MATLAB运用simulink建立简单的单机-无穷大系统仿真

ID:579548 · 发表于 2019-7-7 20:38

一、单机-无穷大系统仿真

过程中为主要运用simulink建立简单的单机-无穷大系统进行仿真，对系统运行出现短路情况时的仿真结果进行详细的分析。建立带励磁系统的发电机系统，通过仿真结果分析带上励磁系统时电压和电流的变化情况。

在实验开始时按照老师给的实验系统模型图1-1：

图1-1单机-无穷大系统

建立了单机-无穷大系统仿真图1-2：

图1-2 单机-无穷大系统仿真图

接下来我们将个元件的参数依次设置，在设置完成后，我们开始对搭建好的仿真模型开始分析。将三相电路短路故障发生器的故障相选择中三相故障都选择，并选择故障相接地选项。设置完电路图和仿真参数后，激活仿真按钮，查看仿真波形。在发电机故障器中的测量选项中选择故障电压和电流选项，对故障点的电压和电流进行测量。其它两个故障器均选择不测量选项。

1、在万用表元件中选择故障点A相电流作为测量电气量。激活仿真按钮，则故障点A相电流波形图如图所示。由图形可以得出以下结论：在稳态时，故障点A相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，所以电流为0A。在0.2S时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生三相短路，故障点A相电流发生变化，电流波形上移。在0.3s时，三相电路短路故障发生器断开，相当于排除故障，此时，故障点的电压迅速变为0A。故障点A相电流波形图如图1-3所示。

图1-3故障点A相电流

对故障点B进行故障分析，在万用表元件中选择故障点B相电流作为测量电气量。激活仿真按钮，则故障点B相电流波形图如图3-21所示。由图形可以得出以下结论：在稳态时，故障点B相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，所以电流为0A。在0.2S时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生三相短路，故障点A相电流发生变化，电流波形下降。在0.3s时，三相电路短路故障发生器断开，相当于排除故障，此时，故障点的电压迅速变为0A。B点故障图如1-4：

图1-4 故障点B相电流

在万用表元件中选择故障点A相、B相、C相电流作为测量电气量。激活仿真按钮，则故障点A相、B相、C相电流波形图如图1-5所示：

图1-5 故障点三相电流

2、之后我们在进行故障点的电压的测量。

首先万用表元件中选择故障点A相、B相和C相电压作为测量电气量。激活仿真按钮，则故障点A相、B相和C相电压波形图如图1-6所示：

图1-6 故障点三相电压

由图形可以得出以下结论: 在稳态时，故障点三相电压由于三相短路故障发生器处于断开状态，其实际电压为发电机出口母线上的电压。在0.2s时，三相短路故障发生器闭合，此时发生三相短路，故障点三相电压由于发生三相接地短路，因而各相电压为0V。在0.3s时，三相短路故障发生器打开，相当于排除故障，此时三相实际电压为母线电压，发生暂态波动。

对发电机故障分析完后，选择对发电机B相电流作为测量电气量。做出波形如图1-7所示：

图1-7故障点B相电流

分析完发电机端电流，接下来分析发电机端电压。选择发电机C相电压作为测量电气量。做出波形如图1-8所示：

图1-8 故障点C相电压

观察上图可知在稳态时，发电机C相电压为正弦变化，在0.2s时，发生三相短路，电压立刻变为0V。在0.3s时，三相短路故障发生器断开，相当于排除故障，此时，C相电压恢复为正弦变化。

之后在万用表元件中选择变压器三相电流作为测量电气量，则得变压器电流波形如图1-9所示：

图1-9 变压器三相电流

由图形可得：在稳态时，变压器电流呈正玄变化，在0.2s时，发电机端发生三相短路，受到冲击电流的影响，变压器电流迅速上升，由于变压器存在磁感应，电流慢慢趋于零，在0.3s时，三相短路故障发生器断开，相当于排除故障，此时，变压器电流恢复正玄变化，发生暂态过程。

二、带励磁系统仿真

这里是第二个实训，带电励磁系统的发电机系统，通过仿真结果分析带电励磁系统时电压和电流的变化情况。

首先进行励磁系统的发电机系统的基本模型的建立，并对各个元件进行参数的设置。建立模型如图2-1所示：

图2-1 带电励磁仿真模型图

之后我们进行发电机端短路时电流和电压波形图测试，波形图如图2-2：

2-2发电机端短路时电流和电压波形图

由图2-2的波形可知：发电机端电流在0.1s时带上系统负荷，电流稍有上升，发电机电流呈正弦变化，在0.2s时，三相短路故障发生器闭合，发生三相短路，发电机短路迅速上升，在0.3s时故障发生器断开，相当于排除故障，发电机电流恢复正常运行状态。从发电机整个波形可以看出，由于发电机带有励磁系统，能自动调节发电机电流。

在万用表元件中选择故障点三相电压作为测量电气量，则故障点的电压波形如图2-3所示：