基于MATLAB同步發(fā)電機突然短路設(shè)計

第1章緒論了便利。MATLAB在電力系統(tǒng)建模和仿真的應(yīng)用主要由電力系統(tǒng)仿真模塊連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(Continuous),離散系統(tǒng)模塊庫(Discrete),數(shù)學(xué)運算模塊庫(MathOperations),通用模塊庫(common庫(SignalRouting),電源模塊庫(ElectricalSource),電器元件庫 電力電子模塊庫(PowerEleContinuous田田田十User-DefinedFuncti田?ModelVerification>-第3章電力系統(tǒng)運行故障分析短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)峻故障。所謂短路，是與地(對于中性點接地的系統(tǒng))發(fā)生系統(tǒng)通路的狀況。電力系統(tǒng)在運行中，相與相之間或相與地(或中性線)之間發(fā)生非正常連接(即短路)時流過的電流。其發(fā)生短路時，流過發(fā)電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10～15倍。大(1)元件損壞例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計，安裝維護不良所帶來的設(shè)(2)氣象條件惡化例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于(3)違規(guī)操作，例如運行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除接(4)其他，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在袒露的載流部分等。第4章基于MATLAB的單機-無窮大系統(tǒng)模型建立4.1系統(tǒng)模型的建立系統(tǒng)模型如圖4-1所示：4.2基于Simulink的模型建立AAABc電壓量3c 斷1AA4.3模塊選擇以及參數(shù)設(shè)定電機額定參數(shù)(nominalpower,L-Lvoltandfreq):[1000e6315e350]內(nèi)部電阻(Internalimpedance):[1.9845,初始狀態(tài)(Initial圖4-3簡化同步電機模型圖設(shè)置施于簡化的同步電機上的功率。該機械功率運用一個常數(shù)發(fā)生器來設(shè)置，如圖4-4所示。雙擊常數(shù)發(fā)生器元件，在參數(shù)對話框中將數(shù)值設(shè)為700e6,作為機械功率值。電壓幅值運用一個常數(shù)發(fā)生器來設(shè)置，如圖3-4所示，將常數(shù)發(fā)生器數(shù)值改為156e3作為電壓幅值。(2)從測量元件庫中選擇三相電壓-電流測量(3-phaseV-IMeasurements)元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖4-5所示，將三相電壓-電流測量元件名稱改為：發(fā)電機電壓-電流值。雙擊三相電壓-電流測量元件，在三相電壓-電流測量元件參數(shù)對話框進行如下設(shè)置：電壓測量選項中包括3個選項，分別是不測量電壓(no)、測量相電壓 量和不測量選項，在本例中選擇測量相電壓和測量電流選項。圖4-6所示。參數(shù)設(shè)置如下：故障點電阻(FaultresistancesRon):0.001故障點接地電阻(GroundresietancesRg):0.001轉(zhuǎn)換狀態(tài)(Transitionstatus):[10]轉(zhuǎn)換時間(Transitiontimes):[0.20.3]內(nèi)部計時器的采樣時間(SampletimeoftheTs):0緩沖電阻(SnubberresistanceRp):le6緩沖電容(SnubberCapacitanceCp):inf測量(Measurements):選擇不測量選項單擊0K按鈕完成對三相電路短路故障發(fā)生器的設(shè)置。(4)從線路元件庫三相斷路器元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖4-7所示。圖4-7三相斷路器三相斷路器的參數(shù)設(shè)置如下：初始狀態(tài)(Initialstatusofbreakers):故障相選擇(SwitchingofA、B、C):A、B、C三相都選擇轉(zhuǎn)換時間(Transitionti內(nèi)部計時器的采樣時間(SampletimeoftheTs):0外部限制時間(Extarnalcontrolofswitchingtimes):不選擇斷路器電阻(BreakersresistanceRon):0.001遲滯電阻(Snubbers遲滯電容(snubbers測量(Measurements):capacitanceCp):inf選擇不測量選項單擊OK按鈕完成對三相短路器的設(shè)置。(5)從線路元件庫中選擇三相變壓器元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖4-8所示。額定功率和頻率(Nominal原邊繞組參數(shù)(windingparancters):[424.35e3副邊繞組參數(shù)(windingparancters):[315e3,0.002,0.0測量(Measurements):選擇不測量選項單擊0K按鈕完成對三相變壓器的設(shè)置。如圖4-9所示。線路相數(shù)(NumberofphaseN):3用于電阻、電感和電容的頻率(Frequency):50perunitlength):[0.012730.3846]單位長度電感(Inductanceperunitlength):[0.9337e-34.1264e-3]單位長度電容(Capacitanceperunitlength):[12.74e線路長度(LineLength):300測量(Meadurements):選擇不測量電氣量單擊0K按鈕完成對三相分布參數(shù)傳輸線的設(shè)置。