Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析-苗全堂.doc

Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析-苗全堂

基于Matlab和PSCAD的小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂
一用Matlab进行的仿真如下：
1.用Matlab进行中性点不接地系统的仿真的的主要步骤如下：
1.1进行模块连接和相关参数设置

图1. 10kV中性点不接地系统仿真模型

图2　Line1的参数设置

图3　Load1参数设置

图4 三相电压电流模块参数设置

图5 故障模块参数设置

图6　系统的零序电压3U0及每线路始端零序电流3I0的获取方法

图7　故障点的接地电流获取方法
1.2.进行仿真。
采用离散算法，仿真结束时间0.2秒，采样时间1*10-5s,系统在0.04s时，发生A相单相接地。得出的相关波形如下列图示：

图8系统三相对地电压波形图

图9系统三相线电压波形图

图10 系统零序电压3U0

图11 3I01

图12 3I03

图13 Id
1.3.结果分析：
在中性点不接地系统中，当发生a相单相金属接地时，故障时间段为（0.04-0.2），A相对地电压变为0，BC相对地电压升高的倍，但线电压仍保持对称故对负荷没有影响。在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流总和。零序电流滞后零序电压90度。故障线路的的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180度。
2用Matlab进行中性点经消弧线圈接地系统仿真
2.1仿真电路及主要结果

图14电路结构图

图15接地电路Id

图16消弧线圈电流IL
2.2结果分析
在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地(黄色线)时，故障时间段为（0.02-0.1），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的倍（b 紫色线，c蓝色线），故障Ua突变为接近零。由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。
二．用PSCAD进行中性点不接地系统仿真的主要步骤如下：
1.用PSCAD进行中性点不接地系统仿真
1.1仿真电路及参数设置如下

图17仿真电路连接模块

图18故障模块设置

图19传输线路模型参数设置

图20相电压图

图21线电压图

图22各相电流图
1.2 结果分析：
在中性点不接地系统中，当发生a相接地时，故障时间段为（0.1-0.2），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的倍，故障相Ua突变为接近零，但线电压仍保持对称，故对负荷没有影响。接地短路电流Ia=Ib+Ic，变为原来的3倍，非故障Ib、Ic相为接地容性电流，一般为几安培。
2．用PSCAD进行中性点经消弧线圈接地系统仿真
2.1仿真电路及结果如下如下：

2.1结果分析：
在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地，故障时间段为（0.25-0.3），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的倍，故障Ua突变为接近零。由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。

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