电力电子技术与电力系统分析课程实习与实训报告

电力电子技术与电力系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 课程实习与实训报告评语：考勤（10）守纪（10）实习报告（20）实训过程（20）实训报告（30分）小组答辩（10）总成绩（100）专业： 班级 班级管理量化考核细则初中班级管理量化细则班级心理健康教育计划班级建设班级德育计划 ：姓名：学号：指导教师：1电力电子技术MATLAB仿真（三相半波整流与有源逆变电路）1.1三相半波整流电路1.1.1三相半波整流电路仿真(1)三相半波整流电路原理图三相半波整流电路的主电路原理如图1所示，为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。图1三相半波整流电路原理图(2)晶闸管仿真 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 设置R=0.001Ω，Lon=0H，Vf=0.8V，Rs=500Ω，Cs=250e-9F(3)负载的参数设置负载使用RLC串联模块，其负载大小根据类型不同做不同的调整。1.1.2仿真思路分析对于三相半波整流电路，在晶闸管和负载参数给定后，主要是脉冲发生器模块的参数设置，由于交流电压源的频率为25Hz，则Pulse模块的脉冲周期为0.04s，脉冲宽度设置为脉宽的50%，脉冲高度为1，脉冲移相角通过“相位角延迟”进行设置。由于三项半波整流电路的移相角α零位定在三相交流电压的自然换流点，所以在计算延迟角时，还必须增加30°相位。且对于电阻性负载α∈(0°，150°)，对于阻感性负载α∈(0°，90°)，在电源频率为25Hz时，这一角度对应的延迟时间为0.0033s，另外，Pulse模块依次延迟120°，对应的时间为0.0132s，相对误差设置为0.001v，开始仿真时间为0，停止仿真时间为0.1。1.1.3带电阻负载三相半波整流电路仿真三相半波整流中，自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°，要改变触发角只能是在此基础上增大它，即沿时间坐标轴向右移。当α=0°时，Pulse1=0.0033s，Pulse2=0.0166s，Pulse3=0.0300s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图2所示：图2α=0°时波形图当α=30°时，Pulse1=0.0066s，Pulse2=0.0200s，Pulse3=0.0333s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图3所示：图3α=30°时波形图当α=60°，Pulse1=0.0100s，Pulse2=0.0233s，Pulse3=0.0366s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图4：图4α=60°时波形图当α=90°时，Pulse1=0.0133s，Pulse2=0.0266s，Pulse3=0.0400s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图5：图5α=90°时波形图当α=120°时，Pulse1=0.0166s，Pulse2=0.0300s，Pulse3=0.0433s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图6：图6α=120°时波形图当α=150°时，Pulse1=0.0200s，Pulse2=0.0333s，Pulse3=0.0466s，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图7：图7α=150°时波形图1.1.4带阻感负载的三相整流电路仿真如果负载为阻感负载，电感L=20mH，如图8所示。α<=30°时相邻两相的换流是在原导通相的交流电压过负之前，其工作情况与电阻性负载相同，输出电压Ud波形，Ut波形也相同。由于负载电感的储能作用，输出电流Id是近乎平直的直流波形，晶闸管中分别流过幅度Id，宽度120°的矩形波电流，导通角为120°。当α大于30°时，假设α=60°，VT1导通，在U相交流电压过零变负后，由于未达到VT2的触发时刻，VT2未导通，VT1在负载电感产生的感应电动势作用下继续导通，输出电压Ud小于0，直到VT2被触发导通，VT1承受反向电压而关断，输出电压Ud小于Uv，然后重复U相的过程。图8带阻感性负载当α=0°，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图9：图9α=0°时波形图当α=30°，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图10：图10α=30°时波形图当α=60°，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图11所示：图11α=60°时波形图当α=90°，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图12所示：图12α=90°时波形图1.2三相半波有源逆变电路1.2.1三相有源逆变电路仿真(1)有源逆变电路原理图如图13所示。图13三相有源逆变电路原理图(2)三相有源逆变电路要使整流电路工作于逆变状态，必须有两个条件：①变流器的输出Ud能够改变极性。