(精品)基于MATLAB的电力系统仿真毕业论文

双击三相电压-电流测量元件,在三相电压-电流测量元件参数对话框进行如下设置:

电压测量选项中包括3个选项,分别是不测量电压(no)、测量相电压(phase-to-ground)和测量线电压(phase-to-phase)。电流测量选项中有测量和不测量选项,在本例中选择测量相电压和测量电流选项。

单击OK按钮完成对电压-电流测量元件的参数设置。

3)从线路元件库中选择三相电路短路故障发生器元件,复制后粘贴在电路图中,如图3-15所示。

步骤一:双击三相电路短路故障发生器元件,在三相电路短路故障发生器元件参数对话框中进行设置,如图3-15所示。三相电路短路故障发生器元件参数对话框中包括10各选项,分别是故障相选择(Phase Fault)、故障点电阻(Fault resistances Ron)、故障相接地(Ground Fault)、外部控制(Exeternal contorl of fault)、转换状态(Transition status)、转换时间(Transition times)、内部计时器的采样时间(Sample time of the Ts)、缓冲电阻(Snubber resistance Rp)、缓冲电容(Snubber Capacitance Cp)和测量(Measurements)。

图3-15三相电路短路故障发生器及参数对话框

参数设置如下:

故障点电阻(Fault resistances Ron):0.001 故障点接地电阻(Ground resietances Rg):0.001 转换状态(Transition status):[ 1 0 ] 转换时间(Transition times):[0.2 0.3]

内部计时器的采样时间(Sample time of the Ts):0 缓冲电阻(Snubber resistance Rp):1e6 缓冲电容(Snubber Capacitance Cp):inf 测量(Measurements):选择不测量选项

单击OK按钮完成对三相电路短路故障发生器的设置。 步骤二:同样的方法设置其他两个三相电路短路故障发生器。

4) 从线路元件库三相断路器元件,复制后粘贴在电路图中,如图3-16所示。

双击三相短路器元件,在三相短路器元件参数对话框中进行设置,如图3-16所示。三相短路器元件参数对话框包含以下选项:初始状态(Initial status of breakers);故障相选择(Switching of A、B、C);转换时间(Transition time);内部计时器的采样时间(Sample time of the Ts);外部控制时间(Extarnal control of switching times);断路器电阻(Breakers resistance Ron);迟滞电阻(Snubbers resistance Rp);迟滞电容(snubbers capacitance Cp)和测量(Measurements)。

图3-16 三相断路器及参数对话框

三相断路器的参数设置如下: 初始状态(Initial status of breakers):

故障相选择(Switching of A、B、C):A、B、C三相都选择 转换时间(Transition time):[0.01]

内部计时器的采样时间(Sample time of the Ts):0

外部控制时间(Extarnal control of switching times):不选择 断路器电阻(Breakers resistance Ron):0.001 迟滞电阻(Snubbers resistance Rp):1e6 迟滞电容(snubbers capacitance Cp):inf 测量(Measurements):选择不测量选项 单击OK按钮完成对三相短路器的设置。

5) 从线路元件库中选择三相变压器元件,复制后粘贴在电路图中,如图3-17所示。

步骤一:将变压器的名称改为:变压器。

步骤二:双击三相变压器元件,在变压器元件参数对话框中进行设置,如图3-17所示。变压器元件参数对话框包含以下选项:

图3-17 三相变压器及参数对话框

额定功率和频率(Nominal power and frequency);原边绕组接法(winding1 connaction);原边绕组参数(winding parancters);副边绕组接法(winding2 connaction);副边绕组参数(winding parancters);磁阻(Magnetiration resistance Rm);磁感(Magnetiration reactance Lm)和测量(Measurements)。

变压器参数设置如下:

额定功率和频率(Nominal power and frequency):[250e6 50] 原边绕组接法(winding1 connaction):Y

原边绕组参数(winding parancters):[ 424.35e3 , 0.002 , 0.08 ] 副边绕组接法(winding2 connaction):Delta(D11)

副边绕组参数(winding parancters):[ 315e3 , 0.002 , 0.08] 磁阻(Magnetiration resistance Rm):500 磁感(Magnetiration reactance Lm):500 测量(Measurements):选择不测量选项 单击OK按钮完成对三相变压器的设置。

6)从线路元件库中选择三相分布参数传输线元件,复制后粘贴在电路图中,如图3-18所示。

图3-18 分布参数传输线及参数对话框

步骤一:将分布参数传输线元件名称改为

步骤二:双击分布参数传输线元件,在分布参数传输线元件参数对话框中进行设

置,如图3-18所示。参数设置如下:

