PSCAD的入门介绍(5)

图5－3

设置内容：

线路名称，必须与线路外部连接端口的名称一一对应；

稳定状态频率：波在线路上多次折反射后趋于稳定的频率，这个频率f越高，

波经过线路的一次传输时间??lv?1f就越小，波在线路上的

折反射过渡过程（趋于稳定）的总时间也越少。因此，f值越大，计算时间越少，但波过程的计算效果越差。所有，应尽可能取小值。当线路长度小于990km，f值可取为0；当线路长度大于990 km，f＝0，则计算可能太大，出错，应0.5, 0.8, 1等，取得越大，衰减趋于稳定的时间越少。

线路长度： 线路的导线数，也需与线路外部连接端口的设置完全一致； 端头风格形式：直接连接（端头直线形式），“双端箭头”形式。

对单相线路，可不用线路模型的2个外部连接端口、用线路内部连接件的直接连接形式与外部其它元件端子进行连接。

在图5－3中，点击“Edit“打开，才可以设置线路的结构参数。

先从master库到More on Transmission Lines单元中选取线路模型的“定义标签”和线路导线几何模型，并复制、粘贴到打开的“Edit“界面，如图5－4所示（ 图中选择的是单相导线 ）。其中：“定义标签”有“ Bergeron－贝杰龙“ 模型（一般线路选用），另外2个为相频模型、频模模型；线路导线的几何模型有多种形式，要根据线路的导线数选取。

PSCAD中有三种输电线路或电缆的等效模型：PI型等值电路、Bergeron模

型和依频特性模型。在线路处于基波频率下，PI型等值电路和Bergeron模型足够使用，不同之处是，Bergeron模型用分布参数方式来代替PI型等值线路中的LC元件，电阻等都是集中参数。

依频特性线路模型考虑到所有频率相关的参数，用模分析技术（Modal Techniques）和相域（Phase Domain）处理技术进行求解，可以在比较大的频率范围内相对准确地线路的特性。使用这种模型，只需要T-line/Cable的导体属性和几何参数，便可以搭建线路模型，内置的输电线路和电缆常数例程（Transmission Line and Constants Routine）即可算法出数据，并且可以以文件或波形的形式输出。在PSCAD/EMTDC中的依频特性模型有两种：Frequent Dependent(Mode) Model和Frequent Dependent(Phase) Model，前者简称为Mode模型，后者简称为Phase模型。对于理想换位线路，这两种模型都可以给出比较准确的结果。对非换位线路，Phase模型要比其它任何模型更准确。

ik(?)im(?)Vk(?)Vm(?)

图 错误！文档中没有指定样式的文字。-1 频域线性模型

Figure 错误！文档中没有指定样式的文字。-1 Mode of the Linear Frequency Region

Phase模型和Mode模型计算原理基本相同。在频域下的特定频率的线路方程的求解，可以方便地得到线路在时域下的方程。如图4-1所示为从两端看进去的线路模型在频域中的等值电路。特定频率下，线路其中一端的电压和电流可以用另一端的电压或电流来表达：

Vk(?)?cosh[?(?)?L]?Vm(?)?Zc(?)sinh[?(?)?L]?im(?) (错

误！文档中没有指定样式的文字。-1)

ik(?)?sinh[?(?)?L]Zc(?)?Vm(?)?cosh[?(?)?L]?im(?) (错

误！文档中没有指定样式的文字。-2)

在这里：?(?)?Y(?)?Z(?)为传播常数

Zc(?)?Z(?)Y(?)是波阻抗

Y(?)?G?j?C是线路的并联导纳

Z(?)?R?j?L是线路的串联阻抗

在节点k处提出前向和反向行波的函数Fk和Bk：

Fk(?)?Vk(?)?Zc(?)?ik(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-3)

Bk(?)?Vk(?)?Zc(?)?ik(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-4)

同理在节点m处：

Fm(?)?Vm(?)?Zc(?)?im(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-5)

Bm(?)?Vm(?)?Zc(?)?im(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-6)

把方程(4-4)代入方程(4-3)可得：

Fk(?)?2Vk(?)?Bk(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-7)

同理，由方程(4-5)和(4-6)可得：

Fm(?)?2Vm(?)?Bm(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-8)

方程(4-1)和(4-2)（k点和m点的方程）可以用前行和反行波的方式表示为：

Bk(?)?A(?)?Fm(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-9)

Bm(?)?A(?)?Fk(?)

(错

误！文档中没有指定样式的文字。-10)

在这里，

A(?)?1cosh[?(?)?L]?sinh[?(?)?L]?e??(?)L (错误！

文档中没有指定样式的文字。-11)

A(?)是传播常数并且是一个复数，实部α

是衰减常数，虚部β是相位常数。

方程(4-4)和(4-6)可以用4-2所示的等值电路来表示。

将(4-8)代入(4-9)，得到：

Bk(?)?A(?)?[2Vm(?)?Bm(?)] (错

误！文档中没有指定样式的文字。-12)

同样地，由（2-7）和（2-10）可得到：

Bm(?)?A(?)?[2Vk(?)?Bk(?)] (错

误！文档中没有指定样式的文字。-13)

为了在时域下表达图4-2和式（4-11）及（4-13），要先求解式（4-9）的方程。在时域的相乘变成频域的卷积：

A(?)?Bm(?)?t??A(u)?Bm(t?u)?du (错

误！文档中没有指定样式的文字。-14)

只有经过最短时间?，线路一端的脉冲才能到达另一端，方程（4-14）的卷积的积分下限是传播时间?，传播时间?可以用传播常数的虚部?来计算。

ik(?)im(?)

Vk(?)Zc(?)Zc(?)Vm(?)Bk(?)Bm(?)

图 错误！文档中没有指定样式的文字。-2 频域线性电路

Figure 错误！文档中没有指定样式的文字。-2 Linear Circuit in the Frequency Region

RfARfBRfCRfRfRf

图 错误！文档中没有指定样式的文字。-3 故障等值电路图

Figure 错误！文档中没有指定样式的文字。-3 Equivalent Circuit of the Fault

故障发生模块

PSCAD/EMTDC提供了专门的针对输电线路的故障模块，由选择不同的故障类型，而使内置开关分别实现，单相接地短路、两相相间短路等等不同的故障类型。还可以设置故障电阻的大小等。

PSCAD/EMTDC还专门提供时控故障逻辑，通过设置时控故障逻辑内部参数，可以控制故障的出现时间和故障持续时间，对仿真实现行波波速度的测定提供了可能。

图5－4

在图5－4中，点击上部的导线“定义标签”，出现如下菜单图5－5：

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