因为晶闸管的单向导电性，电流Id不能改变方向，为了实现有源逆变，必须去改变Ud的电极性。只要使变流器的控制角α>90°即可。②必须要有外接的直流电源E，并且直流电源E也要可以改变极性，并且|E|>|Ud|。上述条件必须同时满足，才能实现有源逆变。所以，三相有源逆变电路的设置基本和三相半波整流电路相同，只是E设置为120V，且要求晶闸管的控制角α>90°,Ud为负值，直流电动势的极性和晶闸管的导通方向一致，其值大于变流器直流侧的平均电压即|Ed|>|Ud|。1.2.2三相有源逆变电路的仿真结果保证逆变能正常工作，使晶闸管的换相能在电压负半波换相区之内完成换相，触发脉冲必须超前一定的角度，也就是说，逆变角必须要有严格的限制，换相重叠角由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存在换相重叠角γ。γ值随电路形式、工作电流大小不同而不同，一般选取15°～25°电角度。晶闸管关断时间Tg所对应的电角度，晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间Tg一般由管子的参数决定，通常为200～300us，折合到电角度约为4°~5.4°。 当α=90°时，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图14所示：图14α=90°时波形图当α=120°时，整流电压Ud、负载电流Id和晶闸管两端电压UVT1的波形如图15所示：图15α=120°时波形图1.3回答以下思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1.如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中，主电路三相电源的相序可任意设定吗?答：采用宽脉冲触发或双脉冲触发发式。在本实验中使脉冲宽度大于1/6个周期。在除法某个晶闸管的同时，前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲替代宽脉冲。2.在本实验的整流及逆变时，对角有什么要求？为什么?答：在本实验的整流时，移相角度角度为0-90°，这是因为移相角度α超过90°就会进入逆变状态。1.4 结合仿真结果，回答以下问题1.该三相半波可控逆变电路在β=60°，90°时输出的电压有何差异?答：因为Ud=2.34U2cosβ，所以β为90°时Ud为0。而为60°时是有输出电压的。2.在MATLAB/Simulink环境下仿真如何设置控制角？答：α=0°时,Pulse1=0.0033s，Pulse2=0.0166s，Pulse3=0.0300s。α=30°时,Pulse1=0.0066s，Pulse2=0.0200s，Pulse3=0.0333s。α=60°时,Pulse1=0.0100s，Pulse2=0.0233s，Pulse3=0.0366s。α=90°时,Pulse1=0.0133s，Pulse2=0.0266s，Pulse3=0.0400s。α=120°时,Pulse1=0.0166s，Pulse2=0.030s，Pulse3=0.0433s。α=150°时,Pulse1=0.0200s，Pulse2=0.033s，Pulse3=0.0466s。2电力系统MATLAB仿真2.1仿真题目：小电流接地系统单相故障在小电流接地系统中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下有允许系统再继续运行1～2小时，而不必立即跳闸，这也是采用小电流接地系统运行的主要优点。但是在单相就地以后，其他两相的对地电压要升高倍，为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。2.2小电流接地系统单相故障特点分析对于中线点经消弧线圈接地系统，正常情况下，接于中性点N与大地之间的消弧线圈无电流流过，消弧线圈不起作用；当接地故障发生后，中性点将出现零序电压，在这个电压的作用下，将有感性电流流过消弧线圈并注入发生接地故障的电力系统，从而抵消在接地点流过的电容性接地电流，消除或者减轻接地电弧电流的危害。需要说明的是，经消弧线圈补偿后，接地点将不再有容性电弧电流或者只有很小的电容性电流流过，但是接地确实发生了，接地故障可能依然存在；其结果是接地相电压降低而非接地相电压依然很高，长期接地运行依然是不允许的。2.3中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算在仿真模型中，电源采用“Three-phasesource”模型，参数设为Yn连接，10.5e3，50Hz，0.00529Ohms，0.00014H，25e3。模型中共有4条输电线路Line1～Line4，均采用“Three-phasePISectionLine”模型，线路的长度分别为130km、175km、1km、150km，其他参数设置为50Hz，[0.012730.3864]Ohms/km，[0.9337e-34.1264e-3]H/km，[12.74e-97.751e-9]F/km。需要说明的是，在实际的10kv配电系统中，单回架空线的输送容量一般在0.2～2MV·A，输送距离的适宜范围为6～20km。在本仿真中加长输电线路的长度是为了仿真时的故障特征更为明显，而且不用很多输电线的出线路数，不影响仿真结果的正确性。线路负荷Load1、Load2、Load3均采用“Three-phaseSeriesRLDLoad”模型，其有功负荷分别为1MW、0.2MW、2MW，其他参数相同，Load1参数设置为10e3Vrms，50Hz，1.0e6W，0.4e6positivevar，0negativevar。