同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的建模及仿真

1、鍵入文檔標(biāo)題專業(yè)：電氣工程及其自動化姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的建模及仿真發(fā)電機(jī)的三分之一故障來自于同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)，所以研究同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)對于電力系統(tǒng)有 舉足輕重的作用。所謂同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)就是向勵磁繞組供給勵磁電流的整套裝置。按照勵磁功率產(chǎn)生 的方式不同，同步發(fā)電機(jī)的勵磁方式可以分為自勵式和他勵式兩種。自勵式是將發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)過 整流后輸送到同步發(fā)電機(jī)的勵磁側(cè)，而他勵式是同步發(fā)電機(jī)的勵磁側(cè)單獨(dú)采用直流勵磁機(jī)或交流勵磁機(jī)作 為電源供電。以單機(jī)一無窮大系統(tǒng)為模型進(jìn)行研究。單機(jī)一無窮大系統(tǒng)模型是簡單電力系統(tǒng)分析中最簡單最常用的研究對象，其示意圖如圖 1所示，該仿真系

2、統(tǒng)由同步勵磁發(fā)電機(jī)、變壓器、雙回路輸電線和無窮大系統(tǒng)構(gòu)成。其中，同步勵磁發(fā)電機(jī)參數(shù)為 200MVA、13800V、112.5r/min、50Hz，變壓器參數(shù)為 Y 丫型210MVA。XL!XI3QF1發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)幵關(guān)XL2QF2圖1 單機(jī)一無窮大系統(tǒng)示意圖建模及其仿真步驟如下。1. 選擇模塊首先建立一個 Simulink模型窗口，然后根據(jù)系統(tǒng)的描述選擇合適的模塊添加至模型窗口中，建立模型所需的模塊如下:1） 選擇 Machines模塊庫下的 Synchronous Machine pu Standard模塊作為同步勵磁發(fā)電機(jī)、 Excitation System 模塊作為勵磁控制器。2）選擇E

3、lements 模塊庫下的Three-Phase Transformer （Two Windings） 模塊作為三相升壓變壓器、Three-Phase Series RLC Load 模塊作為三相并聯(lián)RLC 負(fù)載接地、Three-Phase Fault 模塊作為任意相之間或者任意相與地之間的短路、Ground模塊作為接地。3） 選擇 Electrical Source 模塊庫下的 Three-Phase Source模塊作為無窮大系統(tǒng)。4）選擇Measurements 模塊庫下的 Voltage Measurement模塊作為電壓測量。5）選擇Math Operation 模塊庫下的 Gain

4、模塊。6）選擇Sources模塊庫下的 Constant 模塊。7）選擇Signal Routing 模塊庫下的 Bus Selector模塊作為輸出信號選擇器。8）選擇 Sinks模塊庫下的 Scope 模塊。2. 搭建模塊將模塊放在合適的位置，將模塊從輸入端至輸出端進(jìn)行連接，搭建完的Simuli nk勵磁系統(tǒng)模型如圖2圖2 Simulink勵磁系統(tǒng)模型3模塊參數(shù)設(shè)置(1) Synchronous Machine pu Standard模塊參數(shù)設(shè)置雙擊Synchronous Machine pu Standard模塊，彈出模塊參數(shù)設(shè)置對話框如圖3所示。其中，Preset model :用于選

5、擇點(diǎn)擊型號。Rotor type :用于選擇轉(zhuǎn)子類型。Nom power,L L volt， and freq.Pn (VA) Vn (Vrms) fn (Hz):用于設(shè)置點(diǎn)擊的額度功率、額定電壓、額度頻率。ReactancesXd Xd 'Xd ' Xq Xq ' X1 (pu):用于設(shè)置點(diǎn)擊電感量。d axis time constants :用于設(shè)置d坐標(biāo)的時間常量。q axis time constants :用于設(shè)置q坐標(biāo)的時間常量。Time constants Td ' Td' Tgo ' '(s):用于設(shè)置時間常量。Stat

