Bài tập ứng dụng mô phỏng Matlab simulink

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN





MỘT SỐ BÀI TẬP

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN
BẰNG MATLAB/SIMULINK




Tác giả: Th.S Ngô Minh Khoa
(Lưu hành nội bộ)








Quy Nh
ơn, tháng 08/2013
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 2
BÀI 1.

BÀI 2.

MÔ PHỎNG TRONG CÁC DẠNG NGẮN MẠCH TRONG HTĐ
Discrete ,
Ts = 5e-005 s.
Vabc
Ia bc
A
B
C
a
b
c
VI2
Vabc
Ia bc
A
B
C
a
b
c
VI1
A
B
C
A
B
C

NM
MC
A
B
C
40 + j30 MVA
N
A
B
C
110kV, 1000MVA
X/R=7
Vabc1
Iabc1
Vabc2
Iabc2
PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG TỔ NỐI DÂY CỦA MÁY BIẾN ÁP 03 PHA 02 CUỘNDÂY
Discrete ,
Ts = 5e-005 s.
Vabc
Ia bc
A
B
C
a
b
c
VI2
Va bc
Ia bc

A
B
C
a
b
c
VI1
Rdn
4 Ohm
A
B
C
Nguon 22kV
1000MVA
X/R = 7
A
B
C
A
B
C
NM 1 Pha
A
B
C
a
b
c
n2
MBA 22/0.4kV

250kVA
D/Y0-11
Dong
Ap
I1
I2
U1
U2
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 3
BÀI 3.

BÀI 4.

ẢNH HƯỞNG TỔ NỐI DÂY CỦA MÁY BIẾN ÁP 03 PHA 02 CUỘNDÂY
ĐẾN DÒNG ĐIỆN THỨ TỰ KHÔNG KHI CÓ NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG
Phasors
Iabc
A
B
C
a
b
c
VI2
Iabc
A
B
C
a

b
c
VI1
abc
Mag
Pha
abc
Mag
Pha
A
B
C
Nguon
A
B
C
A
B
C
NM KDX
A
B
C
a
b
c
MBA
2648
1.895e-014
I1

I2
MÔ PHỎNG QUÁ ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP
Kết quả mô phỏng
THỰC HIỆN CÁC MÔ PHỎNG SAU
I. QUÁ ĐIỆN ÁP DO CHẠM ĐẤT MỘT PHA
1. Lưới điện có trung tính cách đất
2. Lưới điện có trung tính nối đất
3. Lưới điện có trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang
II. QUÁ ĐIỆN ÁP DO ĐÓNG TỤ BÙ
Discrete ,
Ts = 5e-0 05 s.
Vcuoi
Vdau
A
B
C
a
b
c
Vdau
A
B
C
a
b
c
Vcuoi
A
B
C

Tu bu
A
B
C
A
B
C
Tong tro nguon
A
B
C
A
B
C
Tao su co
A
B
C
Nguon 110kV
960 MVA
X/R = 10
A
B
C
a
b
c
MC
A
B

C
a
b
c
MBA tai
35/6 kV
1.25 MVA
A
B
C
a2
b2
c2
a3
b3
c3
MBA nguon
110/35/22 kV
40 MVA
A
B
C
A
B
C
DD2
A
B
C
A

B
C
DD1
Vdau
Vcuoi
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 4
BÀI 5.

BÀI 6.

THÍ NGHIỆM KHÔNG TẢI MÁY BIẾN ÁP 03 PHA 02 CUỘN DÂY
Phasors
N
A
B
C
U = Udm
Vabc
Iabc
A
B
C
a
b
c
abc
Mag
Pha
Vabc

Ia bc
PQ
A
B
C
a
b
c
MBA 35/0,4 kV
31,5 kVA
2.055
I0%
-K-
150
DP0 (W)
THÍ NGHIỆM KHÔNG TẢI MÁY BIẾN ÁP 03 PHA 02 CUỘN DÂY
Phasors
5.017
UN%
Va bc
Ia bc
A
B
C
a
b
c
abc
Ma g
Pha

Va bc
Iabc
PQ
A
B
C
a
b
c
MBA 35/0,4 kV
31,5 kVA
I = Idm
-K-
699.6
DPN (W)
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 5
BÀI 7.

BÀI 8.

