论文总字数：16672字

摘 要

在我国的用电系统中，由于配电网的电压等级不是很高，因此一般都是采用中性点不直接接地的接地方式。这种接地方式包括三种接地类型，分别中性点不直接接地、中性点经过消弧线圈接地、中性点经过电阻接地。当系统发生故障的时候，为了保证电网电能质量的良好性和可靠性，必须要找出发生故障的线路，并进行故障的排查。本文通过利用MATLAB，对不同接地方式下系统发生单相故障时进行模型的搭建与仿真，分析各情况下故障特点，从而为故障切除及相关工作提供依据。

关键词：小电流接地系统；Matlab建模；单相故障

Analysis of Single-phase Fault of Small Current Grounding System Based on Matlab

Abstract

Most of the distribution networks in China use neutral point indirect grounding methods. Among them, the neutral point indirect grounding method includes a neutral point ungrounded system, a neutral point grounded by an arc suppression coil system, and a neutral point through a transition resistance Grounding system. When a single-phase fault occurs in the system, in order to prevent the accident from further deterioration, the faulty line must be found and removed. This paper uses MATLAB to build and simulate a model when a single-phase fault occurs in the system under different grounding methods, and analyzes the fault characteristics in each case to provide a basis for fault removal and related work.

Keywords:Small current grounding system,Matlab modeling,Single-phase fault

目录

摘 要 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….I

Abstract….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….II

第一章 引言 …………………………………………………………………………………………………………………………………………….1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 配电网中性点接地方式 1

1.2.1 中性点不直接接地系统 1

1.2.2 中性点经小电阻接地 1

1.2.3 中性点经过消弧线圈接地 2

1.3 本文主要内容 2

第二章 MATLAB与SIMULINK介绍……………………………………………………………………………………………………3

第三章 系统各元件模型参数的建立 ………………………………………………………………………………………………………4

3.1 对称三相电力系统线路参数计算 4

3.1.1 架空线路的电阻 4

3.1.2 电力线路电抗的计算 4

3.1.3 电力线路中电纳的计算 5

3.1.4 电力线路中电导的计算 5

3.2 变压器模型及其等值电路 5

3.3 电力负荷模型及其等值电路 6

第四章 中性点不接地系统单相故障特性分析及仿真 …………………………………………………………………………..7

4.1 中性点不接地系统的特点分析 7

4.1.1 原理综述 7

4.1.2 系统特点 7

4.2 单条线路分析 7

4.3 多条线路特征分析 9

4.4 系统仿真 10

4.4.1 模型窗口的建立 10

4.4.2 中性点非有效接地系统仿真模型及搭建 10

4.5 仿真结果及分析 13

第五章 中性点经消弧线圈接地系统单相故障分析及仿真 ………………………………………………………………….19

5.1 中性点经消弧线圈接地系统的特点分析 …………………………………………………………………………………19

5.1.1 单相弧光接地故障研究现状 …………………………………………………………………………………………19

5.1.2 原理综述 ……………………………………………………………………………………………………………………….19

5.2 系统特点 ……………………………………………………………………………………………………………………………………19

5.3 单条线路分析 ……………………………………………………………………………………………………………………………19

5.4 多条线路分析 ……………………………………………………………………………………………………………………………20

5.5 系统建模与仿真 ……………………………………………………………………………………………………………………….22

5.6 仿真结果及分析 ………………………………………………………………………………………………………………………23

第六章 结论与展望 ……………………………………………………………………………………………………………………………….27

致 谢 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..28

参考文献(References)……………………..…………………………………………………………………………………………………………...29

引言

选题背景及研究意义

如果系统的中性点采取的接地方式是直接接地的运行方式，将不利于其系统的可靠性，如果某一相发生了故障，必须要切除该相线路，这样就会导致从这条线路的故障发生的地点一直到其后面的所有的负荷线路都会被切除，这种情况下会对整个的电网和用户产生很大的影响。正是因为这种原因，所以如果发生了故障或者是不正常的运行状态的时候，系统必须做到可以在短时间内快速有效地把发生故障的线路从所在的电力线路中切除，然后进行重合闸的操作。

如果系统采取的接地方式是中性点不接地的话，和不直接接地的方式相比较，这种方式的可靠性要高一些。因为如果三相电路中的某一相上发生了该相的线路与大地直接相连接的情况，由于该故障点的流过的电流很小，除此之外，由于其他两相没有发生故障的线路之间的线端的电压仍然保持着对称的状态，因此，这个系统还可以在短时间内不切除故障，并且继续运行1~2小时。然而也会产生不利的因素。因为发生了故障的时候，导致中性点的电压升高，变成了之前正常运行情况下的线端的电压的数值的大小，所以对绝缘产生了不利的影响，还要额外地增加对绝缘设备的投入，不利于经济性的发展。

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