1绪论的07级例子 - 图文(8)

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第27页

化也不影响判断，但是R是否变化没有讨论。根据（11）式，若得到n个（V cos，I）值，则可写为下式：

=

得到斜率：

=

（35） （34）

通过比较得到的斜率就可判断假设其不变的观点是否可靠。在图3.8中模拟F2处单相

接地短路，故障时间0.020.04s，仿真时间0.1s，采样时间25e-6s。m3处选取的5个时间段内计算得到的斜率为下：

表4.1 故障时非故障侧斜率变化 时间段0.0050.0075 0.0150.0175 0.020.0225 0.030.0325 0.03750.04 （s） 斜率

有上表易知，斜率是不断变化的，而且极性也发生了变化。因此，该方法的假设是不成立的，由此定位暂降源可靠性不高。

-38.391 -92.849 31335 -19039 -20777 4.4基于电流实部法的仿真分析

4.4.1仿真结果

仿真中采用|I|cos

做为纵坐标，分别对单电源系统和双电源系统四种故障进行

仿真。故障持续时间为0.040.06s，仿真时间为00.1s。 （1） 单电源系统

将E2从系统中切除，对F2点发生三相短路、单相接地短路、两相短路和两相短路接地故障进行仿真。m3和m6处监测结果如下：

1502000 1500100 1000 50050 00 -500Icosθ(A) -1000 -1500-100-2000 0.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.070.020.030.040.050.060.070.080.090.1Time(sec)Time(sec)

（a）m3 （b）m6

图4.12 F2处三相短路测量结果

（a）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，结果正确。（b）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明表明暂降源位于m6下游，与实际情况不符。

-50Icosθ(A)中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第28页

10.80.60.40.2 0.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.118161412Icosθ(A)0-0.2-0.4-0.6-0.8Icosθ(A)10864200.02

-10.020.030.040.05

（a）m3 （b）m6

图4.13 F2处单相接地测量结果

（a）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，结果正确。（b）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明表明暂降源位于m6下游，与实际情况不符。

700 200600 150500 100 400 30050 200Icosθ(A)00.06Time(sec)0.070.080.090.1 00.010.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1Icosθ(A)100

-5000.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1（a）m3 （b）m6

图4.14 F2处两相短路测量结果

（a）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，结果正确。（b）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明表明暂降源位于m6下游，与实际情况不符。

140700 120600 10080Icosθ(A)40200-20-40Icosθ(A)0.010.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.160 0500400300200100

00.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1（a）m3 （b）m6

图4.15 F2处两相短路接地测量结果

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第29页

（a）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，结果正确。（b）图中故障发生时电流实部初始极性为正，表明表明暂降源位于m6下游，与实际情况不符。

（2）双电源系统

接入电源E2，对发生在F1、F2处的四种故障进行仿真，m3处的测量结果如下：

5001500-500Icosθ(A)Icosθ(A)0.020.03-1000-1500-2000 100500-50

-2500-100-300000.01 0.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1-1500.020.0250.030.0350.040.0450.05Time(A)0.0550.060.0650.07（a）F1 （b）F2

图4.16 m3处三相短路接地测量结果

（a）图故障发生时电流实部初始极性为负，表明暂降源位于m3上游，与实际结果相符。（b）图故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，与实际情况相符。 100.20 0.15-10

-200.1Icosθ(A)Icosθ(A)-30-40-50-60-70-800.020.050 0.03 -0.050.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1-0.10.020.0250.030.0350.040.045Time(sec)0.050.0550.060.065（a）F1 （b）F2

图4.17 m3处单相接地测量结果

（a）图故障发生时电流实部初始极性为负，表明暂降源位于m3上游，与实际结果相符。（b）图故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，与实际情况相符。

100-1080-2060140120100Icosθ(A)-30-40-50Icosθ(A)40200-20-60-700.02 0.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1-40-600.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第30页

（a）F1 （b）F2

图4.18 m3处两相短路测量结果

（a）图故障发生时电流实部初始极性为负，表明暂降源位于m3上游，与实际结果相符。（b）图故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，与实际情况相符。

500080-500-1000-150060100Icosθ(A)-2000-2500-3000-3500Icosθ(A)00.010.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1108640200-20-4000-4500-400.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.06Time(sec)（a）F1 （b）F2

图4.19 m3处两相短路接地测量结果

（a）图故障发生时电流实部初始极性为负，表明暂降源位于m3上游，与实际结果相符。（b）图故障发生时电流实部初始极性为正，表明暂降源位于m3下游，与实际情况相符。

4.4.2分析

通过对F1、F2点故障仿真结果可以得出，在双电源系统中，基于电流实部初始极性的方法对各种故障正确率为100%，同时在暂降期间基本保持不变。单电源系统中对下游故障有100%的正确率，但对上游出现的故障时的判断结果全错。从仿真结果为正值易得出在上游发生故障时，电流方向不变，与故障前电流方向一致。因此这种方法对单电源系统是不适用的。

在单电源系统中，上游发生故障时电流小于正常负荷时的电流，故障期间与正常时的电流差为负值，这样就可以出现一个负极性，因此可以将基于电流实部初始极性的方法作改进，监测Icos的初始极性。以下是运用改进的方法对单电源系统中F2处故障时m6处的仿真结果：

200012

15001000500Icosθ(A)0-500Icosθ(A)0.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1420-1000-1500-20000.02-2-4-60.020.030.040.050.06Time(sec)0.070.080.090.1（a）三相短路 （b）单相接地

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第31页

1000-100-2001000-100-200Icosθ(A)-300-400Icosθ(A)-300-400

-500-500

-600-600

-700-7000.020.030.040.050.060.070.080.090.10.020.030.040.050.060.070.08 Time(sec)Time(sec) （c）两相短路 （d）两相短路接地

图4.20 单电源系统F2处故障m6处仿真结果

0.090.1由图可以看出电流实部初始极性为负，表明暂降源位于m6上游，改进的方法是有效的。

基于电流实部极性的方法判断采用的电流是电流的变化量。暂降中基波电压的变量恒为负，则变化电流实部极性与等效阻抗实部极性则刚好相反，因而该法也与基于等效阻抗实部极性定位法原理相近，只是这里计算采用的时刻为暂降的开始时刻。该方法对双电源系统有效，可信度高。对单电源系统可信度不高，通过改进后对单电源系统也同样有效。

4.5基于等效阻抗实部定位方法仿真分析

4.5.1仿真结果 （1）单电源系统

切断电源E2。选择监测设备m3、m6，当F2故障引起暂降时，利用m3、m6处所得正序等效阻抗实部极性判断结果应为下游和上游位置。故障持续时间为0.020.06s，仿真时间为00.1s，表4.2为仿真结果。

由表可以得出m3处除单相接地故障外其余的等效阻抗实部都为负，表明暂降源位于其下游，结果正确。单相接地故障所计算得到等效阻抗实部为正，结果错误。m6处等效阻抗实部都为正，表明暂降源位于m6上游，结果正确，等效阻抗值基本相同，可信度高。 （2）双电源系统

系统中E1、E2同时供电。选择监测设备m3、m6，当F2故障引起暂降时，利用m3、m6处所得正序等效阻抗实部极性判断结果应为下游和上游位置。故障持续时间为0.020.06s，仿真时间为00.1s，表4.3为仿真结果。

表4.2 单电源系统等效阻抗实部计算结果

监测设备故障类型 0~0.06s 三相短路 单相接地（A相） -11.5 96.9178 m3 0~0.1s - 15.8 96.9283 0~0.06s 0.1423 0.1391 （?） m6 0~0.1s 0.1384 0.1391

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