電力輸電線路阻抗的頻率特性實驗1

1、電力系統(tǒng)綜合自動化實驗報告實驗題目：電力輸電線路阻抗的頻率特性實驗班級： 電氣1班 學號：152703117姓名： 明洪開實驗時間： 2018 年 3 月 11 日閆明副教授指導老師及職稱：閆明副教授一、實驗目的掌握用集總參數(shù)表示的電力輸電線路阻抗的頻率特性；掌握用多段PI型等效參數(shù)表示的電力輸電線路阻抗的頻率特性；掌握用分布參數(shù)表示的電力輸電線路阻抗的頻率特性；掌握Matlab/Simulink仿真平臺中電力系統(tǒng)模塊庫SimPowerSystems的 使用方法。二、實驗設備Matlab/Simulink仿真軟件平臺Version2011 ；電力系統(tǒng)模塊庫 SimPowerSystems.三、

2、實驗原理用集總參數(shù)表示的電力輸電線路阻抗的頻率特性將參數(shù)均勻分布的輸電線路看成由無數(shù)個長度為dx的小段組成，若每單位 長度導線的電感及電阻分別為L和R，每單位長度導線對地電容及電導分別為C 和G,則單位等值電路圖如圖4-41所示。圖4-41輸電線路等裁電路盡管實際中的輸電線路是分布參數(shù)線路，但在某些情況下，為了分析、計 算的方便，也將輸電線路等值為RLC串聯(lián)或PI型電路模塊。RLC串聯(lián)支路模塊在電力系統(tǒng)中，對于電壓等級不高的短線路（長度不超過100km的架空線 路），通常忽略電容的影響，用RLC串聯(lián)支路來等效。SimPowerSystems庫提供 的RLC串聯(lián)支路如圖4-42所示。TON IS

3、eries rlc Branch圖4-42 RLC串聯(lián)支路圖標雙擊RLC串聯(lián)支路模塊， 將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如 圖4-43所示。該對話框中含有以下參數(shù)：阿 Block Parameters: Series RLC BranchXSeries RLC Branch (mask) (link) Implements a series branch of RLC elements.Use the ? Branch type parameter to add or remove elements from the branch.ParametersBranch type: RLCTResista

4、nce (Ohms):：1巳-3I I Set the initial inductor currentCapacitance (F):le-6I I Set the initial capacitor voltageMeasurements NoneT,圖4-43所示| OK | Cancel Help Apply“電阻(Resistance R)文本框：電阻(單位：Q)?！半姼小?Inductance L)文本框：電感(單位：H)。 “電容(Capacitance C)文本框：電容(單位：F)。PI型等效電路模塊在電力系統(tǒng)中，對于長度大于100km的架空線路以及較長的電纜線路， 電容的影響

5、一般是不能忽略的。因此，潮流計算，暫態(tài)穩(wěn)定分析計算中常使用 PI型電路等效模塊。SimPowerSystems庫中提供的PI型等效電路模塊的等效電路及單相和三相圖標如圖4-44所示。以型等效電路及其圖標(b) pi型等效電路單相和三相圖標Three-PnePI Section Line以型等效電路及其圖標(b) pi型等效電路單相和三相圖標(a) pi型等效電Kb仿真系統(tǒng)的基頻用文本(1)“(2) “框：正序和零雙擊PI型等效電路模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖(a) pi型等效電Kb仿真系統(tǒng)的基頻用文本(1)“(2) “框：正序和零“單位長度電感” (Positive-and zero-

6、sequence inductance )文 本框：正序和零序電感L1 L0(單位：H/km)?！皢挝婚L度電容”(Positive-and zero-sequence capacitance)文 本框：正序和零序電容L1 L0(單位：F/km)。(5) “線路長度” (Line section length)文本框：線路長度(單位： km)。長度不超過300km的線路可用一個PI型電路來代替，對于更長的線路，可 用串級聯(lián)接的多個PI型電路來模擬。PI型電路限制了線路中電壓、電流的頻率 變化范圍，對于研究基頻下的電力系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的相互關 系，PI型電路可達到足夠的精度；但是對于

