基于Matlab的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业设计)

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三相故障模块提供了一种可编程的相间(phase-to-phase)和

(phase-to-ground)故障断路器中。三相故障模块使用了三个独立的断路器,用来

模拟各种对地或者相间故障模型。其参数对话框如图4.3所示:

图 4.3三相故障模块参数

三相故障模块中的断路器的开通和关断时间可以由一个Simulink 外部信号(外部控制模式)或者内部控制定时器(内部控制模式)来控制。

如果不设计接地故障,接地电阻(Ground resistance)Rg自动被设置为106?。举例说明如下:当设置一个A、B相间短路故障模型时,只需要设置A相故障和B相故障属性参数;当设置一个A相接地故障模型时,只需要同时设置A相故障和接地故障属性参数,并且要指定一个小的接地电阻值。需要注意的是:

① 如果三相故障模块被设置为外部控制(External control)模式时,在模块

的封装图表中就会出现一个控制输入端。连接到这个输入端的控制信号必须是0或者1之类的脉冲信号(其中0表示断开断路器,1表示闭合断路器)。

② 当三相故障模块被设置为内部控制模式(internal control mode)时,其

开关时间(switching times)和开关状态,均在该模块的属性参数对话框中进行设置。

4.2.5 变压器模块 (1)变压器模块

变压器模块是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级绕组中通有交流电流时,

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铁心(或磁心)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁心(或磁心)和绕组组成,绕组有两个或两个以上的绕组,其中介电源的绕组叫初级绕组,其余的绕组叫次级绕组。按电源相数来分,变压器单相、三相和多相几种形式。他的重要特性参数主要有;

①工作频率:变压器铁心损耗与频率有很大的关系,故应根据使用频率来设计和

使用,这个频率称工作频率。

②额定频率:在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的

输出功率。

③额定电压:指在变压器的绕组上所允许施加的电压,工作时不得大于该电压。 ④电压比:指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的

区别。

⑤空载电流:变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电

流。

⑥空载损耗:指变压器次级开路时在初级测得的功率损耗。主要损耗是铁心损耗,

其次是空载电流在初级绕组铜祖上产生的损耗(铜损),这部分消耗很小。

⑦效率:指次级功率P2与初级功率P通常变压器的额定功率越大,1比值的百分比。

效率就越高。

(2)标么值参数系统介绍

为了便于工业应用,通常要将有名值转换为标么值,而这需要知道相应绕组的额定功率( Pn,单位VA)、额定电压(Vn,单位V)以及额定频率(fn,单位Hz)。对每一个绕组,其电阻和电抗的标么值定义如下:

R(p.u.)? L(p.u.)?LL(base)LL(base) (4.11) (4.12)

(Vn)2 Rbas? (4.13) ePnLbase?R (4.14) 2?fn式中:Vn、Pn和fn分别为一次绕组的额定电压,额定功率和额定频率。 (3)双绕组三相变压器

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双绕组三相变压器的两个绕组可以接成多种形式,如星形Y、带中性线的星形Yn、星形接地Yg、三角形D11(超前星形30°)它们可以通过该功能模块。

双绕组三相变压器需要设置的主要参数有:变压器的额定功率,频率,绕组电压、两个绕组的漏抗和电阻,以及激磁电感和激磁电阻。在该功能模块的属性参数对话框中,还有是否考虑铁芯饱和情况的选项,由“Saturable core”选项完成。

当选定了“Saturable core”选项时,该属性参数对话框中便会自动增加一栏饱和特性参数设置栏(saturation charateristic),用于设置该变压器模块的饱和特性。同时还会出现两个复选框“Simulate hysteresis”和”Specify initial fluxes”,前者用于决定是否进行磁滞饱和仿真,后者则用于设置初始磁通。

4.3 电力系统故障仿真

4.3.1 算例图

根据电力系统典型接线,建立一个含故障的电力系统算例图如图3.1所示。 4.3.2 模型建立步骤及其参数设置

根据含故障的电力系统算例图,建立仿真模型图如图4.4、图4.5、图4.6、所示:

图4.4 电力系统三相短路系统仿真

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图4.5 同步发电机Area的子系统

图4.6 PSS控制系统的子系统

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