MATLAB Simuli nk
电力系统建模与仿真
******实验报告
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姓名:
专业?电气工程及其自动化
班级：
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学号:
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实验一 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真
1.1无穷大功率电源供电系统仿真模型构建
运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块:
(1)无穷大功率电源模块( Three-phase source)
(2)三相并联 RLC负荷模块(Three-Phase Parallel RLC Load
(3)三相串联 RLC支路模块(Three-Phase Series RLC Branch
(4) 三相双绕组变压器模块(Three-Phase Tran sformer (Two Windin gs))
(5) 三相电压电流测量模块(Three-Phase V-I Measureme nt)
(6)三相故障设置模块(Three-Phase Fault)
(7)示波器模块(Scope)
(8) 电力系统图形用户界面(Powergui)
按电路原理图连接线路得到仿真图如下：
按电路原理图连接线路得到仿真图如下：
1.2无穷大功率电源供电系统仿真参数设置
1.2.1电源模块
设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz,接线方式为中性点接地的Y形接法，电源
电阻0.00529 Q,电源电感0.000140H，参数设置如下图：
—Pfimet 曽；
—Pfimet 曽；rg
Ph-aaa.>e zse voltaiii- :V):
1.2.2变压器模块
变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz, —次测采用Y型连接,
次测电压110kV，二次侧采用 Y型连接，二次侧电压 11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻
1.2.3输电线路模块
根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5 Q，电感0.064L,参数设置如下图:
P-arazetsTK
Resistamce R lOhss}:
None
1.2.4三相电压电流测量模块
此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成 Simulink信号，相当于电压、
电流互感器的作用，勾选“使用标签(Use a label)”以便于示波器观察波形，设置电压标签
“Vabc”，电流标签“ labc”，参数设置如下图：
1.2.5故障设置模块
勾选故障相 A、B、C,设置短路电阻0.00001 Q,设置0.02s— 0.2s发生短路故障，参数
设置如下图:
Parsisters|7 1PhaE e
Parsisters
|7 1PhaE e A Faui t j 两 Phaae E Fault P Phase C Fault
Exteirnal EDntrol of fault tiHinE
IranAition itatui [lj 0j 1 ，…｝二
1.2.6示波器模块
为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“Data History
为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“
Data History ”栏设置为下图所示:
General Data history
General Data history
Tip: try right clicking on axes
I Limit dets points to last:
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p 融日 to workspace^
Variable name： ScopeDart^
Formalt:Structure with
Formalt:
Structure with time
1.3无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析
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lm=10.63kA，时间常
数Ta=0.0211s,则短路冲击电流为lim=17.3kA。
通过模型窗口菜单中的"Simulation--Configuration Parameters ”命令打开设置仿真参数 的对话框，选择可变步长的ode23t算法，仿真起始时间设置为Os,终止时间设置为 0.2s,
其他参数采用默认设置。在三相故障模块设置在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故
障。运行仿真，得到变压器低压侧的三相短路电流波形如下图所示：
可见，短路电流周期分量的幅值为10.64kA，冲击电流为17.39kA，与理论计算相比有
差别，这是由于电源模块的内阻设置不同而造成的。
实验二 同步发电机突然短路的暂态过程仿真
