摘要：供电系统要求稳定的，不间断地对负荷供电，以保证社会的稳定和发展。但由于各种原因，电力系统经常会发生故障，破坏系统的正常运行，而最常见的故障就是短路。借助仿真软件分析系统短路故障，既可作为教师课堂教学和实验模拟的手段，又有助于学生熟悉短路过程，理解短路波形掌握短路计算。 

本文先使用标幺值法对最简单的对称短路（三相短路）进行了短路计算，又用对称分量法对不对称短路（两相短路）进行了短路计算。并使用MATLAB/SIMULINK对其进行仿真，验证了计算结果。系统使用GUI界面编程，有良好的人机交互界面，可以通过界面修改系统参数（如发电机，线路，变压器等）。

 

关键词  短路计算；MATLAB仿真；GUI界面

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 短路故障产生的原因以及危害-1

1.1.1 短路故障产生的原因以及类型-1

1.1.2 短路故障的危害-1

1.2 短路故障的计算及其目的-2

1.3 预防短路发生的方法-2

1.4 对称分量法的应用-3

1.5 本文的主要研究内容-3

2 短路电流的理论计算-4

2.1 三相短路电流的理论计算-4

2.2 两相短路电流的理论计算-5

2.3 单相接地故障短路电流的理论计算-9

3 单机无穷大系统三相短路计算与仿真验证-11

3.1 单机无穷大系统三相短路计算-11

3.1.1 单机无穷大系统短路计算电路-11

3.1.2 标幺值法三相短路计算-11

3.2 单机无穷大系统短路simulink仿真-13

3.2.1 MATLAB的简介-13

3.2.2 simulink简介-13

3.2.3 简单介绍simulink中电力系统模块-14

3.2.4 简单单机无穷大系统系统模型建立-20

3.2.5 基于simulink的模型建立-20

3.3 仿真模型中参数计算-21

3.4 单机无穷大系统模块参数设置-23

3.4.1 无穷大电源参数设置-23

3.4.2 熔断器参数设置-24

3.4.3 三相故障发生器参数设置-25

3.4.4 三相变压器参数设置-26

3.4.5 传输路线参数设置-27

3.4.6 三相负载参数设置-28

3.5 仿真结果-29

3.5.1 发生三相故障时的电流电压波形-29

3.5.2 发生两相故障时的电流电压波形-31

3.5.3 发生单相故障时的电流电压波形-33

3.6 单机无穷大系统三相短路simulink仿真-35

3.6.1 单机无穷大三相故障理论与仿真对比-35

4 GUI界面应用-36

4.1 GUI界面简介-36

4.2 GUI界面的准则-36

4.3 GUI界面的设计流程-37

4.3.1 GUI界面初始情况-37

4.3.2 GUI界面总体框架图-39

4.3.3 GUI界面函数调用-40

4.4 GUI界面的运行结果-45

4.4.1 三相故障时GUI界面运行结果-45

4.4.2 两相故障时GUI界面运行结果-46

4.4.3 单相故障时GUI界面运行结果-47

4.5 发电机供电的GUI界面与仿真-48

4.5.1 发电机系统的仿真图-48

4.5.2 发电机GUI运行结果图-49

   4.5.2.1三相故障GUI运行结果图-49

      4.5.2.2两相故障GUI运行结果图-50

      4.5.2.3单相故障GUI运行结果图-51

5 两端电源的两相故障验证-52

5.1 两端电源系统示意图-52

5.2 仿真模型搭建-52

5.3 系统理论短路电流计算-52

5.4 两端电源两相短路simulink仿真-54

5.4.1 系统模块参数设置-54

5.4.2两相故障理论与仿真对比-55

结论-56

致谢-57

参考文献-58

附录-59