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摘 要

随着经济发展和高电压技术的不断进步，传统电力系统的容量已经变得杯水车薪，难以满足人民日益增长的电力需求，于是越来越多的学者认为高电压技术具有重要地位，这种技术势必会带来丰硕经济效益。可是，与此同时，它也将导致可怕的后果，例如：破坏电力系统的安全性。当电网中人员出现误操作或系统故障使其从稳态变为暂态时，就会引起操作过电压，它会损毁智能电网中的电力装置。

电力系统仿真就是一种理论联系实际的研究方法，随着电力系统电源容量的不断扩大，网络拓扑结构呈现出高复杂性的特点，所以仿真软件变得日渐普及，它可以被用来进行规划、调度和故障检测。

本次毕业设计利用MATLAB Simulink的公共模块库和电力系统专业模块库,构造切除空载线路操作过电压的仿真物理模型,从而得到了工频周期内的输出波形,而后进行拓展，我们在断路器上并联合闸电阻，来证明这是一种提高线路绝缘保护性的操作。该方法可以让我们的操作变得简便、快速，可以被运用与高电压技术的教学过程中。

关键词：操作过电压；仿真；MATLAB Simulink；合闸电阻

Simulation of switching overvoltage in power system and Research on insulation protection technology

ABSTRACT

With the development of economy and the advancement of high voltage technology, the capacity of traditional power system has become a drop in the bucket, which is difficult to meet the growing power demand of the people. Therefore, high-voltage technology is held extraordinarily fatal by an increasing number of experts and professors. In addition, this kind of technology is bound to bring rich economic benefits. However, at the same time, it also gives rise to dreadful consequences such as damaging the security of the electric power system and so on. When people who work for power grid make disoperation and system fail. Then the fault makes it change from steady state to transient state, it will produce operation over-voltage which will break down electrical equipment in the smart grid.

Electrical power system simulation is a research method, a combination between theory and practice. With the rapid advance of power supply capacity, the network topology shows the characteristics of high complexity, so the simulation software becomes more and more popular. The main application is planning, scheduling and detecting fault.

This graduation design uses the common module library of MATLAB Simulink and the professional module library of power system to construct the simulation physical model of switching off the no-load line operation over-voltage and obtain the output waveform within the power frequency cycle, and then expand it. We add the closing resistance on the circuit breaker. It proves that this is an operation to improve the line insulation protection. This way help us handle problems simply and fast, which can be used in the teaching process of high voltage technology.

Key words: operating overvoltage, simulation, MATLAB Simulink, closing resistance

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1．1引言 1

第二章 电力系统中操作过电压的理论根基 2

2.1电力系统的基本概念 2

2.2 电力系统的运行要求 2

2.3 操作过电压的概念 3

2.4操作过电压的类型 3

2.4.1 电弧接地过电压 3

2.4.2 空载线路合闸和重合闸引起的过电压 4

2.4.3 切除空载线路过电压 4

2.4.4 切除空载变压器过电压 5

2.5电力系统仿真技术的应用 5

第三章 MATLAB软件的应用 7

3.1 MATLAB 进化史 7

3.2 MATLAB衍生产品与作用 7

3.3 Simulink简介 8

第四章 操作过电压限制方法 9

4.1 加装串联补偿电容器 9

4.2 加设合闸电阻 9

4.3配置多组避雷器 9

4.4 增加线路分段数 10

第五章 解决关键问题 11

5.1 MATLAB建模流程 11

5.2 切除空载长线时的操作过电压仿真 11

5.3 加装合闸电阻后的操作过电压仿真 13

5.4结论 14

第六章 不足与展望 15

第七章 个人收获 16

第八章 致谢 17

第九章 参考文献 18

第一章 绪论

1．1引言

在当前的中国技术突飞猛进，人民物质需求不断进化的环境下，不可否认的是电力一词已经成为焦点名词，人民生活离不开高质量、低损耗的电能。众所周知，电能生产效率和生产安全这一原则直接在用户端的电能质量中体现。人们已经做出各种防范于未然的措施，但电网事故还是时常发生，其原因在于电力系统本身的缺陷和外界扰动，这不仅使电网企业的经济和发展遭到重大打击，而且对整个社会和电能用户都造成不可挽回的损失。据统计，自1960年以来，全球的每一个角落均发生过因电能质量过低而导致的大面积停电事故。因此，我国作为世界上最大的发展中国家，必须认真、严谨地对待电力系统的安全性、精准性和发展潜力这一实质性困境。

随着我国综合国力的稳步提升，越来越多的学者投身于电气行业，这使得各种电气仿真系统变得越来越完善，智能网的操作变得越来越高效，配电网中的电能质量问题越来越严重，电力电子装置的结构、功能越来越复杂，电源容量日趋增大，种种因素使得电网系统和电力器件的构建和仿真的难度今非昔比。因此，开发一种效率高、功能强大的电力系统仿真方面的软件被认为是行业中的当务之急。

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