Документация Engee

Синхронная машина модель 2.1

Синхронная машина с упрощенным преобразованием, упрощенным представлением, фундаментальной или стандартной параметризацией.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Synchronous.MachineModel2p1

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Synchronous/Synchronous Machine Model 2.1

Описание

Блок Синхронная машина модель 2.1 представляет собой синхронную машину с одной обмоткой возбуждения и демпфером на осях (продольная) и (поперечная). Для определения характеристик машины используются фундаментальные или стандартные параметры. Данный блок содержит преобразование Парка – Горева, поэтому используйте его только для сбалансированной работы.

Уравнения синхронной машины

Уравнения синхронной машины записываются относительно вращающейся системы отсчета, которая определяется следующим образом:

где

  • — электрический угол;

  • — число пар полюсов;

  • — угол ротора (механический угол).

Преобразование Парка – Горева отображает уравнения синхронной машины во вращающуюся систему координат относительно электрического угла. Оно записывается следующим образом:

Преобразование Парка – Горева записывается в относительных единицах. Уравнения напряжений статора выглядят следующим образом:



где

  • и — напряжения по осям и за cверхпереходной реактивностью;

  • — сопротивления статора;

  • и — токи статора по осям и , определяемые по формуле:

    ;

  • , и — токи статора, протекающие от порта ~ к нейтрали n;

  • и — сверхпереходные реактивности по осям и ;

  • и — напряжения статора по осям и , определяемые по формуле:

    ,

    где , и — напряжения на статоре, измеренные между портом ~ и нейтралью n.

Уравнение напряжения ротора определяется формулой:

где

  • — сопротивление цепи возбуждения ротора;

  • — ток цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели синхронной машины в взаимообратной системе относительных единиц;

  • — напряжение цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели синхронной машины в взаимообратной системе относительных единиц;

Напряжение за переходным реактивным сопротивлением описывается по формуле:





где

  • и — сверхпереходные реактивные сопротивления по осям и ;

  • и — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по осям и ;

  • — напряжение цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели возбудителя в невзаимной системе относительных единиц;

  • — переходная реактивность по оси ;

  • — напряжение за переходной реактивностью;

  • — постоянная времени цепи возбуждения по оси .

Крутящий момент ротора определяется выражением:

Эти уравнения не описывают параметры, которые можно задать в диалоговом окне.

Переменные

Используйте группу параметров Целевые значения, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

Порты

Ненаправленные

# R — ротор машины
вращательная механика

Details

Механический порт вращения, связанный с ротором машины.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус машины
вращательная механика

Details

Механический порт вращения, связанный с корпусом машины.

Имя для программного использования

case_flange

# ~ — обмотки статора
электричество

Details

Расширяемый трехфазный порт, связанный с обмотками статора.

Имя для программного использования

port

# n — нейтраль
электричество

Details

Электрический порт, связанный с нейтралью обмотки, соединенной звездой. Этот порт предусмотрен для обеспечения совместимости интерфейса с существующими моделями машин. Напряжение и ток на этом порту игнорируются.

Имя для программного использования

n

# fd+ — положительный контакт обмотки возбуждения
электричество

Details

Электрический порт, связанный с положительным контактом обмотки возбуждения.

Имя для программного использования

fd_p

# fd− — отрицательный контакт обмотки возбуждения
электричество

Details

Электрический порт, связанный с отрицательным контактом обмотки возбуждения.

Имя для программного использования

fd_n

Выход

# o — машинные измерения в относительных единицах
вектор

Details

Порт, выводящий текущие значения переменных машины; вектор из нескольких элементов. Элементы вектора:

  • Напряжение обмотки возбуждения, .

  • Ток обмотки возбуждения, .

  • Электромагнитный момент, .

  • Частота вращения ротора, .

  • Напряжение статора по оси , .

  • Напряжение статора по оси , .

