AC Cable (Three-Phase)

Трехфазный кабель мощности переменного тока

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Пассивный элемент / Линии

  • AC Cable (Three-Phase) block

Описание

Блок AC Cable (Three-Phase) представляет трехфазный кабель мощности переменного тока оболочкой проведения, окружающей каждую фазу. Рисунок показывает однофазный проводник в оболочке проведения. Внутренний цилиндр представляет основной проводник для фазы, и внешний цилиндр представляет оболочку проведения.

Блок имеет два варианта:

  • Составьте композит трехфазное различное (значение по умолчанию)---Содержит трехфазные порты подключения для оболочек и фаз и однофазный порт подключения для каждого электрического ссылочного узла.

  • Расширенный трехфазный вариант---Содержит однофазные порты подключения для каждой оболочки, фазы и электрического ссылочного узла.

Блок AC Cable (Three-Phase) включает индуктивность и взаимную индуктивность между каждой фазой, оболочкой и обратным путем. Поэтому можно соединить идеальный электрический ссылочный блок, чтобы и возвратить порты, g1 и g2, при поддержании моделирования потерь в Земле - или нейтральная возвратная линия.

Чтобы упростить сходимость симуляции, когда вы соедините блок AC Cable (Three-Phase) с исходным блоком, включайте исходный импеданс с помощью одного из этих методов:

  • Сконфигурируйте исходный блок, чтобы включать импеданс.

  • Вставьте блок что импеданс моделей между исходным блоком и блоком AC Cable (Three-Phase).

Чтобы смоделировать несвязанные оболочки, соедините несвязанные оболочки с блоком Open Circuit (Three-Phase). Рисунок показывает модель связывания одно точки с помощью составного трехфазного варианта блока.

Для высокоэффективного моделирования, в терминах скорости симуляции, используют один блок AC Cable (Three-Phase). Чтобы улучшить точность модели в терминах поведения частоты, соедините несколько блоков AC Cable (Three-Phase) последовательно. Для подключенных последовательно блоков оболочки и основные проводники действуют как двойные линии электропередачи с совершенным перемещением фаз. Количество блоков AC Cable (Three-Phase), которые вы используете, чтобы смоделировать конкретную физическую длину кабеля, должно быть меньше количества перемещений в физической системе, которую вы моделируете. Типы непрерывных кабелей мультисегмента, которые можно смоделировать, включают:

  • Несвязанные непрерывные кабели

  • Одно точка связала непрерывные кабели

  • Двойная точка связала непрерывные кабели

Можно также смоделировать перекрестные связанные кабели с помощью блока AC Cable (Three Phase).

Эти три перекрестных связывания реализаций модели кабеля сегмента пи с помощью расширили трехфазные порты и однофазные линии связи. Оболочка в модели является связанной 2D точкой.

Эта модель блоков с составными тремя портами фазы использует блоки Phase Permute, чтобы реализовать перекрестное связывание. Оболочка в модели не связана.

Для примера, который позволяет вам выбирать количество сегментов и тип связывания, смотрите Кабель AC со Связанными Оболочками.

Трехфазная модель кабеля AC

Блок AC Cable (Three-Phase) использует концепцию частичной индуктивности, чтобы вычислить значения индуктивности. Эти значения включают частичную самоиндукцию каждой фазы, оболочки, и обратного пути и частичной взаимной индуктивности между каждым:

  • Фаза и друг друг фаза

  • Фаза и оболочка той фазы

  • Фаза и оболочка соседних фаз

  • Фаза и возврат

  • Оболочка и каждая соседняя оболочка

  • Оболочка и возврат

Для трех эквивалентных фаз, матрица, которая задает отношения сопротивления для вектора [фаза A; оболочка A; фаза B; оболочка B; фаза C; оболочка C]

R=[Ra+RgRgRgRgRgRgRgRs+RgRgRgRgRgRgRgRa+RgRgRgRgRgRgRgRs+RgRgRgRgRgRgRgRa+RgRgRgRgRgRgRgRs+Rg]

Ra=Ra'l

Rg=Rreturn'l,

для которого R'return зависит от метода параметризации возврата, таким образом что:

  • Для параметризации возврата на основе расстояния и сопротивления Rreturn'=Rg'.

  • Для параметризации возврата на основе частоты и Наземного удельного сопротивления Rreturn'=π2107f

и

Rs=Rs'l,

где:

  • R является матрицей сопротивления.

