Реализуйте металлооксидный разрядник
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Passives
Блок Surge Arrester реализует сильно нелинейный резистор, используемый для защиты энергетического оборудования от перенапряжений. Для применений, требующих рассеивания высокой степени, несколько столбцы металлооксидных дисков соединены параллельно внутри одного и того же фарфорового корпуса. Нелинейная характеристика V-I каждого столбца разрядника помпажа моделируется комбинацией трех экспоненциальных функций вида
Напряжение защиты, полученное одним столбцом, задается ссылкой током (обычно 500 А или 1 кА). Параметры по умолчанию k и α, данные в диалоговом окне, соответствуют средней V-I характеристике, предоставляемой основными производителями металлооксидного разрядника, и они не изменяются с учетом напряжения защиты. Необходимое защитное напряжение получают путем добавления дисков оксида цинка последовательно в каждом столбце.
Этот рисунок представляет такую характеристику V-I.
Число 1, 2, и 3 идентифицируйте три сегмента (или экспоненциальные функции, определяющие модель). Буква n - это количество металлически-оксидных дисковых колонн.
Токи перехода от сегмента 1 к сегменту 2 и от сегмента 2 к сегменту 3 равны:
Где:
Возможно, вам потребуется настроить параметры трех сегментов, чтобы соответствовать характеристике V-I, обычно представленной в таблицах данных разрядника перенапряжения.
Напряжение защиты блока Surge Gariter, в пиковом напряжении (V). По умолчанию это 500e+03.
Количество металлически-оксидных дисковых столбцов. Минимальный - единица. По умолчанию это 2.
Опорный ток одного столбца, используемый для определения защитного напряжения, в пиковых амперах (A). По умолчанию это 500.
Параметры k и α сегмента 1. По умолчанию это [.955 50].
Параметры k и α сегмента 2. По умолчанию это [1.0 25].
Характеристики k и α сегмента 3. По умолчанию это [.9915 16.5].
Выберите Branch voltage для измерения напряжения на клеммах блока Surge Gariter.
Выберите Branch current для измерения тока, протекающего через блок Surge Gariter.
Выберите Branch voltage and current для измерения напряжения и тока разрядника.
По умолчанию это None.
Поместите блок Multimeter в модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции. В списке Доступные измерения (Available Measurements) блока Мультиметр (Multimeter) измерение идентифицируется меткой, за которой следует имя блока.
Измерение | Метка |
|---|---|
Напряжение ветви |
|
Ток ветви |
|
Вкладка Advanced блока не видна, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui равным Continuous, или когда вы выбираете параметр Automatically handle discrete solver блока powergui. Вкладка видна, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui равным Discrete, и когда параметр Automatically handle discrete solver блока powergui очищается.
При выборе на выходе модели вставляется задержка. Эта задержка устраняет алгебраический цикл, полученный из методов трапеций дискретизации, и ускоряет симуляцию модели. Однако эта задержка вводит одну задержку шага симуляции в модель и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета слишком велико. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев, чтобы получить точное решение.
При снятии (по умолчанию) метод дискретизации модели задается параметром Use robust solver in discrete model.
При очистке Simulink® итерация, чтобы разрешить алгебраический цикл. Несмотря на то, что этот метод дает правильные результаты, он не рекомендуется, потому что Simulink имеет тенденцию замедляться и может не сходиться (остановки симуляции), особенно когда количество разрядников для перенапряжения увеличивается. Кроме того, из-за ограничения алгебраического цикла Simulink, этот метод не может использоваться в реальном времени. В R2018b и более ранних релизах этот метод использовался, когда параметр Break Algebraic loop in discrete saturation model был очищен.
Когда выбран, устойчивый решатель итератирует, чтобы разрешить алгебраический цикл. Максимальное количество итераций задано на вкладке Preferences блока powergui, в разделе Детали решателя для нелинейных элементов. Для приложений в реальном времени может потребоваться ограничить количество итераций. Обычно ограничение количества итераций 2 приводит к приемлемым результатам. Устойчивый решатель является рекомендуемым методом дискретизации модели разрядника помпажа.
Для получения дополнительной информации о том, какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляция дискретизированных электрических систем.
Блок Разрядник Помпажа моделируется как источник тока, управляемый напряжением, появляющимся на его клеммах. Поэтому она не может быть соединена последовательно с индуктором или другим источником тока. Поскольку блок Surge Reletter является сильно нелинейным, для моделирования схемы должен использоваться жесткий алгоритм интегратора. de23t с параметрами по умолчанию обычно дает лучшую скорость симуляции. Для непрерывной симуляции, чтобы избежать алгебраического цикла, напряжение, приложенное к нелинейному сопротивлению, фильтруется фильтром первого порядка с постоянной времени 0,01 микросекунды. Эта очень быстрая временная константа не оказывает существенного влияния на точность результата.
Когда вы используете блок Surge Arrester в дискретной системе, смотрите вкладку Advanced.
