第19章动态模型DynamicModels）.PDF

第19 章 动态模型(Dynamic Models) 动态电动机起动、暂态稳定性和发电机起动分析中都要用到电动机动态模型。发电机动态模 型和一些控制单元(如励磁器和调速器等) 只在暂态稳定分析中用到。另外，电动机起动分析和暂 态稳定分析也要求有负荷转矩特性。PowerStation®为各种分析提供了各种感应电机和同步电机模 型以及全面的励磁器和调速器库。 在动态电机加速分析中，只有加速的电动机需要动态模型，也就是说，发电机，励磁器和调 速器都不需要动态模型。在暂态稳定分析中，所有的发电机，励磁器和调速器都是动态模型的。 有动态模型的电动机和在分析案例中被设为动态模型的电动机都会被动态模拟。在发电机起动和 依赖于频率的暂态稳定分析中，所有的发电机、励磁器和调速器都必须是依赖于频率的模型 。 本章描述了不同类型的电机模型，电机控制单元模型和负荷模型并解释了他们在电动机起动 和暂态稳定性分析中的应用。也介绍了在选择模型和设定模型参数时所用到的工具。 感应电机模型部分介绍了五种不同的感应电机模型和这些模型的依赖于频率形式，分别是电 路模型 (Single1 、Single2、DBL1 、DBL2) 和特性曲线模型。在同步电机模型部分，介绍了五种不 同的同步电机模型和这些模型的依赖于频率形式。这些模型分别是等值电路模型，隐极电机的暂 态模型，隐极电机的次暂态模型，凸极电机的暂态模型和凸极电机的次暂态模型。电动机起动分 析和暂态稳定性分析也把等效电网系统模拟成一个等值电机。在等效电网部分介绍了等效电网系 统的模型。在励磁器和自动电压调节器模型部分定义不同类型的励磁器和自动电压调节器模型， 包括标准 IEEE 模型和商用特有模型。在调速器-涡轮部分列举了以 IEEE 标准和商用产品手册为 准的调速器-涡轮模型。最后，在机械负荷部分介绍了不同类型的负荷模型。 ® ® 欧特艾远东（南京）计算机技术有限公司 19-1 ETAP PowerStation 4.7 动态模型 感应电机 19.1 感应电机(Induction Machine) PowerStation®提供了五种在感应电机设计中较常用的感应电机模型。分别是： • Single1 CKT 回路模型 • Single2 CKT 回路模型 • DBL1 CKT 回路模型 • DBL2 CKT 回路模型 • 特性曲线模型 • 依赖于频率形式 总的来说，Single1、Single2、DBL1 和 DBL2 都属于CKT 回路模型，因为他们都用等值电路 来代表感应电机定子和转子绕组。这些模型可以用于动态电动机起动和暂态稳定性分析。特性曲 线模型是用离散点的电机性能曲线来代表感应电机。可用于动态电动机起动分析，但不适合于暂 态稳定性分析。 注意，这部分所描述的模型也用于电动机起动分析中同步电动机，因为在起动期间，同步电 动机与感应电动机相似。该模拟程序是由工业标准认可的。 符号(Notations and Symbols) 在定义感应电机模型参数时常用到以下符号： Rs = 定子电阻 Xs = 定子抗 Xm = 磁场电抗 Rr = 转子电阻 Xr = 转子电抗 X = 堵转电抗 ( = X + X X /(X + X ) ) lr s m r m r X = 开路电抗 ( = X + X ) oc s m T ’ = 转子开路时间常数 ( = (X + X )/(2πfR ) ) do m r r X/R = 电机X/R 比率 以下是电机机电微分方程式中用到的符号： E = 电机内部电势 It = 电机终端电流 ωs = 电机同步转速 ωm = 电机机械转速 s = 电机 ( = (ω -