Описание

Данная схема представляет собой упрощенную модель трехфазной энергосистемы 230 кВ. Представлена только одна фаза системы передачи. Эквивалентный источник моделируется источником напряжения (230 кВ среднеквадратичного напряжения/кв.т. (3) или пиком 187,8 кВ, 60 Гц) последовательно с его внутренним импедансом (RS), соответствующим уровню 3-фазного короткого замыкания 2000 МВА и X/R = 10. (X = 230e3 ^ 2/2000e6 = 26,45 Ом или L = 0,0702 Н, R = X/10 = 2,645 Ом). Источник подает нагрузку RL через линию передачи протяженностью 150 км. Линия распределила параметры (R = 0.035ohm/km, L = 0,92 мГн/км, C = 12,9 нФ/км) смоделированы единственным разделом пи (отделение RL1 5,2 Ом; 138 мН и две шунтирующие емкости C1 и C2 0,967 мкФ). Нагрузка (75 МВт - 20 Мвар на фазу) моделируется параллельным блоком нагрузки RLC.

Автоматический выключатель используется для переключения нагрузки на приемном конце линии передачи. Первоначально закрытый прерыватель открывается при t = 2 циклов, затем повторно закрывается при t = 7 циклов. Блоки измерения тока и напряжения обеспечивают сигналы для целей визуализации.

Моделирование

1. Моделирование с использованием непрерывного решателя (ode23tb)

Запустите моделирование и просмотрите переходные процессы линейного напряжения и тока нагрузки во время переключения нагрузки и обратите внимание, что моделирование начинается в установившемся состоянии. Используйте кнопки масштабирования осциллографа для наблюдения за переходным напряжением при повторном срабатывании выключателя.

2. Использование Powergui для получения стационарных фазоров и установки начальных состояний

Откройте блок Powergui и выберите «Steading State Voltage and Currents» (Напряжение и токи стационарного режима) для измерения фазоров стационарного напряжения и тока. С помощью Powergui выберите «Initial Stations Setting» (Настройка начальных состояний) для получения значений начального состояния (напряжение на конденсаторах и ток в индуктивах). Теперь сбросьте все начальные состояния на ноль, нажав кнопку «до нуля», а затем «Применить» для подтверждения изменений. Перезапустите моделирование и наблюдайте переходные процессы при запуске моделирования. В том же окне Powergui можно также задать определенные значения для выбранных состояний.

3. Дискретизация схемы и моделирование на фиксированных этапах

Блок Powergui можно также использовать для дискретизации цепи и моделирования ее на фиксированных этапах. Откройте Powergui. Выберите «Дискретизировать электрическую модель» и укажите время выборки 50e-6. Теперь модель состояния-пространства будет дискретизирована с использованием трапециевидной фиксированной ступенчатой интеграции. Точность результатов теперь определяется временем выборки. Перезапустите моделирование и сравните результаты моделирования с методом непрерывной интеграции. Варьируйте время выборки дискретной системы и обратите внимание на влияние на точность быстрых переходных процессов.

4. Использование метода моделирования фазора

Теперь будет использоваться третий метод моделирования. Метод «фазорного моделирования» заключается в замене модели состояния цепи-пространства набором алгебраических уравнений, оцениваемых на фиксированной частоте, и замене источников синусоидального напряжения и тока на фазоры (комплексные числа). Этот способ позволяет быстро вычислять фазоры напряжения и тока на выбранной частоте, игнорируя быстрые переходные процессы. Особенно эффективным является изучение электромеханических переходных процессов генераторов и двигателей, имеющих низкочастотные режимы колебаний. Откройте блок Powergui и выберите «Моделирование фазора». Перезапустите моделирование. Обратите внимание, что величина напряжения и тока 60 Гц теперь отображается в области. При двойном щелчке по блоку измерения напряжения или тока можно выбрать вывод фазорных сигналов в четырех различных форматах: Complex, Real/Imag, Magnitude/Angle (в градусах) или просто Magnitude (значение по умолчанию). Обратите внимание, что вы не можете послать сложный сигнал осциллографу.