MATLAB/simulink小电流系统单相接地故障选线仿真模型2020a版本 有中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经小电阻接地。 可读取零序电流零序电压三相电压波形图。 其中经消弧线圈接地还可读取零序电压五次谐波波形图。小电流系统单相接地故障选线是电力系统保护的基本功课。今天咱们用MATLAB 2020a的Simulink撸个仿真模型手把手看看不同中性点接地方式的零序特征。这玩意儿在变电站定值整定时可是救命稻草搞继保的同行应该都懂。模型搭建先从系统架构下手。电源侧用三相可编程电压源参数设置为10kV/50Hz。重点在于中性点分支不接地时直接开路消弧线圈接地记得勾选五次谐波补偿选项小电阻接地模式需要特别注意电阻值范围——这里我设了10Ω实际工程中这个值要根据系统电容电流调整。别偷懒直接抄参数系统规模不同这值会变脸。数据采集模块用三相电压测量仪并联零序过滤器电流互感器组记得设置变比为100:1。有个坑要注意消弧线圈支路需要单独引出五次谐波分量这里用了个定制模块做32点FFT实时计算核心代码其实就三行h5 fft(u0.*hamming(length(u0))); h5_mag abs(h5(6,:)); % 取第五次谐波 plot(t,h5_mag/max(h5_mag));但别被简洁骗了窗函数选择直接影响幅值精度。我试过矩形窗谐波泄漏严重最后还是hamming窗靠谱。采样率设成2kHz刚好满足奈奎斯特准则再高就吃内存了。MATLAB/simulink小电流系统单相接地故障选线仿真模型2020a版本 有中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经小电阻接地。 可读取零序电流零序电压三相电压波形图。 其中经消弧线圈接地还可读取零序电压五次谐波波形图。跑完仿真三相电压波形能明显看到故障相电压塌陷。重点看零序电流特征不接地系统各线路零序电流幅值接近但故障线路相位差180度——这个反相位特征是选线的关键。小电阻接地时故障线路电流幅值直接比正常线路大个数量级眼瞎都能看出来。最妖的是消弧线圈接地基波补偿后各线路零序电流幅值差不多这时候就得靠五次谐波分量来认亲故障线路的五次谐波含量能比正常线路高3-5倍。波形分析时记得活用Simulink的Data Inspector。有个骚操作把各线路零序电流拖到同一个坐标轴按住Ctrl滚轮缩放相位关系一目了然。要是嫌自动缩放不准代码里加个相位差计算[~,idx] max(abs(I0)); phase_diff angle(hilbert(I0_fault).*conj(hilbert(I0_normal)));实际应用中消弧线圈的补偿度设置是个玄学。仿真时试着调过补偿系数从95%到105%变化时零序电压从8V蹦到50V——所以现场调试时千万别闷头调先拿仿真摸清参数敏感度。最后说个新人容易栽的跟头故障过渡电阻设置。接地金属性故障设为0.1Ω还行要是考虑电弧电阻建议设10-100Ω范围。这个值一改小电阻接地系统的选线灵敏度直接跳水不信你试试把过渡电阻从10Ω改成100Ω零序电流能缩水八成。模型文件我打包时留了几个彩蛋在消弧线圈模块里藏了个谐波分析示波器右键解锁隐藏参数可以调谐波次数。搞科研的兄弟要是想做七次谐波选线改个参数就能跑不用重搭模型。毕竟仿真嘛就得玩出花来才带劲。