MATLAB-Simulink系统建模与仿真-实验报告

由图中可得故障线路零序电流的幅值为I0=6.52A，则3I0的有效值为13.83A，与从上图中线路三测量得到的13.86A仅相差0.2%。

3.2.2 中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果及分析

设置好参数，运行10kv中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，得到系统三相对地电压和线电压的波形与不接地系统仿真图相同。

系统的零序电压3U0及线路一始端的零序电流3I0、消弧线圈电流IL、故障点的接地电流Id波形如下图所示：

从上图所知，当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流Id的有效值在2.9A左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿的效果十分明显。

对于非故障线路来说，其零序电流仍是本身的电容电流，零序电流超前零序电压90°，电容电流的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统是相同的。

但是对于故障路线路来说，其零序电流将大于本身的电容电流，并且电容电流的实际方向也是由母线流向线路。因此，在这种情况下无法用电流方向的差别来判断故障线路，也很难用零序电流的大小来找出故障线路。

实验四 Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例

4.1 变压器仿真模型构建

根据双侧电源的双绕组变压器的简单电力系统接线图，利用Simulink绘制仿真电路图如下：

（1）电源模块：电源EM与电源EN电势相位差10°，其他设置相同，下图为电源EN参数设置：

（2）变压器模块：勾选“饱和铁心（Saturable core）”，为了简化仿真，变压器两侧的绕组接线方式相同，电压等级也相同，参数设置如下图所示：

（3）三相电压电流测量模块UM、UN将在变压器两侧测量到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用。UM模块的参数设置如下图所示，UN模块参数设置与此相仿，只是输出信号分别为“Vabc_N”，“Iabc_N”。

（4）三相断路器模块QF1和QF2分别来控制变压器投入，故障模块Fault1和Fault2分别用来仿真变压器保护区内故障和区外故障。

4.2 变压器空载合闸时励磁涌流的仿真

设置三相断路器模块QF1的切换时间为0s，仿真时间为0.5s，仿真算法Ode23t。三相断路器模块QF2、故障模块Fault1、Fault2在仿真中均不动作（设置其切换时间大于仿真时间即可）。

为了观察励磁涌流，在仿真中添加下图所示示波器模块，参数设置如下图：

运行仿真，得到空载合闸后的三相励磁涌流的波形如下图所示：