83
GIẢI TÍCH MẠNG VÀ MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH DÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH ĐIỆN MÔN HỌC

giai tich mang va mo phong may tinh

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: giai tich mang va mo phong may tinh

GIẢI TÍCH MẠNG VÀ MÔ PHỎNG

CHƯƠNG TRÌNH DÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH ĐIỆN

MÔN HỌC

Page 2: giai tich mang va mo phong may tinh

Phần 1 Khái quát chung

Phần 2 Tổng quan về Matlab

Phần 3 Thư viện Simulink và Poweguide

Phần 4 Bài tập cơ bản

Page 3: giai tich mang va mo phong may tinh

TỔNG QUAN VỀ MATLAB

PHẦN 2

Page 4: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 4

Tổng quan về Matlab

CÀI ĐẶT HỆ PHẦN MỀM

Yêu cầu phần cứng

Chip Pentium trở lên

CD-ROM drive

128 MB RAM 256 MB RAM recommended

Khoảng trống đĩa cứng cần thiết cho những ứng dụng

Cạc màn hình 16, 24 hoặc 32-bit OpenGL

Page 5: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 5

Tổng quan về Matlab

+Trước khi cài đặt

+Bắt đầu cài đặt

Page 6: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 6

Tổng quan về Matlab

+ Product Licensing Trong khi cài đặt Matlab yêu cầu bạn nhập password vàoVí dụ như, 13-12345-12345-12345-12345-12345

Công ty Mathwork chào mừng bạn đã đến với phần mềm Matlab

Page 7: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 7

Tổng quan về Matlab

Nhập tên của bạn và cơ quan công tác

Cam kết sử dụng phần mềm với nhà sản xuất

Page 8: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 8

Tổng quan về Matlab

Lựa chọn phần mềm bạn muốn cài đặt

Page 9: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 9

Tổng quan về Matlab

Quá trình copy File dữ liệu vào thư mục cài đặt

Page 10: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 10

Tổng quan về Matlab

Chú ý về thiết lập cấu hình cho phần mềm

Page 11: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 11

Tổng quan về Matlab

Kết thúc quá trình cài đặt

Khởi động lại máy tính

Page 12: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 12

Tổng quan về Matlab

Khởi động Matlab•Click chuột vào biểu tượng trên nền Desktop

Thiết lập thư mục làm việc

•Click chuột tráI vào Menu Start, chọn ProgramsMATLAB 6.5MATLAB 6.5

Kết thúc làm việc với Matlab Ctrl-Q

Page 13: giai tich mang va mo phong may tinh

THƯ VIỆN SIMULINK VÀ POWEGUIDE

PHẦN 3

Page 14: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 14

Khởi động Simulink

•Từ cửa số lệnh và dấu nhắc gõ lệnh: simulink

Mở File New New Model Ctrl-N

•Hoặc kích chuột vào biểu tượng trên thanh Menu Cửa sổ thư viện Simulink sẽ xuất hiện

Page 15: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 15

Khởi động Simulink

Môi trường làm việc của GIẢI TÍCH VÀ MÔ PHỎNG

Đặt tên cho File dữ liệu bằng cáchFile Save as Đưa về thư mục dành cho việc lưu giữ các bài tập Matlab Save

Page 16: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 16

Thiết lập sơ đồ Giải tích và mô phỏng

Mở thư viện SimPowerSystems để lấy các phần tử cơ bảnBằng cách nhấn chuột tráI vào phần tử cần lấy, giữ chuột và đưa sang trang soạn thảo sơ đồ mô hình

Page 17: giai tich mang va mo phong may tinh

GIẢI TÍCH MẠNG VÀ MÔ PHỎNG

Các phần tử cơ bản

Phần tử nguồn

Đường dây

Các phương pháp nối

Thiết bị đo lường

Điện tử công suất

Máy điện

Page 18: giai tich mang va mo phong may tinh

CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN

Page 19: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 19

Serials RLC Branch

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng mạch nhánh bao gồm R-L-C mắc nối tiếp

