电力系统建模仿真作业1.doc

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电力系统建模与仿真

题目：

无穷大功率电源供电系统仿真

姓名：

胡亚超

班级：

硕研2013级-12班

学号：

2013021201

无穷大功率电源供电系统仿真

假设无穷大功率电源供电系统，在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。

线路参数L=50km，x1=0.4Ω/km，r1=0.17Ω/km；变压器Sn=20MV·A，短路电压Us%=10.5，短路损耗ΔPs=135kw，空载损耗ΔP0=22kw，空载电流I0%=0.8，变比kT=110/11，高低压绕组均为Y行联接；并设供电点电压为110KV。

其对应的Simulink仿真模型如图1-1所示。

图1-1无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图

表1-1图1-1仿真电路中各模块名称及提取路径

模块名

提取路径

无穷大功率电源Three-PhaseSource

SimPowerSystems/EletricalSources

三相并联RLC负荷模块5MW

SimPowerSystems/Elements

串联RLC支路Three-phaseParallelRLCBranch

SimPowerSystems/Elements

三相故障模块Three-phase-Fault

SimPowerSystems/Elements

三相电压电流测量模块V-I-M

SimPowerSystems/Measurements

示波器模块Scope

Simulink/Sinks

电力系统图形用户界面Poweigui

SimPowerSystems

双绕组变压器模块Three-PhaseTransformer

SimPowerSystems/Elements

图1-2电源模块的参数设置

变压器T采用“Three-PhaseTransformer（TwoWindings）”模型。

根据给定的数据，计算折算到110kv侧的参数如下：

变压器的电阻为

变压器的电抗为

变压器的漏感：

变压器的励磁电阻为

变压器的励磁电抗为

变压器的励磁电感为

变压器模块中的参数采用有名值则设置如图1-3所示

图1-3采用有名值时变压器模块的参数设置

如果要采用标幺值，则在Similink的三相变压器模型中，一次、二次绕组漏感和电阻的标幺值以额定功率和一次、二次侧各自的额定线电压为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次额定线电压为基准值。

则一次侧的基准值为

二次侧的基准值为

因此，一次绕组漏感和电阻的标幺值为

同理，则变压器的参数设置如图1-5所示

图1-5采用标幺值时变压器模块的参数设置

输电线路L采用“Three-phaseParallelRLCBranch”模型。

根据给定的参数计算可得，

输电线路模块的参数设置如图1-6所示

图1-6输电线路模块的参数设置

三相电压电流测量模块“Three-PhaseV-IMeasurement”将在变压器低压侧测量到的电压电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，其参数设置如图1-7所示。

图1-7三相电压电流测量模块

仿真时，故障点的故障类型等参数采用三相线路故障模块“Three-PhaseFault”来设置，如图1-8所示。

图1-8三相线路故障模块参数设置

仿真结果及分析

得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。

短路电流周期分量的幅值为

时间常数为

则短路冲击电流为

通过模型窗口菜单中的“Simulation→ConfigurationParameters”命令打开设置仿真参数的对话框，选择ode23t算法，仿真起始时间设置为0，终止时间设置为0.2s，其他参数采用默认设置。

在三相线路故障模块中设置在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障。

仿真运行，可得变压器低压侧的三相短路电流波形如图1-9所示。

图1-9变压器低压侧三相短路电流波形图

可见，短路电流周期分量的幅值为10.64KA，冲击电流为17.39KA，与理论计算相比稍有差别，这是由于店员模块的内阻设置不同而造成的。