如圖4-10所示。額定相電壓(Nominalphase-phasevoltage):500e3額定頻率(Nominalfrequency4.4仿真參數(shù)設(shè)置求解程序類型(Type)選項：可變步長(Variable--step),(1)故障點的電流波形圖00圖4-12故障點B相電流波形圖00圖4-14故障點三相電流波形圖際電壓為母線電壓，發(fā)生暫態(tài)波動。圖4-15故障點三相電壓波形圖發(fā)電機端發(fā)生三相短路，受到?jīng)_擊電流的影響，變壓器電流快速上升，由于變壓22圖4-17所示，由波形得出：在穩(wěn)態(tài)時，變壓器電壓波形呈正玄改變，在0.2s20圖4-19故障點三相電壓波形圖第5章帶勵磁系統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析如圖5-1所示。發(fā)電加復(fù)的故發(fā)電加復(fù)的故無窮大量路故Ww_gb吉發(fā)電機電壓量州于FaultPo_圖5-1帶勵磁的系統(tǒng)仿真模型5.2模塊選擇以及參數(shù)設(shè)定(1)從電機元件庫中選擇基本的同步電機(SynchronousMachinePuAAcM圖5-2發(fā)電機元件初始狀態(tài)(Initialconditions):[0000000061單擊0K按鈕完成發(fā)電機元件參數(shù)的設(shè)置。(2)從電機元件庫中選擇電機測量(MeachineMeasurement)元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖5-3所示。電機測量元件參數(shù)設(shè)置如下：在對話框中選擇定子電流(Statorcurrents),轉(zhuǎn)子電壓(Statorvoltage),轉(zhuǎn)速(RotorSpeed),轉(zhuǎn)速偏差(RotorSpeeddeviation)和功率(Outputactivepower)選項。單mvrefM電路圖中，如圖5-4所示。濾波器的時間常數(shù)(Low-passfiltertimeconstant):20e-3增益和時間常數(shù)(Regulatorgainandtimeconstant):[3000.勵磁(Exciter):[10]瞬態(tài)增益削減(Transientgainreduction):[0.00.0]調(diào)整器的輸出和增益(Regulatoroutputlimitsa初始電壓和勵磁電壓(Regulatorvaluesofterminalvoltageandfidls單擊0K完成對勵磁系統(tǒng)元件參數(shù)設(shè)置。中，如圖5-5所示。wrefwref圖5-5水輪機調(diào)整系統(tǒng)導(dǎo)葉開度(Gateopeninglimits):[0.01參數(shù)下降及調(diào)整(Permanentdroopandregulator):[0.051.1630.105水輪機參數(shù)(Hydraulicturbine):[02.67]下降參數(shù)(Droopreference):0初始功率(Initialmechanical):1雙擊常數(shù)發(fā)生器元件對話框，如圖5-6所示。將常數(shù)數(shù)值改為1(為標(biāo)幺值),(5)從測量元件庫中選擇三相電壓一電流測量(3-phaseVIMeasurement)元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖5-7所示。measurement)包括3個選項，分別是不測量電壓(no),測量相電壓 c圖中，如圖5-8所示。圖5-8三相電路短路故障發(fā)生器轉(zhuǎn)換時間(Transitiontimes):[0.20.3]緩沖電容(SnubberCapacitanceCp):inf數(shù)對話框中的轉(zhuǎn)換時間改為[0.60.7],其余的參數(shù)同上。初始狀態(tài)(Initialstatusofbreakers):打開(open)轉(zhuǎn)換時間(Transitiontime):[0.1]外部限制時間(Extarnalcontrolofswitchingtimes):不選斷路器電阻(BreakersresistanceRon):0.001遲滯電阻(Snubbers遲滯電容(snubberscapacitanceCp):inf選擇不測量選項單擊0K按鈕完成對三相短路器的設(shè)置。(8)從線路元件庫中選擇三相變壓器元件，復(fù)制后粘貼在電路圖中，如圖5-10所示。額定功率和頻率(Nominal原邊繞組接法(windinglconnaction):選擇Dleta(D11)接法原邊繞組參數(shù)(windingconnaction):選擇Y接法副邊繞組參數(shù)(windingparancters):[110e30.0020.0磁阻(Magnetiration磁感(Magnetiration測量(Measurements):選擇不測量選項單擊0K按鈕完成對三相變壓器的設(shè)置。如圖5-11所示。線路相數(shù)(NumberofphaseN):3單位長度電阻(resistanceperunitlengt單位長度電感(Inductanceperunitlength):[0.9337e-34.1264e-3]單位長度電容(Capacitanceperunitlength):[12.74e-97.751e-9]線路長度(LineLength):3000測量(Meadurements):選擇不測量電氣量單擊0K按鈕完成對三相分布參數(shù)傳輸線的設(shè)置。如圖5-12所示。額定相電壓(Nominalphase-phasevoltage):10.5三相有功功率(Three-phaseactivepowerP):50e6三相感性無功功率(Three-phaseinductivereactivepowerQ1):0三相容性無功功率(Three-phasecapacitivereactivepowerQc):0(11)從電源元件庫中選擇志向三相電源(3-phaseSource)元件，復(fù)制后粘A相相角(phaseangleofphaseA):-30頻率(Frenquency):50三相電源電感(Sourceinductance