7、研究開關開合時的瞬變過程等含高 頻暫態(tài)分量的問題時，就不能不考慮分布參數(shù)的特性了，這是應該使用分布參數(shù) 線路模塊。分布參數(shù)線路模塊當分析線路的波過程以及進行更精確的分析時，通常使用線路的分布參數(shù)模 塊。SimPowerSystems庫中的分布參數(shù)線路模塊基于Bergeron波傳輸方法。三 相分布參數(shù)線路模塊如圖4-46所示Distributed Parameters Line雙擊分布參數(shù)線路模塊，將彈應該模塊的:參數(shù)對話框，如4-47所示。該 對話框中含有以下參數(shù):(1) “相數(shù)”(Number of phase N)文本框：改變分布參數(shù)線路的相數(shù)，可以動態(tài)改變該模塊的圖標。圖4-48所示為單

8、相和多相分布參數(shù)線路圖標。Distributed Parameters Line Distributed Parameters Linel(a)(b)圖4-48單相和多相分布參數(shù)線路模塊圖標(時單相：(b)多相“基頻”(Frequency used for RLC spedification)文本框：基本 頻率用于計算RLC的參數(shù)值?！皢挝婚L度電阻(Resistance per unit length)文本框：用矩陣 表示的單位長度電阻(單位：Q/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸出 正序和零序電阻R1 R0;對于對稱的六相線路，可以輸入正序電感、零序電感和 互感R1 R0 R0m;對

9、于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互關系 的NXN階電阻矩陣?！皢挝婚L度電感”(Inductance per unit length)文本框：用矩陣表示的單位長度電感(單位：H/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸出 正序和零序電感L1 L0;對于對稱的六相線路，可以輸入正序電感、零序電感 和互感L1 L0 L0m;對于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互關 系的NXN階電感矩陣?！皢挝婚L度電容(Capacitance per unit length )文本框：用矩陣 表示的單位長度電容(單位：F/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸出 正序和零序電容C1 C

10、0;對于對稱的六相線路，可以輸入正序電R容、零序電 容和互容R1 R0 R0m;對于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互 關系的NXN階電容矩陣?！熬€路長度(Line length)文本框：線路長度(單位：km)?！皽y量參數(shù)” (Measurements)列表框：對線路送端和受端的相電壓 進行測量。四、實驗方法及步驟實驗方法：用mat lab的Simulink Libaray進行仿真實驗步驟：第一步：理論分析。通過理論分析大致知道在那個頻率段上發(fā)生諧振。第二步：按圖4-49搭建仿真單相電路圖，選用的各模塊的名稱及提取路徑見 表 4-8.第三步：設置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。第四步：仿真。圖

11、雨鼻相仿真電路圖激活 Windowspowergui轉(zhuǎn)到設置以激活Windows,表48例4.4仿真電路模塊模塊名提取路徑交流電壓源V*SimP q wrS y stem ?/Electrical Sources直聯(lián)RLC支路Rs_eqSimPowerS y stems /ElementBFI型等效電路Pi LineSimPowerS y stem s/Elemeuts串聯(lián)RLC狗荷HOMvarSimPowerS y stems /Element s接地模塊GroundSimPow crS ystems/Elemciits電壓測量模塊VISimPowcrSy stem 8/Measure meats阻抗測量模塊ZBSimPowcrSy stems/Measurcments增益模塊GSimiilink/CouLmonly Used Blocks示波器Scope VISimulink/Smls電力系統(tǒng)圖形用戶界面powerguiSimFowerSystems五、實驗運行結(jié)果六、實驗中遇到的問題及解決辦法遇到的問題：沒有弄清Series RLC Branch和Series RLC L