Реализация модели линии передачи N-фазных распределенных параметров с объемными потерями
Simscape/Electrical/Специализированные энергосистемы/Элементы электросети
Блок линии распределенных параметров реализует N-фазную модель линии распределенных параметров с скошенными потерями. Модель основана на методе бегущей волны Бержерона, используемом программой электромагнитных переходов (EMTP) [1]. В этой модели распределённая LC линия без потерь характеризуется двумя значениями (для однофазной линии): импедансом перенапряжения l/c и распространения волны
На рисунке показана двухпортовая модель однофазной линии.
Для линии без потерь (r = 0) величина e + Zci, где e - линейное напряжение на одном конце, а i - линейный ток, поступающий на тот же конец, должна прийти неизменной на другом конце после задержки в транспортировке.
dv
где d - длина линии, а v - скорость распространения.
Уравнения модели для линии без потерь:
зная, что
Ish (t)
Irh (t)
В строке без потерь два источника тока Иш и Ирх вычисляются как:
При учёте потерь новые уравнения для Иша и Ирха получаются комкованием R/4 на обоих концах линии и R/2 в середине линии:
R = полное сопротивление = r × d
Текущие источники Иш и Ирх затем вычисляются следующим образом:
h Выход (t−τ))
h Irh (t−τ))
где
r4ZC = lcstart= dlc
r, l, c - параметры длины на единицу, а d - длина линии. Для строки без потерь r = 0, h = 1 и Z = Zc.
Для многофазных линейных моделей модальное преобразование используется для преобразования линейных величин из фазовых значений (линейных токов и напряжений) в модальные значения, независимые друг от друга. Предыдущие вычисления выполняются в модальной области перед преобразованием обратно в фазовые значения.
По сравнению с моделью линии PI-сечения распределенная линия представляет явления распространения волны и отражения конца линии с гораздо большей точностью.
Определяет количество фаз (N) модели. Значок блока динамически изменяется в соответствии с заданным количеством фаз. При применении параметров или закрытии диалогового окна количество входов и выходов обновляется. По умолчанию: 3.
Задает частоту, используемую для вычисления матриц сопротивления r на единицу длины, индуктивности 1 и емкости c линейной модели. По умолчанию: 60.
Сопротивление r на единицу длины в виде матрицы N-by-N в Ом/км (Ом/км). По умолчанию: [0.01273 0.3864].
Для симметричной линии можно задать матрицу N-by-N или параметры последовательности. Для двухфазной или трехфазной непрерывно транспонированной линии можно ввести положительное сопротивление и сопротивление нулевой последовательности [r1 r0]. Для симметричной шестифазной линии можно ввести параметры последовательности плюс взаимное сопротивление нулевой последовательности [r1 r0 r0m ].
Для асимметричных линий необходимо указать полную матрицу сопротивления N-by-N.
Индуктивность 1 на единицу длины, как матрица N-by-N в henries/km (H/km). По умолчанию: [0.9337e-3 4.1264e-3].
Для симметричной линии можно задать матрицу N-by-N или параметры последовательности. Для двухфазной или трехфазной непрерывно транспонированной линии можно ввести индуктивность положительной и нулевой последовательностей [l1 l0]. Для симметричной шестифазной линии можно ввести параметры последовательности плюс взаимную индуктивность нулевой последовательности [l1 l0 l0m ].
Для асимметричных линий необходимо указать полную матрицу индуктивности N-by-N.
Емкость c на единицу длины в виде матрицы N-на-N в фарадах/км (F/км). По умолчанию: [12.74e-9 7.751e-9].
Для симметричной линии можно задать матрицу N-by-N или параметры последовательности. Для двухфазной или трехфазной непрерывно транспонированной линии можно ввести емкости положительной и нулевой последовательности [c1 c0]. Для симметричной шестифазной линии можно ввести параметры последовательности плюс взаимную емкость нулевой последовательности [c1 c0 c0m ].
Для асимметричных линий необходимо указать полную емкостную матрицу N-на-N.
Примечание
Блок powergui предоставляет инструмент RLC Line Parameters, который вычисляет сопротивление, индуктивность и емкость на единицу длины на основе геометрии линии и характеристик проводника.
Длина линии, в км. По умолчанию: 100.
Выбрать Phase-to-ground voltages измерение напряжения передающего и принимающего концов для каждой фазы линейной модели. По умолчанию: None.
Поместите блок мультиметра в модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время моделирования.
В списке Available Measurements блока Multimeter измерение идентифицируется меткой, за которой следует имя блока:
Измерение | Этикетка |
|---|---|
Напряжение «фаза-земля», передающий конец |
|
Напряжения фаза-земля, приемный конец |
|
Эта модель не точно представляет частотную зависимость параметров RLC реальных линий электропередачи. Действительно, из-за воздействия кожи на проводники и землю матрицы R и L проявляют сильную частотную зависимость, вызывая ослабление высоких частот.
power_monophaseline пример иллюстрирует 200 км, подключенных параллельно на 1 кВ, бесконечный источник на 60 Гц.
[1] Доммель, Х., «Цифровое компьютерное решение электромагнитных переходных процессов в одной и нескольких сетях», IEEE ® Transactions on Power Device and Systems, Vol. PAS-88, No. 4, April, 1969.