【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 真的應(yīng)用主要由電力系統(tǒng)仿真模塊(Power System Block set簡(jiǎn)稱PSB)來(lái)完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水電站開(kāi)發(fā)的。PSB是在SIMULINK環(huán)境下使用的模塊,采用變步長(zhǎng)積分法,可以對(duì)非線性、剛性和非連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行精確的仿真，并精確地檢測(cè)出斷點(diǎn)和開(kāi)關(guān)發(fā)生時(shí)刻。PSB程序庫(kù)涵蓋了電路、電力電子、電氣傳動(dòng)和電力系統(tǒng)等電工學(xué)科中常用的基本元件和系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序塊程序庫(kù)中的測(cè)量程序和控制源起到電信號(hào)與SIMULINK程序之間連接作用。PSB程序庫(kù)含有代表電力網(wǎng)絡(luò)中一般部件和設(shè)備的SIMULINK程序塊，通過(guò)PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。二、電力系統(tǒng)模型 :電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng),它包括升降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線路、動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)簡(jiǎn)單示意如圖 ：三、電力系統(tǒng)仿真模型的建立與分析 ：電力系統(tǒng)仿真主要是對(duì)短路類型中的三相短路、兩相短路和單相接地短路的電流、機(jī)端電壓波形進(jìn)行分析。利用MATLAB軟件中的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)(PSB)，建 各元件參數(shù)設(shè)置如下：(1)發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置發(fā)電機(jī)額定容量為50MVA,，額定頻率為60Hz，Yg連接，其它采用默認(rèn)值。(2)三相變壓器參數(shù)設(shè)置額定頻率為60Hz，二次側(cè)電壓220KV。其他采用默認(rèn)值。(3)三相輸電線參數(shù)設(shè)置線路長(zhǎng)100Km。(4)負(fù)荷參數(shù)設(shè)置 額定容量為50MVA。(5)故障模塊參數(shù)設(shè)置短路故障是用三相故障元件來(lái)模擬的，故障時(shí)間段可通過(guò)Transition Times來(lái)設(shè)置，～。其余的短路故障模型可以通過(guò)修改三相故障模塊的參數(shù)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)，將在以下仿真過(guò)程中進(jìn)行設(shè)置：三相故障模塊負(fù)荷LD 正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)輸出端電壓波形正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)輸出端電流波形分析：電力系統(tǒng)未發(fā)生短路故障時(shí)，發(fā)電機(jī)端的電壓和電流均成正弦變化，三相交流電源的三相電壓和電流之間相位不同，而幅值的大小是相同的。單相接地短路故障分析將三相電路短路故障發(fā)生器中的“故障相選擇”選擇A 相故障,并選擇故障相接地選項(xiàng),～。在萬(wàn)用表元件中選擇A 相、B 相和C 相電流作為測(cè)量電氣量, 激活仿真按鈕。（此處以A相接地短路為例）A相接地短路故障點(diǎn)三相電流：A相接地短路故障點(diǎn)三相電壓：分析：當(dāng)A相發(fā)生接地短路時(shí)故障點(diǎn)A相電壓降為零，、非故障相即BC兩相電壓上升為線電壓，其夾角為60176。故障切除后各相電壓水平較原來(lái)升高，這是中性點(diǎn)電位升高導(dǎo)致的。故障點(diǎn)各相電壓：分析: 當(dāng)輸電線路發(fā)生A 相接地短路時(shí),B 相、C 相電壓沒(méi)有變化。在正常狀態(tài)時(shí)，三相短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài),A相電壓也不變, 時(shí),三相短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)A 相接地短路,其短路電壓波形發(fā)生了劇烈的變化,三相短路故障發(fā)生器打開(kāi),故障排除,此時(shí)故障點(diǎn)A 相電壓迅速恢復(fù)。故障點(diǎn)各相電流：分析：當(dāng)輸電線路發(fā)生A 相接地短路時(shí),B 相、C 相電流沒(méi)有變化,始終為0。在正常狀態(tài)時(shí)，三相短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài), 時(shí),三相短路故障發(fā)生器閉合,此時(shí)A 相接地短路,其短路電流波形發(fā)生了劇烈的變化,三相短路故障發(fā)生器打開(kāi),故障排除,此時(shí)故障點(diǎn)A 相電流迅速變?yōu)?。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn),我對(duì)電力系統(tǒng)故障以及MATLAB軟件有了更深的認(rèn)識(shí),另外對(duì)無(wú)窮大功率供電系統(tǒng)有了深刻的認(rèn)識(shí)，加深了我對(duì)無(wú)窮大功率供電系統(tǒng)的印象和理解。但由于在校期間學(xué)習(xí)不扎實(shí)，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，,讓自己的動(dòng)手能力加強(qiáng)了,同時(shí)對(duì)課本上的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解。更好的了解專業(yè)方向。