MATLAB-Simulink系统建模与仿真-实验报告

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Im=10.63kA，时间常数Ta=0.0211s，则短路冲击电流为Iim=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0s，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

2.1 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型构建

根据给出的发动机参数，添加下列模块：

（1）p.u.标准同步发电机模块（Synchronous Machine pu Standard） （2）常数模块（Constant）

（3）电压测量模块（Voltage Measurement ） （4）放大器模块（Gain）

（5）信号选择模块（Bus Selector）

其他模块选取与前相同，建立Simulink仿真模型如下图所示：

2.2 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真参数设置 2.2.1 同步发电机模块

设置同步发电机功率为200MVA，电压13.8kV，频率50Hz，电抗设置如图，d轴时间常数选择“Short-circuit”，q轴时间常数选择“Open-circuit”。时间常数设置如图，定子电阻（p.u.）0.005，惯性系数3.2，摩擦系数0，极对数32，初始条件栏将由Powergui模块自动设定。参数设置如下图：

2.2.2 变压器模块

设置功率210MVA，频率50Hz，接线方式为yD1，二次侧中性点接地，绕组参数：一次侧电压13.8kV，二次侧电压230kV，电阻均为0.0027，电感均为0.08，励磁电阻500，励磁电感500。参数设置如下图：

2.2.3 Powergui模块初始化设置

双击Powergui模块，打开潮流计算和电机初始化窗口，设定同步发电机为平衡节点“Swing bus”。初始化后，与同步发电机模块输入端口相连的两个常数模块Pm和Vf以及同步发电机模块中的“Init.Cond.”将会自动设置。数据如下图所示：

2.3 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真结果及分析

选择Ode15算法，仿真结束时间取1s。设置故障模块在0.02025s—1s发生三相短路故障。开始仿真，得到发电机端突然三相短路后的三相定子电流波形图如下图所示：