  • Ra является сопротивлением конкретной фазы.

  • Rs является сопротивлением конкретной оболочки.

  • Rg является сопротивлением Земли - или нейтральный - возвращаются.

  • R'a является сопротивлением на единицу длины для фазы.

  • l является длиной кабеля.

  • R's является сопротивлением на единицу длины для оболочки.

  • R'return является сопротивлением на единицу длины возврата. Значение R'return варьируется в зависимости от метода параметризации возврата.

  • R'g является сопротивлением на единицу длины для Земли - или нейтральный возврат.

  • f является частотой, что использование блока, чтобы вычислить Наземные возвращаемые параметры, если вы параметрируете блок с помощью частоты и Наземного метода удельного сопротивления.

Блок использует стандартные выражения, чтобы вычислить емкости между:

  • Концентрические или смежные цилиндры

  • Каждая фаза и ее собственная оболочка

  • Каждая оболочка и возврат

Матрица, которая задает эти отношения емкости,

C=[CasaCasa0000CasaCasa+Csag000000CasaCasa0000CasaCasa+Csag000000CasaCasa0000CasaCasa+Csag]

Casa=2πεrε0lln(rsra)

ra=GMRe14

Csag=2πεenvε0lln(rcablers,outer),

где:

  • C является матрицей емкости.

  • Casa является емкостью между каждой фазой и оболочкой той фазы.

  • Csag является емкостью между каждой оболочкой, и возвратиться.

  • ϵr является проницаемостью диэлектрика.

  • ϵ0 является проницаемостью свободного пространства.

  • rs является радиусом оболочки.

  • ra является эффективным радиусом проводника. Для проводника одно скрутки ra является радиусом скрутки.

  • rcable является радиусом кабеля, и rcable больше rs,outer.

  • GMR является геометрическим средним радиусом проводника. Для проводника одно скрутки, GMR=rstrande14, где rstrand является радиусом скрутки.

  • ϵenv является проницаемостью материала между вложенными в ножны линиями и обратным путем.

Блок использует концепцию частичной индуктивности, чтобы вычислить значения индуктивности. Эти значения включают частичную самоиндукцию каждой фазы, оболочки, и обратного пути и частичной взаимной индуктивности между каждым:

  • Фаза и друг друг фаза

  • Фаза и оболочка той фазы

  • Фаза и оболочка соседних фаз

  • Фаза и возврат

  • Оболочка и каждая соседняя оболочка

  • Оболочка и возврат

Уравнения, которые задают эти отношения индуктивности:

L=[DaδAαAαδDsαSαSAαDaδAααSδDsαSAαAαDaδαSαSδDs]

Da=LaMag

La=2×107l[ln(2lra)34]

Mag=Msg=2×107l[ln(2lDreturn)1]

для которого Dreturn зависит от метода параметризации возврата, таким образом что:

  • Для параметризации возврата на основе расстояния и сопротивления Dreturn=De.

  • Для параметризации возврата на основе частоты и Наземного удельного сопротивления Dreturn=1650ρ2πf.

Ds=LsMsg

Ls=Masa=2×107l[ln(2lrs)34]

δ=MasaMag

α=MasbMag

Masb=Msasb=Mab=2×107l[ln(2ldab)1],

для которого dab зависит от метода параметризации формирования линии, такого что:

  • Для тройственной параметризации формирования линии dab=Dab.

  • Для плоской параметризации формирования линии dab=Dab23.

A=MabMag

S=MsasbMsg,

где:

  • L является матрицей индуктивности.

  • Da является самоиндукцией одной фазы через ее целый путь, и возвратиться.

  • La является частичной самоиндукцией каждой фазы.

  • Mag является частичной взаимной индуктивностью между каждой фазой и Землей - или нейтральный - возвращаются.

  • Msg является частичной взаимной индуктивностью между каждой оболочкой и Землей - или нейтральный - возвращаются.

  • Фактор, 2×107 равно μ0/2π, потому что проницаемость свободного пространства, μ0, равна 1.257×106 или 4π×107 H/m.

  • Ds является самоиндукцией одной оболочки через ее целый путь, и возвратиться.

  • Ls является частичной самоиндукцией каждой оболочки.

  • Masa является частичной взаимной индуктивностью между каждой фазой и оболочкой той фазы.

