Перевод справки пакета SimPowerSystems программы Matlab / powersysSmall

можете построить схему, показанную на рисунке 1-32. Измените параметры блока Breaker (выключатель) следующим образом

External control (внешнее управление): not checked (не отмечено)

Switching times (время включения): [ 1/60]

Рисунок 1-32: Топология схемы, вызывающая ошибку

Если Вы попробуете смоделировать эту схему, Вы получите следующее сообщение об ошибке.

Такая топология запрещена, потому что два нелинейных элемента, моделируемые текущими источниками связаны последовательно: блок Breaker (выключателя) и блок Nonlinear Inductance (нелинейной индуктивности).

Чтобы смоделировать эту схему, Вы должны обеспечить путь протекания тока мимо одного из двух нелинейных блоков. Вы могли например подключить большое сопротивление, скажем 1 МОм, параллельно блоку Breaker (выключатель) или параллельно блоку Inductance (индуктивности).

Внашем случае, более удобно выбрать блок Breaker (выключателя), потому что схема snubber (снаббера) предусмотрена в модели. Откройте диалоговое окно блокаBreaker (выключатель) и определите следующие параметры snubber (снаббера):

91

Snubber resistance Rs (Ohms) (сопротивление снаббера): 1e6 Snubber capacitance Cs (F) (емкость снаббера): inf (бесконечность)

Обратите внимание на то, что, чтобы получить чисто активный snubber (снаббер) Вы должны использовать бесконечную емкость.

Примечание. Если бы вместо чисто активного сопротивления источника было активно-индуктивное, то было бы другое сообщение об ошибке, потому что источник тока нелинейной индуктивности был бы соединен последовательно с индуктивностью, даже если breaker (выключатель) имел бы параллельный snubber (снаббер). Втаком случае, Вы могли добавить или сопротивление параллельно полному сопротивлению источника, или шунтс большим сопротивлением, подключенным между одним выводом breaker (выключателя) и нейтральным выводом источника.

Убедитесь, что угол сдвига фаз источника разности потенциалов является нулевым. Используйте ode23tb алгоритм интегрирования и запустите моделирование на 1 секунду. Кривые напряжения и тока показаны на рисунке

1-33.

92

95

Занятия в этой главе построены на примерах использования библиотеки

Power System Blockset. Это:

•«Series Compensated Transmission Network» («Последовательные компенсаторы линии электропередач»)

•«Chopper-Fed DC Motor Drive» («Привод двигателя постоянного тока с прерывным питанием»)

•«Synchronous Machine and Regulators» («Синхронная машина и ре-

гуляторы»)

•«Variable-Frequency Induction Motor Drive» («Привод асинхронно-

го двигателя переменной частоты»)

•«HVDC System» («Линия электропередачи высокого напряжения на постоянном токе»)

Примеры 1 и 5 — изучение передачи электроэнергии переменного и постоянным тока в энергетических системах. Примеры 2 и 4 иллюстрируют типичные приложения электропривода в Power System Blockset. Пример 3 демонстрируетработу нелинейного стабилизатора напряжения на синхронном генераторе переменного тока.

96

Раздел 1: Последовательные компенсаторы линии электропередач

Пример, описанный в этом разделе, иллюстрируетявления, связанные с квазисинхронным резонансом в последовательном компенсаторе линии электропередач переменного тока.

Описание линии электропередач

Простая диаграмма, показанная на рисунке 2-1, представляет трехфазную, энергосистему на 735 кВ, 60 Гц, питающуюся отсиловой установки, состоящей из шести 350 МВАгенераторов соединенных через 600 - километровую линию электропередач с эквивалентной электрической сетью. Линия электропередач разбита на две 300 - километровые линии, связанные между шинами B1, B2, и B3.

Рисунок 2-1: Последовательная и шунтированная компенсированная электрическая сеть

Чтобы увеличивать пропускную способность, к каждой линии последовательно подсоединяютконденсаторы, компенсирующие 40 % реактивного сопротивления линии. Обе линии, и шунткомпенсируют330 МВАР реактивного сопротивления. Шунти аппаратура последовательной коррекции расположены на подстанции B2. Они подсоединены, через третью 25 кВобмотку, к 300 МВА-735/230 кВ трансформатору, питающему 230 кВ250 МВтнагрузку.

