MATLAB運用simulink建立簡單的單機-無窮大系統仿真

ID:579548 · 發表于 2019-7-7 20:38

一、單機-無窮大系統仿真

過程中為主要運用simulink建立簡單的單機-無窮大系統進行仿真，對系統運行出現短路情況時的仿真結果進行詳細的分析。建立帶勵磁系統的發電機系統，通過仿真結果分析帶上勵磁系統時電壓和電流的變化情況。

在實驗開始時按照老師給的實驗系統模型圖1-1：

圖1-1單機-無窮大系統

建立了單機-無窮大系統仿真圖1-2：

圖1-2 單機-無窮大系統仿真圖

接下來我們將個元件的參數依次設置，在設置完成后，我們開始對搭建好的仿真模型開始分析。將三相電路短路故障發生器的故障相選擇中三相故障都選擇，并選擇故障相接地選項。設置完電路圖和仿真參數后，激活仿真按鈕，查看仿真波形。在發電機故障器中的測量選項中選擇故障電壓和電流選項，對故障點的電壓和電流進行測量。其它兩個故障器均選擇不測量選項。

1、在萬用表元件中選擇故障點A相電流作為測量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點A相電流波形圖如圖所示。由圖形可以得出以下結論：在穩態時，故障點A相電流由于三相電路短路故障發生器處于斷開狀態，所以電流為0A。在0.2S時，三相電路短路故障發生器閉合，此時電路發生三相短路，故障點A相電流發生變化，電流波形上移。在0.3s時，三相電路短路故障發生器斷開，相當于排除故障，此時，故障點的電壓迅速變為0A。故障點A相電流波形圖如圖1-3所示。

圖1-3故障點A相電流

對故障點B進行故障分析，在萬用表元件中選擇故障點B相電流作為測量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點B相電流波形圖如圖3-21所示。由圖形可以得出以下結論：在穩態時，故障點B相電流由于三相電路短路故障發生器處于斷開狀態，所以電流為0A。在0.2S時，三相電路短路故障發生器閉合，此時電路發生三相短路，故障點A相電流發生變化，電流波形下降。在0.3s時，三相電路短路故障發生器斷開，相當于排除故障，此時，故障點的電壓迅速變為0A。B點故障圖如1-4：

圖1-4 故障點B相電流

在萬用表元件中選擇故障點A相、B相、C相電流作為測量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點A相、B相、C相電流波形圖如圖1-5所示：

圖1-5 故障點三相電流

2、之后我們在進行故障點的電壓的測量。

首先萬用表元件中選擇故障點A相、B相和C相電壓作為測量電氣量。激活仿真按鈕，則故障點A相、B相和C相電壓波形圖如圖1-6所示：

圖1-6 故障點三相電壓

由圖形可以得出以下結論: 在穩態時，故障點三相電壓由于三相短路故障發生器處于斷開狀態，其實際電壓為發電機出口母線上的電壓。在0.2s時，三相短路故障發生器閉合，此時發生三相短路，故障點三相電壓由于發生三相接地短路，因而各相電壓為0V。在0.3s時，三相短路故障發生器打開，相當于排除故障，此時三相實際電壓為母線電壓，發生暫態波動。

對發電機故障分析完后，選擇對發電機B相電流作為測量電氣量。做出波形如圖1-7所示：

圖1-7故障點B相電流

分析完發電機端電流，接下來分析發電機端電壓。選擇發電機C相電壓作為測量電氣量。做出波形如圖1-8所示：

圖1-8 故障點C相電壓

觀察上圖可知在穩態時，發電機C相電壓為正弦變化，在0.2s時，發生三相短路，電壓立刻變為0V。在0.3s時，三相短路故障發生器斷開，相當于排除故障，此時，C相電壓恢復為正弦變化。

之后在萬用表元件中選擇變壓器三相電流作為測量電氣量，則得變壓器電流波形如圖1-9所示：

圖1-9 變壓器三相電流

由圖形可得：在穩態時，變壓器電流呈正玄變化，在0.2s時，發電機端發生三相短路，受到沖擊電流的影響，變壓器電流迅速上升，由于變壓器存在磁感應，電流慢慢趨于零，在0.3s時，三相短路故障發生器斷開，相當于排除故障，此時，變壓器電流恢復正玄變化，發生暫態過程。

二、帶勵磁系統仿真

這里是第二個實訓，帶電勵磁系統的發電機系統，通過仿真結果分析帶電勵磁系統時電壓和電流的變化情況。

首先進行勵磁系統的發電機系統的基本模型的建立，并對各個元件進行參數的設置。建立模型如圖2-1所示：

圖2-1 帶電勵磁仿真模型圖

之后我們進行發電機端短路時電流和電壓波形圖測試，波形圖如圖2-2：

2-2發電機端短路時電流和電壓波形圖

由圖2-2的波形可知：發電機端電流在0.1s時帶上系統負荷，電流稍有上升，發電機電流呈正弦變化，在0.2s時，三相短路故障發生器閉合，發生三相短路，發電機短路迅速上升，在0.3s時故障發生器斷開，相當于排除故障，發電機電流恢復正常運行狀態。從發電機整個波形可以看出，由于發電機帶有勵磁系統，能自動調節發電機電流。

在萬用表元件中選擇故障點三相電壓作為測量電氣量，則故障點的電壓波形如圖2-3所示：