Составление модели в среде MATLAB 6

Промоделируем нагрузку подстанции в пакете MATLAB 6.

Рисунок 5 — Виртуальная модель выпрямительного агрегата типа ВАКЛЕ-2000/600Н:

Рисунок 6.

Рисунок 7 — Напряжение после силового трансформатора ТМПУ-2000/10-У2.

Рисунок 8 — Введем параметры напряжения фазы, А в блоке, А Voltage Source [46, стр. 39].

Рисунок 9 — Ток вентиля и напряжение вентиля ВЛ 200.

Рисунок 10 — Выход из строя первого блока при одинаковой нагрузке, приводит к возрастанию тока на вентилях второго блока и выходу их из строя оставшихся вентилей без схемы защиты:

Поэтому в проекте спроектирована схема отключения преобразователя. В схеме выпрямительного агрегата ВАКЛЕ 2000/600Н установлен датчик представляющий тороидальный трансформатор с одной вторичной обмоткой, через окно его сердечника пропущены цепи вентилей — три в одну и три в другую сторону, при обрыве цепи какого либо вентиля нарушается баланс магнитодвижущих сил и на вторичной обмотке появляется напряжение поступающее на вход схемы сигнализации и далее происходит отключение преобразователя. На схеме модели тороидальный трансформатор не показан в виду его малой индуктивности и незначительным влиянием на преобразователь ВАКЛЕ 2000/600Н.

Рисунок 11 — Ток вентиля и напряжение вентиля ВЛ 200 при максимальной нагрузке подстанции:

При максимальной загрузке вентилей предельный ток превышает допустимое значение. Но так как нагрузка преобразователя пульсирующая или часто изменяющиеся, то с учётом действующего значения тока 320 А (Таблица Приложения 1) преобразователь проходит по току.

Рисунок 12 — Ток потерь через сопротивления R1-R61 одного сопротивления R57 и R63 и R69(рисунок 6).

Ток потери электрической энергии через сопротивления необходимые для выравнивания напряжения на лавинных диодах не большой. На сегодняшний момент мы стремимся к минимуму потерь. Для вычисления полной энергии потерь нужно умножить ток на 72 сопротивления на преобразователе.

Рисунок 13 — Введем параметры вентиля выпрямителя подстанции:

С учетом расчета пункта 4.2 дипломного проекта введем параметры схемы замещения. Для демонстрации приведен пример блока параметров Series RLC Branch из MATLAB 6.

Рисунок 14 — Введем параметры якоря схемы замещения двигателя[46, стр. 143].

Рисунок 15 — Напряжение после выпрямительного агрегата типа ВАКЛЕ-2000/600Н подстанции Напряжение с учетом схемы трехфазного выпрямителя с нулевым выводом. Коэффициент пульсаций выпрямительного напряжения составляет 0.25. частота пульсаций в трехфазном выпрямителе в три раза выше частоты питающей сети. 50, стр. 304−305]. Моделирование в MATLAB позволяет снизить расчетную часть проекта и уменьшить время на исследование динамических характеристик и построение графиков.

Рисунок 16 — Напряжение с увеличением нагрузки при перегрузках подстанции При практической работе подстанции имеют место снижение напряжения. Это обстоятельство губительно влияет на работу двигателей и других электронных и механических систем. В прошлом предпринимались попытки повышения качества электроэнергии, но наиболее перспективные предложения строятся на базе электронных компонентов с обратными связями.

Вывод:

Моделирование в среде МATLAB 6 позволяет уточнить принятые при проектировании основные параметры преобразовательного агрегата, упростить его схему, уменьшить число элементов, повысить технико-экономические показатели за счет снижения потерь мощности в вентилях и расхода электроэнергии на охлаждение.

При исследовании выпрямительного агрегата типа ВАКЛЕ-2000/600Н на основе лавинного вентиля — это выпрямительный диод, предназначенный для рассеянья в течение ограниченного интервала времени импульса мощности в области пробоя обратной вольтамперной характеристики. Вентиль предназначен для сокращения или упрощения элементов защиты от перенапряжений в схемах преобразователей, особенно в случае большого количества последовательно соединенных диодов. 18]. Недостаток такой схемы лишь в потере электроэнергии на резисторах необходимых для выравнивания напряжения на диодах. На сегодняшний день мы стремимся к сокращению потерь энергии. Поэтому целесообразно разработать выпрямитель на современных силовых полупроводниковых приборах. Применение управляемых полупроводниковых приборов в свою очередь поможет автоматизировать процесс получения качественной электроэнергии.