  • δ является эффективной взаимной индуктивностью между фазой и оболочкой той фазы.

  • α является эффективной взаимной индуктивностью между фазой и соседней оболочкой.

  • Masb является частичной взаимной индуктивностью между каждой фазой и оболочкой каждой соседней фазы.

  • Msasb является частичной взаимной индуктивностью между оболочками различных фаз.

  • Mab является частичной взаимной индуктивностью между каждой фазой и друг другом фаза.

  • Dreturn является эффективным расстоянием до возврата. Значение Dreturn варьируется, если вы используете дистанцировать/возвращаться метод параметризации.

  • De является эффективным расстоянием до Земли - или нейтральный - возвращаются.

  • ρ является эффективным Наземным удельным сопротивлением для возврата Земля.

  • f является частотой, которая используется, чтобы определить свойства обратного пути.

  • dab является эффективным расстоянием между смежными фазами. Значение dab варьируется в зависимости от метода параметризации линии.

  • Dab является центром к расстоянию между центрами между смежными фазами.

  • A является эффективной взаимной индуктивностью между фазами.

  • S является эффективной взаимной индуктивностью между оболочками.

Модальное преобразование, которое связано с Кларком, преобразовывает, упрощает эквивалентную схему. Шесть шестью преобразование, T,

T=13[10200001020010120320010120321012032001012032].

Как T=T1, применение T преобразовывает, дает к модальной матрице сопротивления, Rm, модальной матрице емкости, Cm, и модальной матрице индуктивности, Lm.

Преобразованные матрицы:

Rm=TRT=[Ra+3Rg3Rg00003RgRs+3Rg000000Ra000000Rs000000Ra000000Rs]

Cm=TCT=[CasaCasa0000CasaCasa+Csag000000CasaCasa0000CasaCasa+Csag000000CasaCasa0000CasaCasa+Csag]=C

Lm=TLT=[Da+2Aδ+2α0000δ+2αDs+2A000000DaAδα0000δαDsS000000DaAδα0000δαDsS].

Преобразование изменяет каждого шесть шестью, что матрица в три разъединила two-two матрицы. Матрица емкости является инвариантной при этом преобразовании. Степень является инвариантной в преобразованных и непреобразованных областях, потому что T унитарен.

Допущения и ограничения

  • Для вычислений сопротивления фазы эквивалентны.

  • Относительно емкости фазы к оболочке и емкостей возврата оболочка все другие емкости, незначительны из-за экранирования, обеспеченного оболочками проведения.

Порты

Сохранение

развернуть все

Расширяемый трехфазный порт, сопоставленный с оболочкой 1.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с a, b и фазами c 1.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с землей 1.

Расширяемый трехфазный порт, сопоставленный с оболочкой 2.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с a, b и фазами c 2.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с землей 2.

Параметры

развернуть все

Длина кабеля.

Геометрический средний радиус проводника, который является функцией номера и типом отдельных скруток в проводнике кабеля AC.

Средний радиус оболочки. Чтобы гарантировать, что радиус оболочки больше физического радиуса одноцепочечного проводника с конкретным GMR, радиус оболочки должен быть больше GMR*e14.

Внешний радиус кабеля, в мм. Радиус кабеля должен быть больше параметра Sheath radius. Это гарантирует, что оболочка и проводник оба заключены в изоляционном внешнем кабелеукладчике.

Расстояние между центрами линии.

Формирование линии кабеля.

Сопротивление на длину проводника.

Сопротивление на длину оболочки.

Относительная проницаемость изоляции.

Относительная проницаемость схемы.

Метод параметризации.

Зависимости

Включение любой опции включает другие параметры.

Частота, на которой вычисляется импеданс возврата Земля.

Зависимости

Выбор Use frequency and Earth resistivity для Return parameterization параметр включает этот параметр.

Возвратите земля удельное сопротивление.

Зависимости

Выбор Use frequency and Earth resistivity для Return parameterization параметр включает этот параметр.

Эффективное расстояние между фазами и обратным путем.

Зависимости

Выбор Use distance and resistance для Return parameterization параметр включает этот параметр.

Сопротивление на длину обратного пути.

Зависимости

Выбор Use distance and resistance для Return parameterization параметр включает этот параметр.

Примеры модели

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

|

Введенный в R2017b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте