matlab零序五次谐波,基于MATLAB的高次谐波接地选线保护仿真设计

3.3 仿真过程及仿真结果

当仅线路一A相单相接地故障,即在故障模块中设置仅A相接地，点击运行，观察A、B、C相的电流电压变化。A相、B相、C相的电流分别为IA、IB、IC，电压分别为UA、UB、UC。

电流IA,IB,IC,的波形如图3.2，图3.3和图3.4所示：

图3.2 A相电流IA波形

图3.3 B相电流IB波形

图3.4 C相电流IC波形

由上述图形我们可以看出在0.2s时，IA的电流有大幅增加，IB、IC则没有发生变化，短路点出现在A相。

图3.5和图3.6是线路一的零序电流I01和线路二零序I02的对比：

图3.5 线路一零序电流I01波形

图3.6 线路二零序电流I02的波形

由线路一的零序电流I01和线路二零序电流I02的对比我们可以看到0.2s故障出现时时I01和I02相差180相位相反。

电压波形如图3.7，图3.8，图3.9和图3.10所示：

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图3.7 A相电压UA

图3.8 B相电压UB

图3.9 C相电压UC

图3.10 线路一零序电压U0

由图可见当A相发生接地短路时，A相电压UA变为0，B相C相电压UB、UC升高。可以看出A相发生接地短路。

当发生故障时，值班人员应记录发生故障的时间、接地相位与其他相的差别，零序电压及消弧线圈的电压值和电流值，根据这些数据对故障线路进行修改。 3.4 五次谐波选线仿真设计

建立Matlab环境下的Simulink仿真模型，如图3.11所示，通过仿真来验证分析五次

谐波选线法的应用，基本思路是根据系统的接线原理图，建立一个有6条线路的简单小电流接地仿真模型，给定断路器在t=0.1s时刻闭合，让系统发生A相接地故障，观察 B、C相电压电流变化。

采用分布参数模型，选用电缆线路的标准参数，正序电阻0.024Ω/km，电感5.16e-4H/km，电容3.08e-7F/km；零序电阻0.196Ω/km，电感3.98e-3H/km，电容2.03e-7F/km。模型中6条线路长度分别设置为20km，25km，15km，15km，16km，20km。线路故障发生在第一条线路末端。

消弧线圈自身电感量可以自动调节，计算其电感量使其和线路对地电容相平衡。

图3.11 仿真模型简图

接地电阻为100Ω时，故障线路和非故障线路五次谐波电流如图3.12和图3.13所示。 故障线路的五次谐波电流经过首半波幅值变化后，幅值和频率就稳定不变。非故障线路的五次谐波电流在故障刚开始，有一个幅值逐渐减小的振荡衰减的过程，稳定后的电流幅值很小，如图3.13所示。