Thư viện: Elements

Thông số: Giá trị điện trở R, điện cảm L và điện dung C

Page 20: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 20

Serials RLC Load

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tải gồm RLC mắc nối tiếp

Thư viện: Elements Thông số: Điện áp định mức Un,

tần số định mức fn, công suất tác dụng P, công suất phản kháng QL, QC

Page 21: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 21

Parallel RLC Branch

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng mạch nhánh bao gồm R-L-C mắc song song

Thư viện: Elements Thông số: Giá trị điện trở R, điện

cảm L và điện dung C

Page 22: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 22

Parallel RLC Branch

Page 23: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 23

Parallel RLC Load

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tải gồm RLC mắc song song

Thư viện: Elements Thông số: Điện áp định mức Un,

tần số định mức fn, công suất tác dụng P, công suất phản kháng QL, QC

Page 24: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 24

3 - Phase Serials RLC Load

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tải 3 pha gồm RLC mắc nối tiếp

Thư viện: Elements Thông số: Điện áp định mức Un, tần số

định mức fn, công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, QC

Page 25: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 25

3 - Phase Parallel RLC Load

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tải 3 pha gồm RLC mắc song song

Thư viện: Elements Thông số: Điện áp định mức Un, tần số

định mức fn, công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, QC

Page 26: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 26

3 - Phase Serials RLC Branch

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng mạch nhánh ba pha gồm RLC mắc nối tiếp

Thư viện: Elements Thông số: Giá trị điện trở R, điện

cảm L và điện dung C

Page 27: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 27

3 - Phase Parallel RLC Branch

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng mạch nhánh ba pha gồm RLC mắc song song

Thư viện: Elements Thông số: Giá trị điện trở R, điện

cảm L và điện dung C

Hộp hội thoại và các thông số

Page 28: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 28

3 Phase Dynamic Load

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tải động ba pha

Thư viện: Elements Thông số: điện áp làm việc, tần số;

các giá trị công suất ban đầu; giá trị modul và góc pha ban đâu ở chế độ đối xứng

Hộp hội thoại và các thông số

Page 29: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 29

Mutual Inductance

Nhiệm vụ: thực hiện chức năng điện cảm tương hỗ

Thư viện: Elements Thông số: trở kháng của các cuộn

dây; điện cảm tương hỗ giữa các cuộn dây.

Hộp hội thoại và các thông số

Page 30: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 30

Mutual Inductance

Page 31: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 31

Surge Arrester - Chống sét

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng thiết bị chống sét

Thư viện: Elements Thông số: điện áp bảo vê; số cực cắt,

dòng điện quy đổi về số cực, các đoạn đặc tính;

Hộp hội thoại và các thông số

Page 32: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 32

3 – Phase Mutual Inductance Z1-Z0

Hỗ cảm ba pha

Nhiệm vụ: thực hiện chức năng hỗ cảm 3 pha

Thư viện: Elements Thông số: giá trị điện trở, điện cảm ở chế

độ nghịch và không

Page 33: giai tich mang va mo phong may tinh

ĐƯỜNG DÂY

Page 34: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 34

PI Section Line

Hộp hội thoại và các thông số

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng đường dây truyền tải ba pha

Thư viện: Elements Thông số: Số pha, tần số làm việc,

Giá trị điện trở R, điện cảm L điện dung C và chiều dài l (km)

Page 35: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 35

Distributed Parameter Line

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng đường dây truyền tải nhiều pha

Thư viện: Elements Thông số: Số pha, tần số làm việc,

Giá trị điện trở R, điện cảm L điện dung C và chiều dài l (km)

Hộp hội thoại và các thông số

Page 36: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 36

3 - Phase PI Section

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng đường dây truyền tải ba pha

Thư viện: Elements Thông số: Tần số làm việc, Giá trị

điện trở R, điện cảm L điện dung C và chiều dài l (km)

Hộp hội thoại và các thông số

Page 37: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 37

Breaker - Thiết bị đóng cắt

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng thiết bị đóng cắt (cầu dao, áp tomat)

Thư viện: Elements Thông số: Giá trị điện trở bản thân

thiết bị R, điện trở hồ quang Rs điện dung hồ quang Cs

Hộp hội thoại và các thông số

Page 38: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 38

Breaker - Thiết bị đóng cắt

Ví dụ:

