动模试验 - 图文

式中 ΔId —直流电动机电流变化量

I d n—直流电动机电枢电流额定值 Δn —对应ΔId，直流电动机的转速变化量

n n —模拟发电机的额定转速

图7 模拟原动机控制系统框图

图中 K1—速度调节器放大倍数

α—电流反馈量 β—速度反馈量

由图7可得控制系统电压方程式为

U βd = K 3U k = K 2K 3 [K1 ( U g－

n×n )－αI×Id ] （1） nd n电枢回路电压方程式为

U nd = C eΦn＋Id Rd = C eΦ×

nnIdn+I×I d n Rd （2） ndn式中 C eΦn —直流电动机的电势

Rd —直流电动机的直流电阻

令上述（1）、（2）两式右端相等并取变化量形式(忽略RdId和CeΦn 变化量)可得ΔnKKαΔIdαΔIdn??23???? nK1K2K3βIdnK1βIdn调节反馈系数α、β和放大倍数K1使得

αKβ=1 1则可得到要求的原动机特性为

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ΔIdΔn ??Idnnn即 d MT* = －dω*

原动机调速器的模拟可参考电力系统自动化有关书籍，这里不再祥述。

另外，为更精确的模拟原动机系统的调速特性和调速器特性，微机式可控硅整流装置已在动模得到应用。

四．模拟系统方案设计原则

要在动态模拟上对给定的原型系统进行模拟研究，首先，应确定需要模拟的原型系统，然后，在动态模拟实验室构造一个与原型系统结构相同、参数及变量标么值相等、时间常数相等的模拟系统，进而在模型上进行实验研究。实际电力系统是复杂的，系统结点数、支路数、发电机台数是很多的，负荷是分散的，特性也是多种多样的。在动模实验室里，要对复杂的电力系统原型进行完全模拟是不可能的，也是不必要的。

建立模拟系统方案时需要考虑以下问题。

1．对需要研究的课题进行分析，明确任务、性质和范围；对需要着重研究的部分，应精确模拟，对于其它部分，可进行简化。

2．对原型系统应有深刻了解，对原型系统参数、特性及原型系统资料进行分析，对研究影响不大或不重要的部分，进行合理简化或等值，尽量使需要模拟的原型系统规模不要太大、太复杂。

3．应考虑实验室现有的模拟设备及其参数、特性，使得最后确定的原型系统的动态模型是实验室可以实现的。

五．模拟计算举例

原型系统如图8所示。汽轮发电机经变压器、输电线路与无穷大系统相连，用以研究输电线路上发生故障时系统的稳定性问题。

1．原型系统参数计算

设原型系统基准值 SB=120MVA，UB=15.75KV，则原型系统线路参数的标么值为

120= 0.06 2302120rl L* = 0.105×70×= 0.016 22302302-6

bl L* = 2.98×10×70×= 0.092

120Xl L* = 0.387×70×

如图9所示。

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取原型电抗基准值 22XB=

UBS?15.75B120?2.07Ω

则同步发电机电抗有名值为 Xd = 1.6×2.07 =3.31Ω X ’d = 0.2×2.07 =0.414Ω X ”d = 0.13×2.07 =0.27Ω 2．模型系统参数计算与调整 对上述原型系统发电机选用

5KVA的隐极模拟发电机进行模拟，模拟机其参数为

S n =5KVA Un =230v I n =12.55A Td0 =1.2”

Xd* =1.25 X’d* =0.13 X”d* = 0.08 TJ = 6.1”

其中电抗是以S n和U n为基准值的标么值。其有名值为

2XUd = Xd*×n2302S?1.25??13.2Ω

n50002’

= X ’

U2X d d*×nS?0.13?2305000?1.38Ω

n 11

Un2302””

X d = X d*×?0.08??0.85Ω

Sn5000以下讨论如何调整模拟系统参数，使之与原型系统参数标么值相等。 （1）由于

2Xdy*X'dy*?Xdm*（其中下标y表示原型，下标m表示模型），可以考虑在模'Xdm*拟发电机定子绕组外串电抗ΔX*，但需满足

Xdy*X'dy*把参数代入得

?Xdm*?ΔX* 'Xdm*?ΔX*1.61.25?ΔX* ?0.20.13?ΔX*解得

ΔX* = 0.03

外串电抗后模型参数

X dm* +ΔX* = 1.25+0.03 =1.28 X ?dm* +ΔX* = 0.13+0.03 =0.16 X “dm* + ΔX* = 0.08 +0.03 =0.11

这里

2302?0.32Ω ΔX = 0.03×

5000所以外串电抗后模型参数有名值为

X dm+ΔX =13.2+0.32 =13.52Ω

X ?dm+ΔX =1.38+0.32 =1.7Ω X” dm+ΔX =0.85+0.32 =1.17Ω

（2）选择模拟比 外串电抗后

X'dy3.310.414m x =??'???0.244

XmXdm?ΔXXdm?ΔX13.521.7根据空载特性在运行点相似的要求，选模拟发电机额定电压为180V，则

m v=

计算出另外两个模拟比为

12 XyXdy15750?87.5 180