THÍ NGHIỆM TỔ NỐI DÂY CỦA MÁY BIẾN ÁP 03 PHA 02 CUỘN DÂY
Ghi chú: Lần lượt thay đổi tổ nối dây của MBA và mô phỏng để xem quan hệ giữa điện áp V1 và V2
Pha sors
Vabc
A
B
C
a
b

c
V2
Vabc
A
B
C
a
b
c
V1
A
B
C
Nguon
A
B
C
a
b
c
MBA
0.9998
0.9998
0.9998
59.99
-60.01
180
1
1
1

30
-90
150
PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT ĐỐI XỨNG CỦA TẢI
Không đối xứng Đối xứng
Phasors
Ia bc
A
B
C
a
b
c
Rdn
4 Ohm
A
B
C
Nguon 22kV
A
B
C
a
b
c
n2
MBA 22/0,4 kV
250 kVA
66.49
i

+
-
In
183.4
279.9
213.8
-K-
-K-
A
B
C
a
b
c
CB1
tclose = 0,1s
In
Iabc
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 6
BÀI 9.

BÀI 10.

PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN
TH1. Chạm vào 1 cực TH2. Chạm vào pha - trung tính TH3. Chạm vào pha - pha
Ghi chú:
1. Chế độ trung tính nối đất khi CB đóng
2. Chế độ trung tính cách đất khi CB mở
Phasors

379.9
Ung3 (V)
219.4
Ung2 (V)
v
+
-
218.5
Ung1 (V)
v
+
-
v
+
-
-K K-
-K-
Rng3Rng2Rng1Rdn
A
B
C
Nguon 22kV
A
B
C
a
b
c
n2
MBA 22/0,4 kV

379.9
Ing3 (mA)
219.4
Ing2 (mA)
i
+
-
218.5
Ing1 (mA)
i
+
-
i
+
-
CB
-K K-
-K-
PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN CÓ TRUNG TÍNH CÁCH ĐẤT
Phasors
Zcd
379.9
Ung (V)
v
+
-
-K-
Rng
A
B

C
Nguon 22kV
A
B
C
a
b
c
MBA 22/0,4 kV
379.9
Ing (mA)
i
+
-
-K-
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 7
BÀI 11.

BÀI 12.

PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN 02 DÂY CÓ TRUNG TÍNH NỐI ĐẤT
Pha sors
12.53
Ung (V)
v
+
-
Ung
Tai2Tai1

Rph
RngRdn
RT
Nguon 220V
12.53
Ing (mA)
i
+
-
Ing
-K-
-K-
C B1
CB
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RCD 01 PHA
Pha sors
Tai
5 kW
Rdn
10 Ohm
Rcham
1000 Ohm
Nguon 220V
i
+
-
i
+
-
-K-|u|

u
CB
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 8
BÀI 13.

BÀI 14.

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RCD 03 PHA
Phasors
A
B
C
Tai
200 kVA
cosphi = 0,85
Rdn
4 Ohm
Rcham
1000 Ohm
A
B
C
Nguon 22kV
A
B
C
a
b
c

n2
MBA 22/0,4 kV
i
+
-
i
+
-
i
+
-
i
+
-
-K-
Gain
|u|
u
CB
tclose = 0,15s
Isum
Luu y:
Ucb = 220 kV
Scb = 100 MVA
TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 3 NÚT
Continuous
A
B
C
a

b
c
V3
A
B
C
a
b
c
V2
A
B
C
a
b
c
V1
Vf_
m
A
B
C
Pm
G1
A
B
C
A
B
C

DD3
A
B
C
A
B
C
DD2
A
B
C
A
B
C
DD1
-C-
-C-
A
B
C
256.6+j110.2 (MVA)
A
B
C
138.6+j45.2 (MVA)
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 9
BÀI 15.

Luu y:

Ucb = 220 kV
Scb = 100 MVA
TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 3 NÚT
Continuous
A
B
C
a
b
c
V3
A
B
C
a
b
c
V2
A
B
C
a
b
c
V1
E
m
A
B
C

SSM
Pm
G2
Vf_
m
A
B
C
Pm
G1
A
B
C
A
B
C
DD3
A
B
C
A
B
C
DD2
A
B
C
A
B
C

DD1
-C C-
-C-
-C-
A
B
C
400+j250 (MVA)
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 10
BÀI 16.


