电力电子与电力系统报告-兰州交通大学

（电力电子技术与电力系统分析）课程实训报告

?2202??10?2.727?sin2.727?cos(2?30.8?0.6435?2.727)

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Iin?Io?2Ivt?19.16(A)

1.2.5课题五:同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真

⑴ 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算

利用MATLAB对突然三相短路后的定子电流进行计算的基本步骤如下： ①首先计算各衰减时间常数。查阅资料可得

Ta?0.16s，Td''?0.72s，Tq''?0.34s，Td'?1.64s。

U(0)由于空载时，Eq(0)?E'q(0)?E''q(0)?U(0)?1，E''d(0)?0，其中Eq(0)、?0?0，为短路前瞬间的空载电势、机端电压，所以可得a相定子电流表达式为

ia??cos(?t??0)?1.43e?2.97tcos(?t??0)?2.34e0.608tcos(?t??0)?4e?6.3tcos(??0)?0.77e?6.3tcos(2?t??0)

②利用MATLAB对上式进行数值计算并绘图的m文件程序清单见附录。 运行程序得到发电机端突然发生三相短路时的a相定子电流，以及基频分量、倍频分量和非周期分量的波形见附录I图1，并且短路后的冲击电流标幺值为9.1927。

⑵同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真

1)同步发电机端突然发生三相短路故障的暂态过程仿真 (1)同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真模型如图13所示。 (2)各个元件模块参数设置的窗口图。

同步发电机模块的参数设置如图14所示，升压变压器模块的参数设置如图15 所示，利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数如图16所示。

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图13同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真模型

图14同步发电机模块的参数设置

图15升压变压器模块的参数设置

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图16利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数

图17故障模块的参数设置

2.1.5 MATLAB/Simulink环境下仿真波形及分析回答

1)同步发电机端突然发生三相短路故障的暂态过程仿真波形 (1)发电机端突然三相短路时的定子电流仿真波形图见附录I，图2所示。

(2)发电机端突然三相短路时id、iq以及if 的电流仿真波形图见附录I，图3所示。

2)分析回答

① 对应α0=0，故障模块中的短路发生时间该如何设置？

答：从图12可以看出，a相电流滞后a相电压4.43?，即电流与电压波形的过零点相差0.25ms。因此在故障模块中设置0.02025s时发生三相短路故障(?0?0)，其他参数采用默认设置。

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2 总结

经过三个星期的课程设计，经过不断的从一无所知到查资料，到自己的慢慢理解，吸收，到最终能灵活的运用一开始觉得陌生的知识后。我觉得这三周过得很充实，很有意义。同时也发现了自己的很多不足。

首先，课程设计是培养我们综合运用所学知识发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程，这次课程设计，我从中学到很多的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

其次，通过这次课程设计使我懂得了理论联系实际的重要性，电子电子技术MATLAB仿真涉及三相半波整流电路，有源逆变电路，交流调压电路、交流调功电路、斩控式交流调压电路，通过绘制电路原理图，在simulink环境下建立其仿真模型并进行参数设置，利用示波器观察输入、输出及器件的电压电流波形，加深了对相关电路的认识，并逐渐掌握了simulink仿真方法。只有把所学的理论知识与实践相结合起来，在实践中得出结论，才能更好的提高自己的独立思考的能力。在设计的过程中，我们会遇到各种各样的问题，会发现自己的很多的不足，自己知识的缺乏，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固等问题，这使得我们以后学习会更加细致，更加认真的对待学习中遇到的每一个问题。

3 参考文献

[1]李传琦.电力电子技术计算机仿真实验[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]于群,曹娜等.MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真[M].北京:机械工业出版社,2012. [3]王兆安,刘进军等.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009. [4]于永源,杨绮雯等.电力系统分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

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