Реализовать металлоксидный разрядник
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Passives
Блок разрядника с перенапряжением реализует высоколинейный резистор, используемый для защиты силового оборудования от перенапряжений. Для применений, требующих высокой мощности рассеивания, несколько колонн металлоксидных дисков соединены параллельно внутри одного корпуса фарфора. Нелинейная V-I характеристика каждого столбца разрядника-разрядника моделируется комбинацией трех экспоненциальных функций вида
1,2,3.
Напряжение защиты, получаемое одним столбцом, задается при опорном токе (обычно 500 А или 1 кА). Параметры по умолчанию k и α, приведенные в диалоговом окне, соответствуют средней V-I характеристике, предоставленной производителями основных металлоксидных разрядников, и они не изменяются с напряжением защиты. Требуемое напряжение защиты получают путем последовательного добавления дисков оксида цинка в каждую колонку.
Эта цифра представляет такую V-I характеристику.
Числа 1, 2, и 3 определите три сегмента (или экспоненциальные функции, определяющие модель). Буква n - количество столбцов диска металл-оксид.
Переходные токи из сегмента 1 в сегмент 2 и из сегмента 2 в сегмент 3 равны:
Где:
1,2,3.
Возможно, потребуется настроить параметры трех сегментов в соответствии с V-I характеристикой, обычно предоставляемой в листах данных разрядника.
Напряжение защиты блока разрядника перенапряжения в пиковом напряжении (В). По умолчанию: 500e+03.
Количество металлоксидных дисковых колонок. Минимум один. По умолчанию: 2.
Опорный ток одного столбца, используемый для задания напряжения защиты в пиковых амперах (A). По умолчанию: 500.
Параметры k и α сегмента 1. По умолчанию: [.955 50].
Параметры k и α сегмента 2. По умолчанию: [1.0 25].
K и α характеристики сегмента 3. По умолчанию: [.9915 16.5].
Выбрать Branch voltage для измерения напряжения на клеммах блока разрядника.
Выбрать Branch current для измерения тока, протекающего через блок разрядника.
Выбрать Branch voltage and current измерение напряжения и тока разрядника.
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 ответвления |
|
Ток ответвления |
|
Вкладка Расширенный (Advanced) блока не отображается, если для параметра Тип моделирования (Simulation type) блока powergui задано значение Continuousили при выборе параметра Автоматически обрабатывать дискретный решатель блока powergui. Вкладка отображается, если для параметра Тип моделирования блока powergui задано значение Discreteи когда параметр Автоматически обрабатывать дискретный решатель блока powergui будет сброшен.
При выборе этого параметра на выходе модели вставляется задержка. Эта задержка устраняет алгебраический цикл, возникающий в результате методов трапециевидной дискретизации, и ускоряет моделирование модели. Однако эта задержка приводит к временной задержке на один этап моделирования в модели и может вызвать численные колебания, если время выборки слишком велико. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев для получения точного решения.
Если флажок снят (по умолчанию), метод дискретизации модели задается параметром Использовать надежный решатель в дискретной модели.
Если флажок снят, Simulink ® выполняет итерацию для разрешения алгебраического цикла. Хотя этот метод дает правильные результаты, он не рекомендуется, поскольку Simulink имеет тенденцию к замедлению и может не сходиться (имитация останавливается), особенно при увеличении числа разрядников. Кроме того, из-за алгебраического ограничения цикла Симулинка этот метод не может использоваться в реальном времени. В R2018b и более ранних версиях этот метод использовался, когда был очищен параметр Разорвать алгебраический цикл в модели дискретного насыщения .
При выборе этого параметра надежный решатель выполняет итерацию для разрешения алгебраического цикла. Максимальное количество итераций задается на вкладке Настройки блока powergui в разделе Сведения о решателе для нелинейных элементов. Для приложений реального времени может потребоваться ограничить число итераций. Обычно ограничение числа итераций до 2 дает приемлемые результаты. Надежный решатель является рекомендуемым методом дискретизации модели разрядника.
Дополнительные сведения о том, какой метод следует использовать в приложении, см. в разделе Моделирование дискретизированных электрических систем.
Блок разрядника перенапряжения моделируется как источник тока, приводимый в действие напряжением, появляющимся на его клеммах. Поэтому он не может быть соединен последовательно с индуктором или другим источником тока. Поскольку блок разрядника перенапряжения является очень нелинейным, для моделирования схемы должен использоваться жесткий интеграторный алгоритм. de23t с параметрами по умолчанию обычно обеспечивает наилучшую скорость моделирования. Для непрерывного моделирования, чтобы избежать алгебраического контура, напряжение, приложенное к нелинейному сопротивлению, фильтруется фильтром первого порядка с постоянной времени 0,01 микросекунды. Эта очень быстрая постоянная времени не оказывает существенного влияния на точность результата.
При использовании блока разрядника в дискретной системе см. вкладку «Дополнительно».