Реализуйте линию электропередачи с сосредоточенными параметрами
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Элементы
Блок PI Section Line реализует N - линия электропередачи фазы параметрами, смешанными в разделах PI.
Для линии электропередачи сопротивление, индуктивность и емкость равномерно распределены вдоль линии. Аппроксимированная модель линии распределенного параметра получена путем расположения каскадом нескольких идентичных разделов PI. Следующий рисунок показывает один раздел PI трехфазной линии электропередачи.
В отличие от блока Distributed Parameters Line, который имеет бесконечное число состояний, раздел PI, линейная модель имеет конечное число состояний, которые разрешают вам вычислять линейную модель в пространстве состояний. Количество разделов, которые будут использоваться, зависит от частотного диапазона, который будет представлен.
Приближение максимального частотного диапазона, представленного моделью линии PI, дано следующим уравнением:
где
Nbpi | Количество разделов PI |
v | Скорость распространения (км/с) = ; l в H/km, c в F/km |
ltot | Длина линии (км) |
Например, для 100-километровой воздушной линии, имеющей скорость распространения 300 000 км/с, максимальный частотный диапазон, представленный одним разделом PI, составляет приблизительно 375 Гц. Для изучения взаимодействий между энергосистемой и системой управления, эта простая модель могла быть достаточной. Однако для переключения исследований скачка, вовлекающих высокочастотные переходные процессы в область значений kHz, намного более короткие разделы PI должны использоваться. На самом деле можно получить самые точные результаты при помощи модели линии распределенных параметров.
Примечание
Блок powergui обеспечивает инструмент RLC Line Parameters, который вычисляет сопротивление, индуктивность и емкость на единицу длины длины на основе геометрии линии и проводниковых характеристик.
Для коротких секций линии (приблизительно lsec <50 км) элементами RLC для каждой секции линии просто дают:
где
r | Сопротивление на единицу длины (Ω / км) |
l | Индуктивность на единицу длины (H/km) |
c | Длина емкости на единицу длины (F/km) |
f | Частота (Гц) |
lsec | Длина секции линии = ltot / N (км) |
Однако для длинных секций линии, элементы RLC, данные вышеупомянутыми уравнениями, должны быть откорректированы для того, чтобы получить точную модель линии на заданной частоте. Элементы RLC затем вычисляются с помощью гиперболических функций, как объяснено ниже.
На единицу длины серийный импеданс на частоте f
На единицу длины шунтируйте проводимость на частоте, которая f
Характеристический импеданс
Постоянное распространение
Гиперболические коррекции приводят к значениям RLC, немного отличающимся от неоткорректированных значений. R и L уменьшены, в то время как C увеличен. Эти коррекции становятся более важными, когда длина секции линии увеличивается. Например, давайте рассмотрим линию на 735 кВ со следующей положительной последовательностью и параметрами нулевой последовательности (это параметры по умолчанию блока Three-Phase PI Section Line и блока Distributed Parameters Line):
Положительная последовательность |
| |||
Нулевая последовательность |
|
Для 350-километровой секции линии неоткорректированные значения положительной последовательности RLC:
Гиперболическая коррекция по выражениям на 60 Гц:
Для этих конкретных параметров и раздела длинной линии (350 км), коррекций для положительной последовательности элементы RLC относительно важны (соответственно −6.8%, −3.4%, и + 1,8%). Для параметров нулевой последовательности можно проверить, что еще выше коррекции RLC должны быть применены (соответственно −18%, −8.5%, и +4.9%).
Блок PI Section Line всегда использует гиперболическую коррекцию, независимо от длины секции линии.
Частота f, в герц (Гц), в который на единицу длины r, l, параметры c заданы. Гиперболическая коррекция применяется на элементы RLC каждой секции линии с помощью этой частоты. Значением по умолчанию является 60
.
Сопротивление на единицу длины, как N-by-N матрица в Омах/км (Ω/km). Значением по умолчанию является 0.01273
.
Индуктивность на единицу длины линии, как N-by-N матрица в Генри/км (H/km). Условия в матричной диагонали не могут быть нулем, потому что это привело бы к недопустимому расчету скорости распространения. Значением по умолчанию является 0.9337e-3
.
Длина емкости на единицу длины линии, как N-by-N матрица в фарадах/км (F/km). Условия в матричной диагонали не могут быть нулем, потому что это привело бы к недопустимому расчету скорости распространения. Значением по умолчанию является 12.74e-9
.
Длина линии в км. Значением по умолчанию является 100
.
Количество разделов PI. Минимальное значение равняется 1. Значением по умолчанию является 1
.
Когда параметр Number of phases [N] больше 1
, единственным измерением, доступным в выпадающем меню, является Phase-to-ground voltages
.
Когда Number of phases [N] является 1
, можно выбрать эти опции:
Выберите Input and output voltages
измерять передающий конец (входной порт) и приемный конец (выходной порт) напряжения модели линии.
Выберите Input and output currents
измерять передающий конец и токи приемного конца модели линии.
Выберите All pi-section voltages and currents
измерять напряжения и токи в начале и конце каждого раздела пи.
Выберите All voltages and currents
измерять передающий конец и напряжения приемного конца и токи модели линии.
Значением по умолчанию является None
.
Поместите блок Multimeter в свою модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции. В Доступном поле списка Измерений блока Multimeter измерение идентифицировано меткой, сопровождаемой именем блока.
Измерение | Метка |
---|---|
Отправка напряжения конца (блокируют вход), |
|
Напряжение приемного конца (блокируют выход), |
|
Отправка текущего конца (вводит текущий), |
|
Текущий приемный конец (выводит текущий), |
|
Фаза к земле (блокируют вводы и выводы), |
|
power_piline
пример показывает напряжения возбуждения линии и токи однофазной линии раздела PI.
Линия распределенных параметров, Three-Phase PI Section Line