关于MATLAB在小电流接地系统故障选线中的应用研究.pdf

简介：
本文探讨了MATLAB在小电流接地系统故障选线领域的应用，通过仿真分析和算法优化，提高了故障检测与定位的准确性。 本研究论文探讨了小电流接地系统的故障选线方法，并利用MATLAB Simulink建立了该类系统的一体化模型，对四种自动选线技术进行了仿真对比分析。 小电流接地系统指的是中性点未直接或通过消弧圈接地的电力网络。这种配置的优点在于单相接地短路时产生的电流量很小，90%以上的此类故障能够自行熄灭；同时，三相之间的电压保持平衡状态，不影响负载设备正常运作。然而，在存在单相接地问题的情况下，故障相对地电压降至零而其他非故障相的对地电压升至线间电压水平，这可能导致绝缘薄弱点击穿并引发两相接地事故。 为了有效解决小电流接地系统中的单相短路定位难题，本研究构建了基于MATLAB Simulink的小电流电网模型，并评估了四种自动选线技术。这些方法包括零序电流比幅法、零序功率方向判别法、五次谐波分析以及注入信号检测。 在仿真环节中，我们采用了SimPowerSystem工具箱中的分布式线路参数模式及统一的实验设定值。结果显示，上述所有方案均能准确识别小电流电网单相接地故障；然而每种策略都有其特定的优势与局限性。 零序电流比幅法依赖于系统内的零序电流量来定位短路位置，具备较高的灵敏度但可能受到背景噪声的影响。相比之下，零序功率方向判别法则通过分析电路中的无功分量来进行故障识别，并且能够更好地抵御外部干扰因素的冲击。 五次谐波检测技术则侧重于利用信号中的高频成分进行诊断工作；尽管该方案同样表现出良好的定位精度，但它对系统内存在的其他频率波动较为敏感。此外，注入信号法通过向电路中添加特定测试脉冲来进行故障点确定，具备一定的抗干扰性能但需确保所加激励源的稳定性。 综上所述，本研究借助MATLAB Simulink平台建立了小电流接地系统的标准化模型，并对比了四种选线策略的效果表现。实验结果表明所有方法均能有效识别单相短路情况，但在实际应用时还需根据具体环境选择最合适的方案以保障电力网络的安全运行。 利用MATLAB Simulink进行此类研究具有显著优势，它能够帮助科研人员迅速构建复杂系统模型，并对其进行细致的仿真和性能评估。该软件包提供了广泛适用的基础元件库以及灵活多变的参数配置选项，满足不同研究人员的需求。 这项工作为小电流接地电网单相短路故障选线方法提供了一种有效的解决方案，并为进一步深入研究此类问题奠定了坚实基础。