三、同步發(fā)電機(jī)突然三相短路暫態(tài)過(guò)程的仿真方法一、仿真系統(tǒng)簡(jiǎn)單介紹 ：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(Power System Block set簡(jiǎn)稱PSB)來(lái)完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水電站開(kāi)發(fā)的。PSB是在SIMULINK環(huán)境下使用的模塊,采用變步長(zhǎng)積分法,可以對(duì)非線性、剛性和非連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行精確的仿真，并精確地檢測(cè)出斷點(diǎn)和開(kāi)關(guān)發(fā)生時(shí)刻。PSB程序庫(kù)涵蓋了電路、電力電子、電氣傳動(dòng)和電力系統(tǒng)等電工學(xué)科中常用的基本元件和系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序塊程序庫(kù)中的測(cè)量程序和控制源起到電信號(hào)與SIMULINK程序之間連接作用。PSB程序庫(kù)含有代表電力網(wǎng)絡(luò)中一般部件和設(shè)備的SIMULINK程序塊實(shí)驗(yàn)二、電力系統(tǒng)模型 ：電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng),它包括升降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線路、動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)簡(jiǎn)單示意如圖三、電力系統(tǒng)仿真模型的建立與分析 ：電力系統(tǒng)仿真主要是對(duì)短路類型中的三相短路、兩相短路和單相接地短路的電流、機(jī)端電壓波形進(jìn)行分析。利用MATLAB軟件中的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)(PSB)，建 各元件參數(shù)設(shè)置如下：四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn),我對(duì)電力系統(tǒng)故障以及MATLAB軟件有了更深的認(rèn)識(shí),另外對(duì)于同步發(fā)電機(jī)突然三相短路暫態(tài)過(guò)程有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)于如果解決此類實(shí)際問(wèn)題做出來(lái)了一些總結(jié)。但由于在校期間學(xué)習(xí)不扎實(shí)，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，,讓自己的動(dòng)手能力加強(qiáng)了,同時(shí)對(duì)課本上的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解。更好的了解專業(yè)方向。實(shí)驗(yàn)四中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的仿真模型及計(jì)算一、參數(shù)設(shè)置：采樣頻率取50 kHz。故障初相角分別取90176。、45176。、0176。三種情況進(jìn)行仿真。接地點(diǎn)過(guò)渡電阻分別取5Ω、500Ω、5kΩ三種情況進(jìn)行仿真。設(shè)故障點(diǎn)分別位于每條線路的首端、中間和末端以及母線等不同位置。采用ATPEMTP 的壓控開(kāi)關(guān)作為電弧的數(shù)學(xué)模型，即當(dāng)接地點(diǎn)電壓達(dá)到最大值時(shí)，開(kāi)關(guān)合上，表明電弧重燃，當(dāng)接地點(diǎn)電流過(guò)零時(shí)，電弧熄滅，如此反復(fù)拉弧，作為實(shí)際電弧閃的一種理想化模型。暫態(tài)零序電流的有效值和極性分別按公式(1)和式(2)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)編制Matlab 應(yīng)用程序調(diào)用ATP仿真[6,7]得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪出零序電壓、零序電流的波形。二 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ：由于篇幅所限，下面僅列出線路1 末端發(fā)生金屬性接地（RF =0217。），比較線路4 的暫態(tài)零序電流與穩(wěn)態(tài)零序電流的幅值和極性得到的仿真計(jì)算結(jié)果及波形。1）故障線路的暫態(tài)零序電流大于非故障線路，且與非故障線路暫態(tài)零序電流的方向相反，如表1所示，故障電路1 ，大于非故障線路4 ，二者的相位比較結(jié)果為–38405，前面的負(fù)號(hào)表示二者的極性相反。2）暫態(tài)檢測(cè)法靈敏度高于穩(wěn)態(tài)檢測(cè)法。所示，故障線路1 。3）短路瞬間故障相的相位角對(duì)暫態(tài)零序電流的幅值有很大影響，但對(duì)穩(wěn)態(tài)零序電流幅值影響甚小。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)仿真結(jié)果分析：下面僅列出線路4 中段發(fā)生金屬性接地（RF =0 Ω），比較線路4 的暫態(tài)零序電流與穩(wěn)態(tài)零序 電流的幅值和極性得到的仿真計(jì)算結(jié)果及波形。消 弧線圈的電感采用過(guò)補(bǔ)償5%計(jì)算。仿真結(jié)果：ψ=90176。時(shí)零序電壓、零序電流波形圖2.、結(jié)果分析通過(guò)總結(jié)大量的仿真計(jì)算結(jié)果及仿真得到的波形可以得出如下結(jié)論：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，在過(guò)補(bǔ)償方式下，故障線路的穩(wěn)態(tài)零序電流為由過(guò)補(bǔ)償產(chǎn)生的過(guò)剩的電感電流，其方向與非故障線路相同，所以傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)檢測(cè)法不再有效，而消弧線圈對(duì)故障后的暫態(tài)零序電流的幅值