图2 Simulink空白模型
(3)根据草图在Simulink元件库中分别找到对应的子模块库,找到需要的仿真模块,按住鼠标拖到新建的空白窗口,摆放好模块的位置并将其连接好,如图3所示。
图3 模块连接
(4)双击选中的模块,根据所建立的草图系统分别设置好各个模块的参数。 (5)保存建立的模型,将文件的后缀名改为.mdl,如图4所示。
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图4 保存模型
(6)运行仿真,观察仿真所得出的结果。如果仿真过程中出现错误,导致错误的原因会出现在查找错误指示框中,按照指示的内容对其进行修改;如果出现仿真结果与理论计算的结果相差很大,我们第一步是检查仿真模块连接是否出现错误、所选择的仿真模块是否合适,第二步检查模块参数以及仿真相关参数的设置是否正确[11]。
(7)调试仿真模型。在以上步骤中不能检查出为什么出现错误的原因,就可以采取调试的手段,查看系统的各个仿真步骤的运行情况,找出出现错误的地方,进行修改后再次对其进行仿真,直到出现与预想一致的结果,然后保存模型。
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4 无穷大功率电源短路故障计算与仿真
4.1 三相短路
假设无穷大的功率电源供电系统如图5所示,0.02s时刻变压器电压分母线发生三相短路故障,仿真短路电流周期分量幅值与冲击电流大小。线路的参数为L=200km,X1=0.4Ω/km,R1=0.17Ω/km;变压器额定容量SN=20MV·A,短路电压US%=10.5,短路损耗△PS=135kW,空载损耗△P0=22kW,空载电流I%=0.8,变比K=110/11,高低压绕组为Y形联接;并设供电点电压为220KV。
sLTf
图5 无穷大功率电源供电系统
图6 电力系统三相短路系统仿真模型
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表4 仿真电路中各模块名称和提取途径 模块名
无穷大功率电源10000MV·A,110KA Source 三相并联RLC复合模块5MW
串联RLC支路Three-phaseParallel RLC Branch 双绕组变压器模块Three-phaseTransformer(Two windings)
三相故障模块Three-phase Fault
三相电压电流测量模块Three-phaseV-I Measurement
示波器模块Scope
电力图形用户分析界面Powergui
提取途径
SimpowerSystems/Eletrical Sources SimpowerSystems/Elements SimpowerSystems/Elements SimpowerSystems/Elements SimpowerSystems/Elements SimpowerSystems/Measurements Simulink/sinks SimpowerSystems
图7 电源模块控制
表5 三相电源模块参数参数名称解析
模块参数名称
参数表示意义
Phase-to-phase rms voltage 线电压有效值 Phase angle of phase A(A相初相角)
用度数表示出A相的相角。三相电压的相序为正序。B相与C相的电压相角的度数分别落后A 相相角120°和240°
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续表5
模块参数名称 Fequency
Internal connection(内部连接方式)
参数表示意义 频率
三相电源内部的连接方式,改变电源连接,电源模块图标随之发生改变。
Specify impedance using 选定这一项可以通过短路电流容量与X/R的比值来指定阻short-circuit level(通过短抗值 路电流容量指定阻抗) Source resistance(电源电阻)
Source inductance(电源电感)
通过短路电流容量指定阻抗选项不被选中的时候,该参数才起作用
通过短路电流容量指定阻抗选项不被选中的时候,该参数才起作用
变压器T采用的模型是“Three-phase transformer(Two Windings)”模型。 变压器的电阻:
?PSUN135?220233RT??10??10?16.32? (1) 2220000SN变压器的电抗:
XT?US%UN22100?SN10.5?2202?10??103?254.12? (2)
100?200003变压器的漏感:
LT?XT254.12??0.808H (3) 2?f2?3.14?50变压器的励磁电阻:
?UN22023Rm??10??103?2.2?106? (4)
?P022变压器的励磁电抗:
2100UN100?22023Xm??10??103?302500? (5)
I0%SN0.8?20000变压器的励磁电感:
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