97

Каждый последовательный компенсирующий блок защищен металлическими окисными варисторами (MOV1 и MOV2). Двавыключателя линии № 1 называются CB1 и CB2.

Мы хотим изучить переходный режим этой схемы, когда произойдуткороткие замыкания на линии № 1 и на шине B2.

Эта электрическая схема доступна в демонстрационном файле по имени

— psb3phseriescomp.mdl. Загрузите систему psb3phseriescomp и сохраните её в вашем рабочем каталоге как case1, чтобы позволить дальнейшие модификации первоначальной системы.

Сравните схему, смоделированную в библиотеке Power System Blockset (рисунок 2-2) со схематической диаграммой, смотри рисунок 2-1. Генераторы моделируются блоком — Simplified Synchronous Machine (упрощенная синхронная машина). Блок трехфазного трансформатора (с двумя обмотками) и блок трехфазного трансформатора (с тремя обмотками) используется, для моделирования этих двух трансформаторов. Насыщение учтено на трансформаторе, соединенном с шиной B2.

Блоки B1 и B3 — измерители трехфазных токов и напряжений (V-I),

взяты из библиотеки Measurements (измерителей) powerlib_extras. B2 —

подобный блок, который был изменен, чтобы присоединить два трехфазных входа и один трехфазный выход. Эти блоки были повторно изменены, были окрашены в черный цвет, чтобы они стали похожи на сборные шины. Их выходы — три фазных напряжения, мультиплексированы на выход 4 и три линейных тока, мультиплексированы на выход 5. Откройте диалоговые окна B1

иB2. Посмотрите, какие параметры блоков заданы: вывод напряжения в о.е.

итоков в о.е./100 МВА.

Короткое замыкание происходитна линии № 1, на стороне линии батареи конденсаторов. Обратите внимание на то, что короткое замыкание и два выключателя линии моделируются блоками из трехфазной библиотеки. Откройте диалоговые окна блока 3-Phase Fault (трехфазного короткозамыкателя) и 3-Phase breakers (трехфазных выключателей) CB1 и CB2. Смотрите, как определены начальное состояние выключателя и время переключения.

Короткое замыкание происходитв фазе Ана периоде t=1. Двавыключателя схемы, которые первоначально замкнуты, разомкнутся на периоде t=5, моделируя отключение короткого замыкания на периоде t=4. Короткое замыкание устранится на периоде t=6, послеодного периода линия отключится.

98

Подсистема последовательного Compensation1 (компенсатора №1)

Теперь, откройте подсистему последовательного Compensation1 (компенсатора №1) системы psb3phseriescomp. Трехфазный модуль состоитиз трех идентичных подсистем, по одной для каждой фазы. Впримечании показано, как были рассчитаны значение емкости и установки MOV защиты. Откройте подсистему последовательного Compensation1 (компенсатора №1) / фазы А. Вы увидите, как соединены между собой последовательный конденсатор и блок Surge Arrester (грозозащитного разрядника) (блок MOV). Последовательный компенсатор — конденсатор емкостью 62.8 мФ, компенсирует40 % реактивной мощности линии электропередач. Конденсатор защищен блоком MOV. Если Вы откроете диалоговое окно блока MOV, Вы увидите, что он состоитиз 60 столбцов и что его уровень защиты (ток 500 A / столбец или 30 кАвсего) установлен на 298.7 кВ. Это напряжение в 2.5 раза больше номинального напряжения конденсатора, при номинальном действующем токе 2 кА.

Искрозащитное устройство (gap) также соединено параллельно с блоком MOV. Искрозащитное устройство (gap) замыкается, когда энергия, поглощаемая грозозащитным разрядником, превышаеткритическое значение 30 МДж. Чтобы ограничить скачек тока конденсатора, когда замыкается искрозащитное устройство (gap), последовательно с ним подключена демпфирующая RL цепочка. Откройте подсистему Energy & Gap firing (электропотребление и система управления искрозащитным устройством). Там Вы увидите, как, интегрируя мощность, рассчитывается электропотребление, рассеянное в MOV , (умножением напряжения и тока MOV). Когда электропотребление превышаетпорог в 30 МДж, сигнал закрытия передается на блок выключателя, с помощью которого смоделировано искрозащитное устройство.

100