  • Напряжение нулевой последовательности статора, — этот элемент предусмотрен для совместимости с другими моделями машин. Его значение всегда равно нулю.

  • Ток по оси статора, .

  • Ток по оси статора, .

  • Ток нулевой последовательности статора — этот элемент предусмотрен для совместимости с другими моделями машин. Его значение всегда равно нулю.

  • Электрический угол ротора, .

Для подключения к этому порту используйте блок Измеритель упрощённой синхронной машины.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Основные

# Номинальная полная мощность — номинальная полная мощность
Вт | мкВт | мВт | кВт | МВт | ГВт | V*A | HP_DIN

Details

Номинальная мощность.

Единицы измерения

W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Значение по умолчанию

555e6 V*A

Имя для программного использования

S_rated

Вычисляемый

Да

# Номинальное напряжение — номинальное линейное напряжение
В | uV | мВ | кВ | МВ

Details

Номинальное среднеквадратичное линейное напряжение.

Единицы измерения

V | uV | mV | kV | MV

Значение по умолчанию

24e3 V

Имя для программного использования

V_rated

Вычисляемый

Да

# Номинальная электрическая частота — номинальная электрическая частота, Гц
Гц | кГц | МГц | ГГц

Details

Номинальная электрическая частота, для которой указана номинальная полная мощность.

Единицы измерения

Hz | kHz | MHz | GHz

Значение по умолчанию

50 Hz

Имя для программного использования

f_rated

Вычисляемый

Да

# Число пар полюсов — число пар полюсов

Details

Число пар полюсов машины.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

N_pole_pairs

Вычисляемый

Да

# Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу — способ задания возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения при отсутствии нагрузки
Напряжение цепи возбуждения | Ток цепи возбуждения

Details

Метод параметризации цепи возбуждения. Возможны следующие варианты:

  • Напряжение цепи возбуждения — задание напряжения цепи возбуждения.

  • Ток цепи возбуждения — задание тока цепи возбуждения. Этот метод используется по умолчанию.

Этот параметр влияет на видимость параметров Напряжение цепи возбуждения и Ток цепи возбуждения.

Значения

Field circuit voltage | Field circuit current

Значение по умолчанию

Field circuit current

Имя для программного использования

field_circuit_parameterization

Вычисляемый

Нет

# Ток цепи возбуждения — ток цепи возбуждения
А | пА | нА | мкА | мА | кА | МА

Details

Ток цепи возбуждения, создающий номинальное напряжение на контактах машины.

Зависимости

Этот параметр используется если для параметра Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу установлено значение Ток цепи возбуждения.

Единицы измерения

A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Значение по умолчанию

1300.0 A

Имя для программного использования

I_fd_base

Вычисляемый

Да

# Напряжение цепи возбуждения — напряжение цепи возбуждения
В | uV | мВ | кВ | МВ

Details

Напряжение цепи возбуждения, создающее номинальное напряжение на контактах машины.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу установлено значение Напряжение цепи возбуждения.

Единицы измерения

V | uV | mV | kV | MV

Значение по умолчанию

92.95 V

Имя для программного использования

E_fd_base

Вычисляемый

Да

# Определение угла ротора — точка отсчета для измерения угла поворота ротора
Угол между магнитной осью фазы А и осью q | Угол между магнитной осью фазы А и осью d

Details

Точка отсчета для измерения угла поворота ротора.

При выборе значения по умолчанию ось ротора и магнитная ось фазы статора совпадают, когда угол поворота ротора равен нулю.

Другое значение, которое можно выбрать для этого параметра, — Угол между магнитной осью фазы А и осью q. При выборе этого значения ось ротора и магнитная ось фазы статора совпадают, когда угол поворота ротора равен нулю.

Значения

Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis | Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis

Значение по умолчанию

Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis

Имя для программного использования

axes_parameterization

Вычисляемый

Нет

# Выбор способа параметризации — способ параметризации
Фундаментальные параметры | Стандартные параметры

Details

Способ параметризации. Возможны следующие варианты:

  • Фундаментальные параметры — фундаментальные параметры видны в разделе Сопротивления (импеданс), но настройки Постоянные Времени (постоянные времени) не видны.