线路相数(Number of phase N):3

用于电阻、电感和电容的频率(Frequency):50

单位长度电阻(resistance per unit length):[ 0.01273 0.3846] 单位长度电感(Inductance per unit length):[ 0.9337e-3 4.1264e-3 ] 单位长度电容(Capacitance per unit length):[ 12.74e-9 7.751e-9 ] 线路长度(Line Length):300

测量(Meadurements):选择不测量电气量 单击OK按钮完成对三相分布参数传输线的设置。

7)从线路元件库中选择三相串联RLC负载元件,复制后粘贴在电路图中,如图3-19所示。

图3-19 三相串联RLC负荷元件及参数对话框

步骤一:将三相串联RLC负载元件的名称改为:串联负荷。

步骤二:双击三相串联RLC负载元件,在三相串联RLC负载元件参数对话框中进行设置,如图3-19所示。三相串联RLC负载元件参数对话框包含5个选项,分别是额定相电压(Nominal phase-phase voltage),额定频率(Nominal frequency),三相有功功率(Three-phase active power P),三相感性无功功率(Three-phase inductive reactive power Ql),三相容性无功功率(Three-phase capacitive reactive power Qc)选项。

三相串联RLC负载元件参数设置如下:

额定相电压(Nominal phase-phase voltage):500e3 额定频率(Nominal frequency):50

三相有功功率(Three-phase active power P):50e6

三相感性无功功率(Three-phase inductive reactive power Ql):0 三相容性无功功率(Three-phase capacitive reactive power Qc):0 单击OK按钮完成对三相串联RLC负载元件参数的设置 8) 在命令窗口键入如下命令: 》》simulink

单击回车后,弹出仿真元件库对话框。

在sinks目录下选择示波器元件拖拽到电路图中。复制示波器元件,用于测量其它电气量。

9) 从电气测量仪器库中选择万用表元件,复制后粘贴在电路图中。

双击万用表元件弹出万用表元件参数对话框,在万用表元件参数对话框中,显示有可测量电气量,选择要测量的电气量进行测量。 10)选择接地元件、节点等,进行合理放置。

对电路图进行接线即可完成电路图的绘制。 3.5.2 仿真参数设置

当电路图设计完成后,对其进行仿真,以达到观察系统稳定运行及发生短路时的状态变化情况。

在仿真的菜单选项中,选择仿真菜单,激活仿真参数命令,弹出仿真参数对话框。 根据暂态过程时间的估算,对仿真参数进行如下设置: 开始时间(Start time):0.0 停止时间(Stop time):0.5

求解程序类型(Type)选项:可变步长(Variable--step),ode23tb(dtiffTR-BDF2) 最大步长(Max step size)选项:自动(auto) 最小步长(Min step size)选项:自动(auto) 初始步长(Intial step size)选项:自动(auto) 相对容差(Relative tolerance)选项:1e-3

绝对容差(Absolute tolerance)选项:自动(auto) 3.6 仿真结果分析

3.6.1 发电机出口短路仿真结果

将三相电路短路故障发生器的故障相选择中三相故障都选择,并选择故障相接地选项。

设置完电路图和仿真参数后,下面进行电路仿真。激活仿真按钮,查看仿真波形。

1)

故障点电流波形图

在发电机故障器中的测量选项中选择故障电压和电流选项,对故障点的电压和电流进行测量。其它两个故障器均选择不测量选项。

在万用表元件中选择故障点A相电流作为测量电气量。激活仿真按钮,则故障点A相电流波形图如图3-20所示。由图形可以得出以下结论:在稳态时,故障点A相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态,所以电流为0A。在0.2S时,三相电路短路故障发生器闭合,此时电路发生三相短路,故障点A相电流发生变化,电流波形上移。在0.3s时,三相电路短路故障发生器断开,相当于排除故障,此时,故障点的电压迅速变为0A。

图3-20 故障点A相电流

在万用表元件中选择故障点B相电流作为测量电气量。激活仿真按钮,则故障点B相电流波形图如图3-21所示。由图形可以得出以下结论:在稳态时,故障点B相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态,所以电流为0A。在0.2S时,三相电路短路故障发生器闭合,此时电路发生三相短路,故障点A相电流发生变化,电流波形下降。在0.3s时,三相电路短路故障发生器断开,相当于排除故障,此时,故障点的电压迅速变为0A。

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