Page 39: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 39

3 - Phase Breaker

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng thiết bị đóng cắt ba pha (cầu dao, áp tomat)

Thư viện: Elements Thông số: Thời gian chuyển trạng

thái, Giá trị điện trở bản thân thiết bị R, điện trở hồ quang Rs điện dung hồ quang Cs

Hộp hội thoại và các thông số

Page 40: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 40

3 - Phase Fault

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng tạo sự cố ba pha hệ thống

Thư viện: Elements Thông số: điện trở sự cố;điện trở nối

đất; tình trạng truyền tải thời gian truyền tải, thời gian đầu; điện trở, tụ điện chống dao động

Hộp hội thoại và các thông số

Page 41: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 41

Liner Transformer

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng máy biến áp tuyến tính

Thư viện: Elements Thông số: Công suất định mức, tần

số làm việc, số cuộn dây, điện áp làm việc, điện trở, điện cảm của cuộn dây sơ hoặc thứ cấp

Hộp hội thoại và các thông số

Page 42: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 42

Liner Transformer

Ví dụ:

Page 43: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 43

3 - Phase Transformer

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng máy biến áp ba pha

Thư viện: Elements Thông số: Tổ nối dây, Công suất

định mức, tần số làm việc, số cuộn dây, điện áp làm việc, điện trở, điện cảm của cuộn dây sơ hoặc thứ cấp

Hộp hội thoại và các thông số

Page 44: giai tich mang va mo phong may tinh

PHẦN TỬ NGUỒN

Page 45: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 45

DC Voltage Source

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng nguồn áp một chiều

Thư viện:Electrical Sources

Thông số:

Điện áp định mức Un,

Page 46: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 46

DC Voltage Source

Ví dụ:

Page 47: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 47

AC Voltage Source

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng nguồn áp xoay chiều

Thư viện: Electrical Sources

Thông số: u = Un*sin(ωt +φ); ω = 2πf; φ = Góc pha ban đầu

Hộp hội thoại và thông số

Page 48: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 48

AC Voltage Source

Ví dụ:

Nguồn áp và thông số

Thiết bị đo

Máy hiện sóng

Phụ tải

Page 49: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 49

AC Current Source

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng nguồn dòng xoay chiều

Thư viện: Electrical Sources

Thông số: I = A sin(ωt +φ); ω = 2πf; φ = Phase in radians

Biên độ đỉnh cực đại dòng điện, tần số định mức fn, góc pha ban đầu…….

Hộp hội thoại và thông số

Page 50: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 50

AC Current Source

Ví dụ

Nguồn dòng và thông số

Thiết bị đo

Máy hiện sóng

Phụ tải

Page 51: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 51

Controlled Current Source

Page 52: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 52

Controlled Voltage Source

Page 53: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 53

3 - Phase Source

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng nguồn xoay chiều 3 pha

Thư viện:

Thông số: Điện áp dây, tần số định mức fn, góc pha ban đầu…….

Page 54: giai tich mang va mo phong may tinh

THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG

Page 55: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 55

Voltage Mesurement

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu đo điện ápThư viện: MesurementThông số

Hộp hội thoại và thông số

Page 56: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 56

Current Mesurement

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu đo dòng điệnThư viện: MesurementThông số:

Hộp hội thoại và thông số

Page 57: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 57

Current Mesurement

Ví dụ:

Page 58: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 58

Multimeter

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi các loại tín hiệu đo Thư viện: MesurementThông số:

Hộp hội thoại và thông số

Page 59: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 59

Multimeter

Page 60: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 60

Impedance Mesurement

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu trở khángThư viện: MesurementThông số:

Hộp hội thoại và thông số

Page 61: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 61

Three Phase U-I Mesurement

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu đo dòng điện và điện áp ba phaThư viện: MesurementThông số:

Hộp hội thoại và thông số

Page 62: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 62

Thiết bị đo công suất PQ thông qua UI

Nhiệm vụ: Thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu đo dòng điện và điện áp ba phaThư viện: MesurementThông số:

