4 本のカップリングされた 66-kV ケーブル

この例では、R L C パラメーターが Power Cable Parameters アプリを使用して計算される 2 つの異なるケーブル設計の、定常状態応答と過渡応答を比較します。

説明

4 本の 66-kV 30-km ケーブルのセットが、2 つの 132-kV 50-MW 抵抗負荷に 16.7 Hz で電力を伝達するために使用されます。Load1 のみが cable1-cable2 の受端で接続されており、cable3-cable4 の受端は開いたままです (Load2 がコメントアウトされている)。導体スクリーンは受端のみで接地されています。

ケーブルは 2m の深さに埋められており、水平方向にフラットな構成にまとめられています。このケーブルシステムの詳細な幾何学的パラメーターを表示するには、Distributed-Parameters Frequency-Dependent ブロックのメニューで [Edit geometry parameters] を選択します。これにより、このケーブルシステム (8 導体) の R L C 8 行 8 列の行列を計算するために使用されてきた Power Cable Parameters アプリが開きます。導体 1 3 5 7 は相導体で、導体 2 4 6 8 は被覆導体 (スクリーン) です。

ノミナル周波数 (16.7 Hz) で計算された RLC 行列は、PI Section ブロックで使用されます。10e-4 Hz ～ 10e5 Hz の周波数範囲について計算された 400 RLC 行列は、Frequency-Dependent ケーブルモデル (Distributed-Parameters ブロック) を当てはめるために使用されます。計算された RLC 行列と幾何学的パラメーターは、Param_4cablesUnderground2cond.mat ファイル (Power Cable Parameters アプリの [Parameters]、[Load typical] メニューで入手可能) に保存される DATA 構造体に格納されます。これらの RLC 行列は、モデルを開くときにワークスペースに自動的に読み込まれます (モデルの [モデルプロパティ]、[PreLoadFcn] コールバックを参照)

この例では、Optimization Toolbox™ ソフトウェアが必要です。

シミュレーション

PI モデルおよび Frequency-Dependent モデルの過渡応答を比較するため、次のスイッチング動作が行われます。

t = 3.25 サイクル: ソース側の 4 つの回路ブレーカー経由で無限電源につながれた 4 本のケーブルの通電
t = 5 サイクル: Load1 (ケーブル 1 - ケーブル 2) での 2 サイクルの故障

2 つの Scope において、両方のモデルで同じ定常状態の電圧と電流が与えられることに注目してください。

t=0.135 秒周辺で X をズームして、ケーブル通電の際の相導体と導体スクリーンの電圧過渡現象を比較します。定常状態については PI Section が適切ですが、過渡電圧の高周波数成分は再現されません。たとえば、Vload2 の波形にズームすると、π型セクション (黄色) に対する減衰された正弦波の振動応答が示される一方で、Distributed-Parameters Frequency-Dependent モデルには減衰された矩形波型の応答 (青色) があります。Distributed-Parameters ラインの伝播遅延は明らかに見て取れます (遅延 ~ 150 us = 受端で電圧が増加し始めるときの青色と黄色のトレースの時間差)。16.7 Hz で評価された、一定の RLC パラメーターを仮定したπ型セクションモデルでは、周波数応答に限りがありますが、Distributed-Parameters Frequency-Dependent モデルでは、DC から ~100 kHz までの広い周波数範囲を正しく表します。

スクリーンで誘起される電圧も観察します。予想どおり、故障中は、フラットなケーブル構成のため、スクリーン 4 (~ 0.1 pu/66 kV) よりもスクリーン 3 (~ 0.2 pu/66 kV) でより高い電圧が誘起されます。これは、ケーブル 4 がケーブル 3 よりもケーブル 1 およびケーブル 2 から遠いことが理由です。