基于MATLAB的发电机仿真实验.docx

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基于MATLAB的发电机仿真实验

基于MATLAB的发电机仿真实验

实验目的

1.学习运用matlab软件对发电机进行仿真短路试验。

2.对系统的稳态运行、单相短路、两相短路、三相短路进行比较分析。

3.对系统并网状态进行分析。

实验内容

用matlab软件搭建一个发电机与负荷小系统模型，仿真各种短路情况并对结果做进一步分析。

实验步骤

一、熟悉原件

熟悉matlab中simulink、simmechanics、simpowersystems等要用到的主要模块。

了解模块中的各个原件。

二、建立模型

单机系统仿真图

（并网前）

（并网后）

三、选择模块

1.从simpowersystems-machines中找到发电机simplifiedsynchronousmachinesiunits元件并复制到电路图中，双击发电机元件，进行参数设置如下：

2.从simulink-sources选择常数发生器constant元件，并复制到电路图中，设置机械功率值为700e6，设置电压幅值为156e3。

3.从Simpowersystems-measurements选择三相电压-电流测量three-phasev-imeasurement元件，并复制到电路图中，设置参数如下：

4.从Simpowersystems-elements中选择传输线路distributedparametersline元件，并复制到电路图中，设置参数如下：

（线路1与线路2设置参数相同）

5.从Simpowersystems-elements中选择三相电路短路故障发生器three-phasefault元件，并复制到电路图中，参数设置如下：

6.从Simpowersystems-elements中选择三相断路器three-phasebreaker元件，并复制到电路图中，参数设置如下：

7.从Simpowersystems-elements中选择三相变压器three-phasetransformer（twowindings）元件，并复制到电路图中，参数设置如下：

8.从Simpowersystems-elements中选择三相串联rlc负载three-phaseseriesrlcload元件，并复制到电路图中，参数设置如下：

9.从Simpowersystems-measurements中选择multimeter，并将它们复制到电路图中。

10.从Simpowersystems-electricalsources中选择three-phasesource，并将它们复制到电路图中，参数设置如下：

11.从Simpowersystems-measurements中选择电流测量currentmeasurement元件和电压测量voltagemeasurement元件，从Simulink-sinks中选择示波器scope元件，并将它们复制到电路图中。

连接好线路。

四、实验波形分析

（波形图中：

左边上下两幅分别为三相电压量、三相电流量；右边上中下三幅分别为A相电压电流、B相电压电流、C相电压电流）

1.稳态

发电机电压为三相正弦量，各相电流也是正弦量

2.三相接地短路

短路故障前：

各相电压、电流为稳态正弦量；

短路故障时：

各相对地电压为零，各相电流虽为正弦量，但幅值增大；

短路故障切除后：

各相电压、电流有所震荡，但在一个周期内能够恢复稳态值；

3、AB两相接地短路

短路故障前：

各相电压、电流为稳态正弦量；

短路故障时：

A、B相对地电压为零，A、B相电流虽为正弦量，但幅值增大，C相电压升高为线电压、电流还是稳态正弦量，幅值没变；

短路故障切除后：

A、B相电压、电流有所震荡，但在一个周期内能够恢复稳态值，C相电压、电流为稳态正弦量；

3.A单相接地短路

短路故障前：

各相电压、电流为稳态正弦量；

短路故障时：

A相对地电压为零，A相电流为正弦量，但幅值稍微变大，B、C相电压升高为线电压、电流还是稳态正弦量，幅值没变；

短路故障切除后：

A相电压有所震荡，但在一个周期内能够恢复稳态值，C相电压、电流为稳态正弦量；

5．并网分析

并网时间为0.4秒，并网后产生较大的冲击电流，并导致系统震荡、发散。

电流与电压

六.心得总结

通过这次实验，我进一步学习使用matlab软件，对这款软件在仿真上的应用更加熟悉了，这也激起了我继续学习这款软件的兴趣。

利用这款软件的仿真，我对电力系统的运行状态也有了更进一步的了解，对之前学的知识也有了比较形象的记忆。

对发电机并网运行时遇到的问题有了更直观的认识。

最后，谢谢兰飞老师的精心演示，赵学长的指引，还有李佳汜同学帮助，让我学会了很多知识。

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