MATLAB運用simulink建立簡單的單機-無窮大系統(tǒng)仿真

一、單機-無窮大系統(tǒng)仿真

過程中為主要運用simulink建立簡單的單機-無窮大系統(tǒng)進行仿真，對系統(tǒng)運行出現(xiàn)短路情況時的仿真結果進行詳細的分析。建立帶勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)，通過仿真結果分析帶上勵磁系統(tǒng)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(tǒng)模型圖1-1：

圖1-1單機-無窮大系統(tǒng)

建立了單機-無窮大系統(tǒng)仿真圖1-2：

圖1-2 單機-無窮大系統(tǒng)仿真圖

接下來我們將個元件的參數(shù)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(fā)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(shù)后，激活仿真按鈕，查看仿真波形。在發(fā)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(wěn)態(tài)時，故障點A相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，所以電流為0A。在0.2S時，三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時電路發(fā)生三相短路，故障點A相電流發(fā)生變化，電流波形上移。在0.3s時，三相電路短路故障發(fā)生器斷開，相當于排除故障，此時，故障點的電壓迅速變?yōu)?A。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(wěn)態(tài)時，故障點B相電流由于三相電路短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，所以電流為0A。在0.2S時，三相電路短路故障發(fā)生器閉合，此時電路發(fā)生三相短路，故障點A相電流發(fā)生變化，電流波形下降。在0.3s時，三相電路短路故障發(fā)生器斷開，相當于排除故障，此時，故障點的電壓迅速變?yōu)?A。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：

由圖形可以得出以下結論: 在穩(wěn)態(tài)時，故障點三相電壓由于三相短路故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，其實際電壓為發(fā)電機出口母線上的電壓。在0.2s時，三相短路故障發(fā)生器閉合，此時發(fā)生三相短路，故障點三相電壓由于發(fā)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(fā)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(fā)生暫態(tài)波動。

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

分析完發(fā)電機端電流，接下來分析發(fā)電機端電壓。選擇發(fā)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(wěn)態(tài)時，發(fā)電機C相電壓為正弦變化，在0.2s時，發(fā)生三相短路，電壓立刻變?yōu)?V。在0.3s時，三相短路故障發(fā)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(wěn)態(tài)時，變壓器電流呈正玄變化，在0.2s時，發(fā)電機端發(fā)生三相短路，受到?jīng)_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(fā)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(fā)生暫態(tài)過程。

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

圖2-3故障點三相電壓

由圖2-3波形可得：在0.2s到0.3s短路期間，故障點的電壓突變?yōu)?V，0.3s

后，故障排除，電壓恢復正常運行

在萬用表元件中選擇故障點的三相短路電流作為測量電氣量，則故障點的電流波形如圖2-5所示：

圖2-5故障點的三相短路電流

圖2-6 故障點三相電壓波形圖

由圖2-6波形可得：在0.8s到0.9s短路期間，故障點的電壓突變?yōu)?V，0.9s

后，故障排除，電壓恢復正常運行。

在本次實訓中，主要進行了對帶電勵磁系統(tǒng)仿真圖的設計，和通過仿真波形分析電路故障，并對故障點進行排除修復，使電壓恢復正常運行。

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