基于Simuink的无穷大电源供电系统和同步发电机三相短路的仿真

1 无穷大功率电源供电系统三相短路

首先给出无穷大供电系统的系统图，如下图所示，在0.02s时发生三相短路，对应的线路参数如图2所示。利用Simulink仿真得出其短路电流周期分量幅值以及冲击电流的大小。

图1 无穷大供电系统图

图 2 线路参数

然后，我们进行理论计算，目的是为了和之后的仿真结果做对比。理论计算的过程如下:

首先定义基准值:SB=100MVA，UB=110kV（取高压侧）。

然后计算各元件标幺值电抗:

XL=0.450*SB/UB2；

XT=(Uk%/100)(SB/SN)；

X*∑= XL+ XT；

然后计算处短路周期分量有效值的标幺值及实际的幅值

Iw=1/ X∑；

Iw= IwIB= I*w *sqrt(2)*100/(sqrt(3)*11)=13.70kA；

最后取冲击系数Kimp=1.8，则冲击电流为：

Iimp=Kimp*Iw=1.8*13.7=24.66kA。

接下来简单介绍一下仿真模型，完整的仿真模型如下图所示。

变压器的参数如下图所示，

设置三相短路触发时间为0.02s，如下图所示

短路电流等参数用V-I measurement来测量，其对应参数如下图所示

仿真结果如下图所示

由仿真结果可以看出，冲击电流在20kA到25kA之间，三相短路电流幅值在15kA左右，基本跟理论计算的结果差不多。

2 同步发电机三相短路的暂态仿真

首先，给出Simulink仿真的完整模型图，如下图所示，

同步发电机采用同步电机模块，对应模块设置如下图所示，

升压变压器的参数设置如下图所示

设置为0.08s的时候产生三相短路，如下图所示，

最终仿真结果中的三相定子电流如下图所示，

仿真同步供电系统发电机无穷大变压器

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