Hộp hội thoại và thông số

Page 63: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 63

Máy hiện sóng

Page 64: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 64

Máy hiện sóng - Osilloscope

Page 65: giai tich mang va mo phong may tinh

NỐI GND VÀ NỐI RẼ NHÁNH

Page 66: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 66

Bus bar

Kích chuột phải

Page 67: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 67

Bus bar

Ví dụ:

Page 68: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 68

Nối trung tính và nối rẽ nhánh

Page 69: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 69

Nối trung tính và nối rẽ nhánh

Page 70: giai tich mang va mo phong may tinh

MÁY ĐIỆN

Page 71: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 71

Machines - Máy điện

Page 72: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP CƠ BẢN

PHẦN 4

Page 73: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 73

Bài tập 1

R

Z

300km

R = 0.11W/kmL=0.8674mH/kmC=13.41nF/kmR = 180.1W/km

L=26.525mH/kmC=117.84mF/km

R=2.0W/km

424.4kV rms0 degrees60Hz

Q = 110 MvarsQuality factor: [email protected]

Page 74: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP 1

1. Từ Menu File của cửa sổ powerlib mở cửa số mới. Cửa sổ này sẽ chứa mạch điện của bạn, hãy đặt tên là machdien1

2. Mở Electrical Source và copy khối AC Voltage Source vào cửa sổ machdien1

3. Mở khối AC Voltage Source bằng cách kích đúp chuột lên biểu tượng của khối đó và nhập các thông Biên độ, Góc pha, Tần số đã cho trong đầu bài Chú ý: Biên độ đỉnh của nguồn điện áp phải là: 424.4e3*sqrt(2) Volt

4. Thay đổi tên của khối này từ AC Voltage Source thành Vs5. Copy khối Parallel RLC Branch ở trong thư viện Elements nhập

các thông số cho như ở đầu bài và đổi tên thành Z_eq. Tuy nhiên điện trở sẽ không thể tìm thấy trực tiếp trong thư viện. Có thể tạo được từ khối Parallel RLC Branch khi thiết lập R và cho L = inf, C = 0. Đặt tên cho khối là Rs_eq

Page 75: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP 1

6. Mở thư viện Connector và copy Bus Bar vào cửa sổ machdien1. Mở Bus Bar và thay đổi số đầu ra 2 và đầu vào 2. Đặt tên là B1

7. Nối dây giữa các phần tử8. Lấy thiết bị đo điện áp và đo tại B1. Thiết bị đo này được lấy từ thư

mục Mesurement, copy và đặt tên là U19. Nối cực dương của thiết bị đo với đầu ra thứ 2 của Bus Bar, cực âm

nối với Khối GND10. Mở thư mục Simulink Sink lấy Scope và Simulink Maths

Operations lấy Gain. Thay đổi hệ số Gain K = 1/424.4e3*sqrt(2)11. Mở thư mục Element lấy PI Section Line, thiết lập thông số như

bài cho.12. Copy khối Series RLC Load từ thư mục Element. Thiết lập các

thông số như sau:

Page 76: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP 1

Un = 424.4e3V, fn = 50Hz, P = 110e6/300W, QL = 110e6 VARS Và QC = 0

13. Nối các dây cần thiết còn lại để được sơ đồ hoàn chỉnh như hình vẽ

Page 77: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP 1

Kick chuột vào nút Start Simulation đểtiến hành mô phỏng

Bây giờ ta có thể bắt đầu tính toán và mô phỏng

Kick đúp chuột vào Scope1 để xem dạng sóng điện áp

Page 78: giai tich mang va mo phong may tinh

BÀI TẬP 1

Kick chuột vào nút Powergui để tiến hành tính toán và hiển thị kết quả

Page 79: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 79

Bài tập 2

735kVKhèi thiÕt bÞ

67.6mF

150km

735kV/Ö30 degrees60Hz

110 MvarsQ=300

315kVKhèi thiÕt bÞ

110 MvarsQ=300

150km

735kV/Ö3 315kV/Ö3

B1 B2 B3

Vs

Page 80: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 80

Bài tập 3 Mạch điện một pha

Page 81: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 81

Bài tập 4

Page 82: giai tich mang va mo phong may tinh

04/12/23 82

Bài tập 5 Đo CSTD P và CSPK Q

Page 83: giai tich mang va mo phong may tinh

Chúc các bạn thành công!