BÀI 17.

TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
Continuo us
A
B
C
a
b
c
V3
A
B
C
a
b
c

V2
A
B
C
a
b
c
V1
A
B
C
Nguon 220 kV
Vf_
m
A
B
C
Pm
G2
Vf_
m
A
B
C
Pm
G1
A
B
C
A

B
C
DD6
A
B
C
A
B
C
DD5
A
B
C
A
B
C
DD4
A
B
C
A
B
C
DD3
A
B
C
A
B
C

DD1
11
11
A
B
C
a
b
c
B2
A
B
C
a
b
c
B1
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A

B
C
KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 03 PHA
Discrete,
Ts = 5e-005 s.
A
B
C
A
B
C
Nguon
m is_abc
m
A
B
C
Tm
DC KDB
1
A
B
C
a
b
c
CB
Một số bài tập mô phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngô Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 11
BÀI 18.

Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 12
BÀI 19.

BÀI 20.

NGẮN MẠCH MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ ĐANG VẬN HÀNH
1
Discrete,
Ts = 5e-005 s.
1
Vf _
m
A
B
C
Pm
Synchronous Machine
200 MVA 13.8 kV
0.75
wref
Pref
we
Pe0
dw
Pm
gate
HTG

v ref
v d
v q
v stab
Vf
Excitation
System
A
B
C
5 MW
A
B
C
A
B
C
A
B
C
a
b
c
210 MVA
13.8 kV / 230 kV
A
B
C
10,000 MVA, 230 kV
A

B
C
10 MW
Iabc (pu)
<Stator current>
<Stator v oltage v q (pu)>
<Stator v oltage v d (pu)>
<Rotor speed wm (pu)>
<Rotor speed deviation dw (pu)>
<Output active power Peo (pu)>
MÔ PHỎNG VẬN HÀNH NHÀ MÁY ĐIỆN
0.75
1
Continuous
1
Vabc
A
B
C
a
b
c
VI
Vf _
m
A
B
C
Pm
Synchronous Machine

200 MVA 13.8 kV
wref
Pref
we
Pe0
dw
Pm
gate
HTG
v ref
v d
v q
v stab
Vf
Excitation
System
A
B
C
5 MW
A
B
C
a
b
c
210 MVA
13.8 kV / 230 kV
A
B

C
10,000 MVA, 230 kV
<Stator current>
<Stator v oltage vq (pu)>
<Stator v oltage vd (pu)>
<Rotor speed wm (pu)>
<Rotor speed dev iation dw (pu)>
<Output active power Peo (pu)>
Một số bài tập mơ phỏng Hệ thống điện bằng Matlab/Simulink
Tác giả: Th.S Ngơ Minh Khoa, Khoa KT & CN, ĐHQN Trang 13
BÀI 21.

MÔ PHỎNG VẬN HÀNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VĨNH SƠN 2x33 MW
0.75
1
0.75
1
Discrete,
Ts = 5e-005 s.
1
1
Vabc
A
B
C
a
b
c
VI2
Vabc

A
B
C
a
b
c
VI1
A
B
C
a
b
c
T2: 40 MVA
13.8 kV / 115 kV
A
B
C
a
b
c
T1: 40 MVA
13.8 kV / 115 kV
wref
Pref
we
Pe0
dw
Pm
gate

HTG 2
wref
Pref
we
Pe0
dw
Pm
gate
HTG 1
Vf _
m
A
B
C
Pm
G2: 33 MW 13.8 kV
Vf _
m
A
B
C
Pm
G1: 33 MW 13.8 kV
v ref
v d
v q
v stab
Vf
Excitation
System 2

v ref
v d
v q
v stab
Vf
Excitation
System 1
A
B
C
10,000 MVA, 110 kV
A
B
C
A
B
C
<Stator current>
<Stator voltage v q (pu)>
<Stator voltage v d (pu)>
<Rotor speed wm (pu)>
<Rotor speed dev iation dw (pu)>
<Output activ e power Peo (pu)>
<Stator current>
<Stator voltage v q (pu)>
<Stator voltage v d (pu)>
<Rotor speed wm (pu)>
<Rotor speed dev iation dw (pu)>
<Output activ e power Peo (pu)>