6、or resista nee Rs (p.u.):用于設(shè)置電機(jī)定子電阻。模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示。圖3 Synchronous Machine pu Standard模塊參數(shù)設(shè)置對話框System 模塊，彈出模塊參數(shù)設(shè)置對話框。模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖4所示。(2) Excitation System 模塊參數(shù)設(shè)置雙擊 Excitation圖4 Excitation System模塊參數(shù)設(shè)置對話框Tran sformer(Two Windin gs)模塊參數(shù)設(shè)置(3) Three-PhaseTran sformer (Two Windin gs)模塊，則彈出模塊參數(shù)設(shè)置對話框。模塊具體雙擊

7、Three-Phase參數(shù)設(shè)置如圖5所示。圖 5 Three-Phase Transformer(Two Windings)模塊參數(shù)設(shè)置對話框(4) Three-Phase Series RLC Load 模塊參數(shù)設(shè)置Series RLC Load1 模塊,分別雙擊 Three-Phase Series RLC Load 模塊和 Three-Phase 則彈出模塊參數(shù)設(shè)置對話框。模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖6和7所示。(5) Three-Phase Fault模塊參數(shù)設(shè)置圖6 Three-Phase Series RLC Load模塊參數(shù)設(shè)置對話框g Block PararFter:Series R

8、LC Lcadl莎 1 Q LgibT WEk) "nHIsFLua&ts a f61；as F.LC Scad.圖7 Three-Phase Series RLC Load模塊參數(shù)設(shè)置對話框雙擊Three-Phase Fault 模塊，則彈出模塊參數(shù)設(shè)置對話框。模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖8所示圖9 Three-Phase Source模塊參數(shù)設(shè)置對話框圖8 Three-Phase Fault模塊參數(shù)設(shè)置對話框(6) Three-Phase Source模塊參數(shù)設(shè)置，模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖9所示。(7) Voltage Measurement模塊參數(shù)設(shè)置，模塊的具體參數(shù)設(shè)置如圖1

9、0所示。Block Parameters: Voltage Measurenienttaze eaEiireieiit (nask)Ideal voltageEel?Paraznatersfinal : I C匸-二口巳三二|(10) Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置，具體參數(shù)設(shè)置如圖12、13所示。圖10 Voltage Measureme nt模塊參數(shù)設(shè)置對話框(8) Gain模塊參數(shù)設(shè)置，具體參數(shù)設(shè)置如圖11所示。«1 Block ParrTieters; Gain-CainElezicnt- ize gain K. *u_. ckt matTixy Ku tyr y 二S

10、ignal latQ typesFaxam已ttr 觸ta|G-aini11/ (13800/nm (avsort(2)3KultiplicMtion: I Elesinr.t-Ties (K. *utis* > 1 fci inh*rit*d?.M |£anctl圖11 Gain模塊參數(shù)設(shè)置對話框(9) Constant 模塊參數(shù)設(shè)置，設(shè)置 Constant 模塊中的 Constant Value 為1.0，設(shè)置 Constant1 模 塊中的 Constant Value 為 1.0 。DwiSwlvt ImThia-匕：Liik& -ep 1 a a Llls a

11、: iiQat. wlLi th caLii>r - a*. - d fl a Xlul： &lla Cieatu-i. j Dua 音蘭1 三心 In 丄 abicrck that daf :nes itc cut cut usinf a bus abjict. Tht littbox ihcrwi tht cjcnilE in th« incut bus. Use the SfKct button to select th« cxjtfut iifAls 7h# richt listbcs Eho«5 the ftlsctioni Uss tUc 匚Pi Dow- ct Resave tvttqn to reoTeT thec.|iecj£ ' iu3d out nut' tc znjlt ipi=x± h a c-uTp 匚七.PaiasteTE寸cm=3：veOKf ancfilH*1p螯ply圖12 Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置對話框圖13 Bus Selector模塊參數(shù)設(shè)置對話框4.仿真參數(shù)設(shè)置及其運(yùn)行設(shè)置仿真參數(shù)的Star