  • Стандартные параметры — стандартные параметры видны и в Сопротивления, и в Постоянные Времени.

Этот параметр влияет на видимость настроек Постоянные Времени и параметров в Сопротивления.

Значения

Fundamental parameters | Standard parameters

Значение по умолчанию

Fundamental parameters

Имя для программного использования

parameterization_option

Вычисляемый

Нет

Сопротивления

# Взаимная индуктивность статора по оси d (без насыщения) Ladu — взаимная индуктивность оси d статора (ненасыщенная)

Details

Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

1.66

Имя для программного использования

L_ad

Вычисляемый

Да

# Взаимная индуктивность статора по оси q (ненасыщенная) Laqu — взаимная индуктивность оси q статора (ненасыщенная)

Details

Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

1.61

Имя для программного использования

L_aq

Вычисляемый

Да

# Индуктивность рассеяния статора Ll — индуктивность рассеяния статора

Details

Индуктивность рассеяния статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.15

Имя для программного использования

L_l

Вычисляемый

Да

# Активное сопротивление статора Ra — сопротивление статора

Details

Сопротивление статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Значение по умолчанию

0.003

Имя для программного использования

R_a

Вычисляемый

Да

# Индуктивность цепи возбуждения ротора Lfd — индуктивность цепи возбуждения ротора

Details

Индуктивность цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Значение по умолчанию

0.165

Имя для программного использования

L_fd

Вычисляемый

Да

# Активное сопротивление цепи возбуждения ротора Rfd — сопротивление цепи возбуждения ротора

Details

Сопротивление цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.0006

Имя для программного использования

R_fd

Вычисляемый

Да

# Индуктивность демпферной обмотки ротора 1 по оси d L1d — индуктивность обмотки одного демпфера по оси d ротора

Details

Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.1713

Имя для программного использования

L_1d

Вычисляемый

Да

# Активное сопротивление демпферной обмотки ротора 1 по оси d R1d — сопротивление обмотки одного демпфера по оси d ротора

Details

Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.0284

Имя для программного использования

R_1d

Вычисляемый

Да

# Индуктивность демпферной обмотки ротора 1 по оси q L1q — индуктивность обмотки одного демпфера по оси q ротора

Details

Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.1066

Имя для программного использования

L_1q

Вычисляемый

Да

# Активное сопротивление демпферной обмотки ротора 1 по оси q R1q — сопротивление обмотки одного демпфера по оси q ротора

Details

Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.

Значение по умолчанию

0.065

Имя для программного использования

R_1q

Вычисляемый

Да

# Реактивное сопротивление рассеяния статора Xl — реактивное рассеяние статора

Details

Реактивное рассеяние статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

0.15

Имя для программного использования

X_l

Вычисляемый

Да

# Синхронное реактивное сопротивление оси d Xd — синхронная реактивность по оси d

Details

Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

1.81

Имя для программного использования

X_d

Вычисляемый

Да

# Синхронное реактивное сопротивление по оси q Xq — синхронная реактивность по оси q

Details

Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

1.76

Имя для программного использования

X_q

Вычисляемый

Да

# Переходное реактивное сопротивление по оси d Xd' — переходная реактивность по оси d

Details

Переходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

0.3

Имя для программного использования

X_p_d

Вычисляемый

Да

# Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси d Xd" — сверхпереходная реактивность по оси d

Details

Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

0.23

Имя для программного использования

X_pp_d

Вычисляемый

Да

# Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси q Xq" — сверхпереходная реактивность по оси q

Details

Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.

Значение по умолчанию

0.25

Имя для программного использования

X_pp_q

Вычисляемый

Да

Постоянные Времени

# Способ задания постоянной времени по оси d — способ задания постоянной времени оси d
Разомкнутая обмотка | Замкнутая накоротко обмотка

Details

Выберите между Разомкнутая обмотка и Замкнутая накоротко обмотка.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени оси .

