面，可以帮助电力工程师进行复杂的计算和仿真，从而更好地分析电力系统的短路故障。

下面将介绍 MATLAB 中电力系统短路故障分析的实现方式。

3. 电路模型及参数定义在 MATLAB 中进行电力系统短路故障分析前，需要先定义电路模型，即将电力系统抽象为一个电路图。

在电路图中，每个设备用阻抗、电抗和电感等元器件来表示，这些元器件的参数需要根据实际电路的物理特性来确定。

例如，发电机可以表示为电压源模型，输电线路可以表示为电阻、电感和电容模型，而负荷则可以表示为电阻模型等。

将这些元器件通过连线连接起来，就可以得到电力系统的电路模型，从而进行短路故障分析。