Моделирование в электроэнергетике Митрофанов С.В

–трехфазный измеритель активной и реактивной мощностей (3-phase Instantaneous Active & Reactive Power: 3-phase P & Q);

–блоки для наблюдения измеренных действующих значений токов и напряжений в цепи и их начальных фаз, а также измеренных мощностей (Display).

Fourier_Ifaz

Рисунок 9.7 – Подсистема Izmereniya для симметричного режима работы

В диалоговых окнах блоков RMS и Fourier основным параметром настройки является частота. Для блока Fourier помимо частоты следует указать номер гармоники, на которой проводится измерение.

Параметры блоков Display и 3-phase Instantaneous Active & Reactive Power

оставляем «по умолчанию».

Результаты имитационного моделирования симметричного режима работы трехфазной цепи, осциллограммы измеренных токов и напряжений (задание №8) и

71

его сравнение с результатами математического моделирования (задание №4) приведены на рисунках 9.8 – 9.10.

а)

а) токи, напряжения и мощности, рассчитанные в MatCAD; б) токи, напряжения и мощности, полученные в MatLAB

Рисунок 9.8 – Сравнение результатов моделирования симметричного режима работы трехфазной цепи

72

Исследование несимметричных и аварийных режимов работы цепей, возни-

кающих в результате коротких замыканий, обрывов линий, а также изменения нагрузки, возможно при использовании в модели блоков, моделирующих коммута-

ционные аппараты. К таким блокам относятся Ideal Switch и Breaker.

Блок Ideal Switch применяется для коммутации в цепях постоянного и пере-

менного тока, а блок Breaker только для коммутации цепей переменного тока (При-

ложение А.2.2 и А.3.1).

Для исследования несимметричного (аварийного) режима работы трехфазной цепи создана модель, приведенная на рисунке 9.11. Перечень блоков модели, а также их параметры остаются такими же, как и при исследовании симметричного режима работы. Моделирование обрыва фазного провода «са» нагрузки осуществляется с помощью выключателя переменного тока (Breaker).

Breaker

Izmereniya

Рисунок 9.11 – Модель исследования аварийного режима работы трехфазной цепи

Окно задания параметров блока приведено на рисунке 9.12.

При выполнении задания рекомендуется смоделировать идеальный коммута-

ционный аппарат, установив сопротивление выключателя в замкнутом состоянии в пределах (10-12 – 10-8) Ом, а сопротивления искрогасящей цепи принять равными ну-

лю. Для моделирования коммутаций в цепи необходимо:

– выбрать начальное положение выключателя;

74

–выбрать способ управления выключателем: от встроенного таймера или от внешнего сигнала (при установке флажка External control of switching times);

–установить время срабатывания выключателя: в зависимости от способа управления время срабатывания выключателя устанавливается непосредственно в поле Switching times, либо в параметрах блока, который используется для внешнего управления выключателем.

В рассматриваемом примере требуется смоделировать обрыв фазного провода, поэтому начальное положение выключателя – «замкнут», т.е. «1». Управление выключателем выбрано от встроенного таймера, поэтому в поле Switching times установлено требуемое время срабатывания (размыкания) – 0,05 с (в соответствии с заданием №4).

Рисунок 9.12 – Окно задания параметров выключателя переменного тока

Измерения действующих значений линейных и фазных токов и напряжений и их начальных фаз в подсистеме Izmereniya (рисунок 9.13) проводятся аналогично симметричному режиму работы цепи.

75

Рисунок 9.13 – Подсистема Izmereniya для аварийного режима работы

Измерение мощностей трехфазной цепи в несимметричном (аварийном) ре-

жиме работы рекомендуется провести с использованием трех однофазных измерите-

лей активной и реактивной мощностей (Active & Reactive Power) и сумматора (Sum).

Окна настройки параметров этих блоков приведены на рисунках 9.14, 9.15 соответ-

ственно.

Рисунок 9.14 – Окно задания параметров однофазного измерителя активной и реактивной мощностей

76

а)

а) токи, напряжения и мощности, рассчитанные в MatCAD; б) токи, напряжения и мощности, полученные в MatLAB

Рисунок 9.16 – Сравнение результатов моделирования аварийного режима работы трехфазной цепи

78

10 Формирование несинусоидального сигнала

10.1 Постановка задачи № 9

Собрать модель, позволяющую получить исходный несинусоидальный сигнал, разложенный в задании № 5 в ряд Фурье.

10.2 Методические указания к выполнению задания № 9

В соответствии с заданием для формирования несинусоидального сигнала,

разложенного в п.6.2 в ряд Фурье, создана модель (рисунок 10.1), которая содержит:

–блок подсистемы (Subsystem: Garmoniki);

–мультиплексор (Mux);

–осциллографы (Scope1, Scope2);

–сумматор (Sum);

–блок powergui.

Рисунок 10.1 – Модель для формирования несинусоидального сигнала

80