过电压课程设计PPT课件.ppt

长线路中波过程的仿真分析 一 实验目的 1 了解描述输电线路的等值电路模型 2 掌握SIMULINK中用于实现输电线路的等效模块及其对应参数含义 3 掌握多段PI型等效电路模块实现长线路阻抗的频率特性 二 实验内容 1 输电线路的等值电路模型 输电线路的基本电气参数有电阻 电抗 电纳和电导 这些参数主要取决于导线的种类 尺寸和布置方式等因素 输电线路的参数实际上是沿线路均匀分布的 可将参数均匀分布的输电线路看成由无数个长度为dx的小段组成 若每单位长度的电感及电阻分别为L和R 每单位长度导线对地电容及电导分别 为C和G 则单相等值电路如图2 1所示 图2 1输电线路的等效电路模型 2 RLC串联支路模块 在电力系统中 对于电压等级不高的短线路 长度不超过100km的架空线路 通常忽略线路电容的影响 用RLC串联支路来等效 SimPowerSystems库提供的RLC串联支路如图2 2所示 具体的参数含义如下 图2 2RLC串联支路图标 1 电阻 ResistanceR 文本框 电阻 单位 2 电感 InductanceL 文本框 电感 单位 H 3 电容 CapacitanceC 文本框 电容 单位 F 4 测量参数 Measurements 下拉框 对以下变量进行测量 无 None 不测量任何参数 支路电压 Branchvoltages 测量支路电压 支路电流 Branchcurrents 测量支路电流 所有变量 Branchvoltagesandcurrents 测量支路电压和电流 3 PI型等效电路模块 在电力系统中 对于长度大于100km的架空线路以及较长的电缆线路 电容的影响一般是不能忽略的 因此 潮流计算 暂态稳定分析等计算中常使用PI型电路等效模块 其等效电路及单相和三相图标如图2 3所示 a PI型等效电路 b PI型等效电路模块单相和三相图标 图2 3PI型等效电路及其模块图标 单相PI型等效电路模块的参数对话框中参数的含义 1 基频 FrequencyusedforRLCspecification 文本框 仿真系统的基频用于计算RLC参数值 2 单位长度电阻 Positive andzero sequenceresistances 文本框 正序和零序电阻 R1R0 单位 ohms km 3 单位长度电感 Positive andzero sequenceinductance 文本框 正序和零序电感 L1L0 单位 H km 4 单位长度电容 Positive andzero sequencecapacitance 文本框 正序和零序电容 C1C0 单位 F km 5 线路长度 Linesectionlength 文本框 线路长度 单位 km 长度不超过300km的线路可用一个PI型电路来代替 对于更长的线路 可用串级联接的多个PI型电路来模拟 PI型电路限制了线路中电压 电流的频率变化范围 可以满足基频下的电力系统以及电力系统与控制系统之间的相互关系的计算精度 但是对于研究开关开合时的瞬变过程等含高频暂态分量的问题时 就不能不考虑分布参数的特性了 这时应该使用分布参数线路模块 4 多段PI型等效电路模块实现长线路阻抗的频率特性仿真 一条300kV 50Hz 500km的输电线路 其z 0 1 j0 5 km y j3 2 10 6S km 试分析用多段PI型等效参数表示的线路阻抗的频率特性 三 实验步骤 1 理论分析 由已知 L 0 0016H C 0 0102 F 可得线路传播速度为电压在300km线路上从其首段传播到尾端的时间为T 1 212ms振荡频率为Hz按理论分析 第一次谐振发生在1 4f 即频率206Hz处 此后 每206 n 412Hz n 1 2 即618 1031 1444 处均发生谐振 2 按图2 4搭建仿真电路 选用的各模块的名称及提取路径如表2 1所示 图2 4多段PI型等效电路模块仿真电路图 表2 1仿真各模块的名称及其提取路径 3 设置模块参数和仿真参数 设置PI型输电线路参数如图2 5所示 交流电压源Vs的频率等于50Hz 幅值等于300 2 3kV 相角为0 等效阻抗Rs eq的电阻为2 0 电感为20 100 H 串联RLC负荷大小为0 37 j110MVA 额定电压有效值为300 3kV 打开菜单 Simulation ConfigurationParameters 在 Solveroptions 窗口中选择变步长 Variable step 和 ode15s 并将 Stoptime 设置为0 1 4 仿真及结果 开始仿真 双击Powergui模块 在弹出的窗口中单击 阻抗依频特性测量 ImpedancevsFrequencyMeasurement 按键 出现新的GUI窗口 该窗口中 只有一个默认的阻抗测量模块ZB 选择频率范围为 0 2 1500 从0Hz到1500Hz 步长为2Hz 纵坐标选为对数坐标 设置参数后 单击 显示 保留 Display Save 按键 出现阻抗的依频特性如图2 5所示 图2 5阻抗的依频特性 电源模块参数 Rs eq模块参数 PI