论文总字数：14756字

摘 要

随着我国国家实力的不断提高，在经济和科学技术方面都取得不错的成绩。电力工业也在飞速的发展，无论是在人民生活还是工作方面都离不开电力，需求量越来越大。配电网不仅仅是组成电力系统的必要成分，也是输送电能到用户的一个重要环节，它的安全稳定显得尤为重要。线路是配电网的重要组成部分，线路的接地故障一直都是配电网中不可忽视的一类故障情况，由于设计存在缺陷和各种环境因素结合而发生接地短路故障，尤其单相接地故障发生最为频繁，约占所有故障类型的80%。接地距离保护，一种作为系统接地故障后备保护被普遍使用在电力系统中，其优点包括保护定值基本固定，受系统运行方式影响较轻微、保护范围较为恒定。本文通过MATLAB的电力仿真模块构建简单电力系统进行仿真分析，通过改变故障的不同位置，验证三段式距离保护每一段保护的保护范围，同时观察故障后的电压电流波形，验证故障后各相相电压相电流的变化情况。

关键词：MATLAB；单相接地故障；接地距离保护；模型；

Abstract

With the continuous improvement of my country's national strength, good results have been achieved in both economics and science and technology. The electric power industry is also developing rapidly, both in terms of people’s lives and work, it is inseparable from electricity, and the demand is increasing.. Distribution network is not only a necessary component of the power system, but also an important part of the power transmission to users, its security and stability is particularly important. The line is an important part of the distribution network, and the ground fault of the line has always been a kind of fault that can not be ignored in the distribution network. Due to the design defects and the combination of various environmental factors, the ground short-circuit fault occurs, especially the single-phase ground fault occurs most frequently, accounting for about 80% of all fault types. Grounding distance protection, a kind of backup protection for system ground faults, is commonly used in power systems. Its advantages include that the protection value is basically fixed, it is slightly affected by the operation mode of the system, and the protection range is relatively constant.In this paper, a simple power system is built by the power simulation module of Matlab for simulation analysis. By changing the different positions of the fault, the protection range of each section of the three-stage distance protection is verified. Meanwhile, the voltage and current waveform after the fault is observed to verify the changes of the voltage and current of each phase after the fault.

key word：MATLAB；Single phase ground fault；Ground distance protection；Model；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 接地系统现状 2

1.3 仿真技术的现状 2

1.4 部分仿真技术的功能比较 3

1.5 研究内容及任务 3

第二章 接地距离保护 5

2.1 接地距离保护的定义 5

2.2 接地距离保护的优缺点 5

2.3 距离保护基本原理及其构成 5

2.3.1 距离保护的基本原理 5

2.3.2 距离保护的构成 5

2.4 接地距离保护的整定原则 6

2.5 本章小结 8

第三章 MATLAB软件语言概述 9

3.1 MATLAB概述 9

3.2 MATLAB的主要组成部分 9

3.3 SIMULINK的简介 10

3.3.1 SIMULINK的功能 10

3.3.2 SIMULINK的特点 10

3.3.3 SIMULINK的启动 10

3.4 本章小结 11

第四章 接地距离保护的建模及其仿真 12

4.1 仿真模型的建立 12

4.2 距离模块构建 16

4.3 仿真结果分析 19

4.4 本章小结 20

第五章 结论 21

致 谢 22

参考文献 23

绪论

研究背景及意义

自改革开放以来，电力工业体制持续的发展创造中，实行了“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电”的方针，提出了一些策略用于鼓舞地方的办电积极性，如踊跃且正当的使用外资资金，使用不同的电价，激励竞争关系，多家实行联合办电。资金的快速筹措，电力建设方面日新月异，在建设速度、发展规模以及技术水平都名列世界前茅^[20]。2020年，一个不平凡的一年，一方面是我国“十三五”规划获得了圆满的成功。另一方面“新冠”疫情的无情来袭，无论是人民的日常生活，还是工业的发展都受到了严重的打击，但全国发电装机容量在2020年底的仍达到了22亿千瓦，较2015年底的15亿千瓦来说，年均增长达到了7.6%。同时“西电东送”达到《电力发展“十三五”规划（2016～2020年）》的要求^[1]。河南灵宝换流站于2005年完成运行目标，使华中和西北地区实现联网，意味着我国主要电网完成了全国联网的指标^[2]。

发电厂主要负责将自然界中存在的一次能源经过相应发电机转换成电能，输电网负责将发电机生成的高压电能通过输电线路进行远距离输送，配电网负责将低压电能通过输电线路进行输送至用户，这四部分协同配合成为电力系统。电力系统在供电质量方面要求极高，同时仍需要满足供电可靠性，配电网具备两者的决定权，虽然目前可靠性仍然不尽如人意，随着国家对于此建设投入很大精力，随着发展此目标终会达成^[3]。因此，对于配电网建设的相关问题的分析研究意义重大。

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