基于Matlab的接地故障建模与仿真开题报告

1. 研究目的与意义

在我国6～66kV电力系统中普遍采用小电流接地系统方式，其中性点不接地或经消弧线圈接地。当系统发生单相接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流较小，系统线电压的对称性并没遭到破坏，系统还可继续运行一段时间，规程规定一般可在2小时以内运行，为防止系统事故扩大，在接地运行的这段时间里必须尽快找到故障线路并设法排除接地点。目前电力系统中应用的小电流接地选线装置判断正确率较低，所以在实际操作中仍需采用手动拉闸试探的方法查找接地，这就要求调度员要熟悉线路故障接地的特点，以准确判断并进行处理。此外电力系统的接地故障与中性点的接地方式密切相关,从而对应的保护策略也会不同。以电力系统中性点直接接地，不接地以及中性点经消弧线圈接地等三种接地方式等效电路为基础，以故障特征为研究对象，利用MATLAB软件建模进行仿真，并对其结果进行理论对比分析。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

1、小电流系统单相接地特征分析

2、接地故障处理及注意事项研究

3. 国内外研究现状（文献综述）

电力系统中性点接地方式可以分为大电流接地系统和小电流接地系统,前者即中性点直接接地和中性点经小电阻接地系统,后者又分为中性点不接地和中性点经消弧线圈或经高阻接地系统。在我国, 110kv及以上电力网一般都采用中性点直接接地系统,而中低压电网35kv及其以下电压等级的电网通常采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统。中性点的运行方式直接影响到电网的绝缘水平、电压等级、供电的可靠性和线路保护方式等诸方面。接地故障与电力系统的中性点运行方式密切相关,在不同中性点运行方式的电网中,即便是相同的接地条件,所表现的故障特征以及后果和危害完全不同。因为各种短路均会产生很大的短路电流, 同时使电力系统电压水平下降,从而可能会引发一些严重的后果,危及设备及人身安全。以往的电力系统运行经验已经证明,单相接地短路是在电力系统短路故障中占比最高的一种短路故障,单相接地故障占高压线路总故障次数的85%以上、占配电线路总故障次数的80%以上。但是接地故障与电力系统的中性点运行方式密切相关,在不同中性点运行方式的电网中所表现的故障特征以及后果和危害完全不同。因此,为了合理地选择对应的保护方式来预防接地故障的危害,要通过仿真来验证并且认清单相接地故障在系统不同运行方式下所表现的故障特征是有必要的。据此,本文主要对电力系统中性点接地、不接地以及中性点经消弧线圈接地3种运行方式下的单相接地故障进行理论分析，同时利用matlab软件进行了建模与仿真分析。

电网接地短路故障的理论分析，对不同故障下的零序等效网络图进行分析可得出如下结论：

（1）由电力系统故障分析可知,在中性点直接接地系统发生接地故障时的零序等效网络中,零序分量的参数具有如下特点:

4. 研究方案

本课题是以电力系统中性点直接接地，不接地以及中性点经消弧线圈接地等三种接地方式等效电路为基础，以故障特征为研究对象，利用MATLAB软件建模进行仿真，并对其结果进行理论对比分析。

设计过程：中性点直接接地，中性点不接地，中性点经消弧线圈接地研究这三个接地方式的故障特征，再进行MATLAB建模仿真。

5. 工作计划

第1周：熟悉所分配课题，收集相关资料

第2周：完成外文资料的翻译和审核

第3周：自拟开题报告、并完成审核