Значения

Open circuit | Short circuit

Значение по умолчанию

Open circuit

Имя для программного использования

option_d

Вычисляемый

Нет

# Переходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0' — переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть:

  • Больше 0.

  • Больше, чем Сверхпереходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0''.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Разомкнутая обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

8.0 s

Имя для программного использования

T_p_d0

Вычисляемый

Да

# Сверхпереходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0'' — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Разомкнутая обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

0.03 s

Имя для программного использования

T_pp_d0

Вычисляемый

Да

# Переходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td' — переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть:

  • Больше 0.

  • Больше, чем Сверхпереходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td".

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

1.326 s

Имя для программного использования

T_p_d

Вычисляемый

Да

# Сверхпереходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td" — сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

0.023 s

Имя для программного использования

T_pp_d

Вычисляемый

Да

# Способ задания постоянной времени оси q — настройте постоянную времени по оси q
Разомкнутая обмотка | Замкнутая накоротко обмотка

Details

Выберите между Разомкнутая обмотка и Замкнутая накоротко обмотка.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени по оси .

Значения

Open circuit | Short circuit

Значение по умолчанию

Open circuit

Имя для программного использования

option_q

Вычисляемый

Нет

# Сверхпереходная постоянная времени по оси q при разомкнутой обмотке статора Tq0" — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси q
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени оси q установлено значение Разомкнутая обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

0.07 s

Имя для программного использования

T_pp_q0

Вычисляемый

Да

# Сверхпереходная постоянная времени по оси q при замкнутой накоротко обмотке статора Tq'' — сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси q
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д

Details

Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени оси q установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.

Единицы измерения

s | ns | us | ms | min | hr | d

Значение по умолчанию

0.0269 s

Имя для программного использования

T_pp_q

Вычисляемый

Да

Начальные состояния

# Вариант инициализации — выбор инициализации
Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах | Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах

Details

Способ задания значений параметров и переменных в начале моделирования:

  • Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах — номинальные параметры задаются независимо от подключенной сети.

  • Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах — приоритет и начальные целевые значения для переменных блока задаются перед симуляцией с помощью настроек Целевые значения.

Зависимости

Если вы установите для этого параметра значение:

  • Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах — становится видимым раздел настроек параметров Целевые значения.

  • Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах — становится видимым раздел настроек параметров Начальные состояния.

Значения

Set targets for rotor angle and Park’s transform variables | Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase

Значение по умолчанию

Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase

Имя для программного использования

initialization_option

Вычисляемый

Нет

# Напряжение на выводах — начальная амплитуда напряжения на клеммах
В | uV | мВ | кВ | МВ

Details

Начальная амплитуда напряжения на клеммах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.

Единицы измерения

V | uV | mV | kV | MV

Значение по умолчанию

24e3 V

Имя для программного использования

V_mag_start

Вычисляемый

Да

# Угол напряжения на выводах — начальная фаза напряжения на клеммах
рад | град | об | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Начальная фаза напряжения на клеммах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.

Единицы измерения

rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Значение по умолчанию

0 deg

Имя для программного использования

V_ang_start

Вычисляемый

Да

# Активная мощность — генерируемая активная мощность
Вт | мкВт | мВт | кВт | МВт | ГВт | V*A | HP_DIN

Details

Генерируемая активная мощность.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.

Единицы измерения

W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Значение по умолчанию

500e6 V*A

Имя для программного использования

P_t_start

Вычисляемый

Да

# Реактивная мощность — генерируемая реактивная мощность
Вт | мкВт | мВт | кВт | МВт | ГВт | V*A | HP_DIN

Details

Генерируемая реактивная мощность.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.

Единицы измерения

W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Значение по умолчанию

0 V*A

Имя для программного использования

Q_t_start

Вычисляемый

Да