(3) 电力电子元件———电力电子元件库中包含了各种电力电子设备元件。 (4) 电机元件———电机元件库中包含了各种电机模型元件。
(5) 连接器元件———连接器元件库中包含了在不同条件下用于互相连接的元件。 (6) 电路测量仪器元件———电路测量仪器元件库中包含了各种电流测量元件和电压测
量元件。
(7) 附加元件———附加元件库中包含了三相模块、特殊的测量设备以及控制模块。 (8) 演示教程———演示教程中包含了各种演示教程和学习实例。
(9) 电力图形用户接口———电力图形用户接口用来进行电力系统稳态分析。
(10) 电力系统元件库模型———电力系统元件库模型中包含了电力系统各种非线性模块
的仿真模型, 可以用来建立电力系统电路的等值仿真电路模型。[21]
3.1.3 常用元件
电力电子系统建模和仿真工具在小电流系统仿真过程中常用到的元件有电源元件、线路元件、附加元件、电路测量仪器元件以及其它一些元件。分别介绍如下： ⑴ 三相可编程电压源
图3.2 三相可编程电压源
三相可编程电压源位于电源元件库中, 是电路设计中常见的电路元件。MATLAB 提供的三相可编程电压源的幅值、相位、频率和谐波可以随时间变化。三相可编程电压源的主要作用如下:
① 可以对三相电源的幅值、相位和电源基频分量进行时变性编程。 ② 提供两个谐波分量, 施加于基频信号。 ③ 可以用来控制受控电压源和受控电流源。 ⑵ 分布参数输电线元件
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图3.3 分布参数输电线元件
分布参数输电线元件位于线路元件库中。在电力系统仿真中, 设计一条分布参数输电线路通常采用分布参数输电线元件, 能够较好地模拟实际的情况。 ⑶ 三相负荷
图3.4 三相负荷
三相负荷元件位于线路元件库中, 用来模拟电力系统的负荷情况。
⑷ 三相电路短路故障发生器元件
图3.5 三相电路短路故障发生器元件
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三相电路短路故障发生器元件位于线路元件库中。使用三相电路短路故障发生器元件可以模拟电力系统的各种故障: 三相短路故障、两相短路接地故障、两相短路故障、单相接地故障、金属接地故障以及经过渡电阻接地故障等。 ⑸ 电路测量仪器
图3.6 电流测量元件
电流测量元件位于电路测量仪器元件库。电流测量元件用于测量线路的电流。
图3.7 电压测量元件
电压测量元件位于电路测量仪器元件库。电压测量元件用于测量节电的电压。
图3.8 万用表元件
万用表元件位于电路测量仪器元件库。万元表元件可以分别用于测量线路的电流或节电的电压。
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⑹ 其它一些原件
图3.9 示波器元件
示波器元件位于仿真工具箱( Simulink) 的接收器元件库( Sinks) 。应用该元件可以直观地显示故障时的故障信息。
图3.10 子系统元件
子系统元件位于仿真工具箱( Simulink) 的接口与子系统库( Ports & Subsystems) 。应用该元件可以将相互联系较强的元件组成新的元件, 便于模块化设计, 使仿真模型的层次清晰。
3.1.4 系统构建
小电流接地系统仿真模型的构建步骤如下: (1) 启动MATLAB。
(2) 启动电力系统元件库。通常有多种方法可以启动电力系统元件库, 常用的方法有利用
指令窗口(Command Window) 启动和利用开始( Start) 导航区启动。 (3) 从电力系统元件库中, 选择电力系统分析工具, 复制后粘贴在电路图中。 (4) 选择接地元件、节点等, 进行合理放置。
(5) 对该电路图进行接线, 完成电路图的绘制。注意在接线时, 接线端点的提示, 如果接
线错误, 提示颜色为红色。
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(6) 仿真参数设置。需要设置的参数主要有: 元件参数、仿真步长、仿真算法以及仿真误
差等。[17]
3.2 小电流接地系统仿真模型构建
3.2.1 中性点不接地系统的仿真及计算
利用Simulink建立一个10kV中性点不接地系统的仿真模型，如图3-11所示。
图3-11 中性点不接地系统的仿真模型
在仿真模型中电源采用三相电压源，输出电压为10.5kV,内部接线方式为Y形连结。其它参数设置如图3-12所示。
模型中有4条10kV输电线路Line1～Line4,均采用“Three-phase PI Section Line”模型；线路的长度分别为130km、175km、1km、150km；他参数相同，Line1参数设置如图3-13所示。
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