每一线路的始端都设有三相电压电流测量模块“Three-phaseV-IMeasurement”将测量到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，其参设置为UsealabelLine1_Vabc，Line1_Iabc。在仿真模型中，选择在第3条出线的1km处（即Line3与Line4之间）发生A相金属单相接地，故障模块的参数设置为A相短路，0.001ohms，接地故障，0.001ohms，[10]，[0.041]，1e6ohms。系统的零序电压3U0及每条线路始端的零序电流3I0采用如图16所示方式得到（以线路1为例）。图16零序电压、电流获取方法故障点的接地电流ID则可以用如图17所示的万用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 测量方式得到。图17故障点接地电流获取方法根据以上设置的参数，可以通过计算得到系统在第3条出线的1km处（即Line3与Line4之间）发生A相金属性单相接地时各线路始端的零序电流有效值为3I0Ⅰ=3UφωC0Ⅰ=3*（10.5/）*103*314*7.751*10-9*130A=5.75A同理可得3I0Ⅱ=7.75A，3I0Ⅲ=3I0Ⅰ+3I0Ⅱ=(5.75+7.75)A=13.5A接地点的电流为ID=20.18A2.4中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算建立中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型如图18所示，即在电源的中性点接入一个电感线圈，其他参数不变。在各级电压网络中，当全系统的电容电流超过一定数值（对于3～6kv电网超过30A、10kv电网超过20A、22～66kv电网超过10A）时就应装设消弧线圈。图18中心点经消弧线圈接地系统仿真图如果要使接地点的电流近似为0（即完全补偿），就应满足ωL=1/3ωC∑式中，L为消弧线圈的电感；C∑为系统三相对地电容。根据所给的线路参数，可求得C∑=3.534*10-6F，因此为实现完全补偿应有L=0.9566H，由于完全补偿存在串联谐振过电压问题，因此实际工程常采用过补偿方式，当取过补偿度为10%时，经计算消弧线圈的电感L=0.8697H。通过以上计算，模型中消弧线圈的参数设置为30Ohms，0.8697H，线圈所串电阻为阻尼电阻。2.5仿真结果及分析在仿真开始前，选择离散算法，仿真的结束时间取0.2s，利用Powergui模块设置采样时间为1*10-5s，系统在0.04s时发生A相金属性单相接地。2.6中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果及分析设置好参数，运行10kv中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，系统的零序电压3U0及每条线路始端的零序电流3I0、消弧线圈电流IL、故障点的接地电流ID波形如图19所示。图19零序电压、电流、消弧线圈电流、故障点接地电流波形图从图19中可知，当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流ID的有效值在2.94A左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿的效果十分明显。对于非故障线路来说，其零序电流仍是本身的电容电流，零序电流超前零序电压90o，电容电流的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统时相同的。但是对于故障线路来说，其零序电流将大于本身的电容电流，并且电容电流的实际方向也是由木箱流向母线。因此，在这种情况下无法用电流方向的差别来判断故障线路，也很难用零序电流的大小来找出故障线路。3总结本次企业课程实习与实训历时四周，与我们本学期《电力电子技术》、《电力系统分析》课程的基础理论紧密结合。实训期间，完成了电子电子技术单相交流—交流变换电路的MATLAB仿真、简单电力系统的暂态稳定性分析与仿真等课题。电子电子技术MATLAB仿真涉及交流调压电路、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，加深了对交交变换电路的认识，并逐渐掌握了simulink仿真方法。通过电力系统的暂态稳定性分析与仿真，学习了电力系统元件模型及模型库的使用，并初步掌握电力线路发生两相接地短路时，系统暂态稳定性的仿真方法。4参考文献[1]于群.MATLAB电力系统建模与仿真[M].北京:机械工业出版社,2012.[2]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.[3]林飞.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2009.[4]黄忠霖.电力电子技术的MATLAB实践[M].北京:国防工业出版社,2008.[5]洪乃刚.电机控制系统的建模与仿真[M].北京:机械工业出版社,2010.附录一1MATLAB/simulink仿真模型1.1三相半波整流电路与有源逆变电路仿真模型三相半波整流电路仿真模型如附图1所示，有源逆变如图2所示。1.2中性点经消弧线圈接地系统的电路仿真模型中性点经消弧线圈接地系统的电路仿真模型如图3所示。