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GEL-10274 Réseaux électriques
Travail pratique no. 2
SIMULATION SIMULATION DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES AVEC SIMULINK ET SIMPOWERSYSTEMS SIMPOWERSYSTEMS
1. Objectifs • Modéliser et simuler un réseau électrique utilisant Simulink et SimPowerSystems. • Étudier le régime transitoire d’un réseau simple. • Étudier la compensation shunt d’une l igne de transport.
2. Description des travaux 2.1 Mise sous tension d’une ligne triphasée On étudie le réseau suivant:
Alternateurs 13.8 kV 6*350 MVA X = 0.22 pu X/R = 15
6*350 MVA 13.8 kV/735 kV B1 ∆/Yg CB1 100 MW
Ligne triphasée 735 kV (l = 300 km) 165 Mvar Q = 250
B2
165 Mvar Q = 250
Les paramètres de la ligne 735 kV sont: Z0 = (0.3129 + j0.9831) Ω/km Z1 = Z2 = (0.0130 + j0.3309) Ω/km Y0 = j0.3217 x 10 -5 S/km Y1 = Y2 = j0.5005 x 10 -5 S/km Modélisation
Construire un diagramme Simulink représentant le réseau triphasé à l’aide des blocs du SimPowerSys- tems. Les alternateurs sont représentés par un bloc Three-Phase Source. Le transformateur est représenté par un bloc Three-Phase Transformer (Two Windings). La ligne de transport est modélisée par un bloc Distributed Parameters Line. Les réactances de compensation sont représentées par des blocs Three-Phase RLC series load. Le disjoncteur CB1 est modélisé par un bloc Three-Phase Breaker. Ajouter des capteurs de tension et de courant pour mesurer V 1, V2, et I 1 sur la phase a. Ajouter également un capteur de tension aux bornes du disjoncteur de la phase a pour observer la tension transitoire de rétablissement du disjoncteur. Simulation
a) Mise sous tension de la ligne non compensée à vide Déconnecter les réactances shunt de compensation. Dans la fenêtre de dialogue du bloc Three-Phase Breaker , spécifier le temps de fermeture correspondant à une crête de la tension de la source (1.25/60 s par exemple). Simuler le réseau pour une durée de 0.1 s et observer (et rapporter) les formes d’onde de V 1a, V2a, Vdisja et I1a. Faire varier l’instant de fermeture des disjoncteurs et observer (et rapporter) l’impact sur les tensions aux deux bouts de la ligne.
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GEL-10274 Réseaux électriques
b) Mise sous tension de la ligne à compensation shunt à vide Ajouter au diagramme une réactance shunt (triphasée) de 165 Mvar à chaque extrémité de la ligne. Le facteur de qualité des réactances est égal à 250 (X/R =250). Simuler le réseau pour une durée de 0.1 s et observer (et rapporter) les formes d’onde de V 1a, V2a, Vdisja et I1a. Comparer les tensions transitoires de la ligne compensée et celles de la ligne non-compensée. c) Ouverture de la ligne à compensation shunt à vide Dans la fenêtre de dialogue du bloc Three-Phase Breaker , choisir l’état initial (Initial status of breakers) comme «closed» et spécifier le temps d’ouverture correspondant à 2.25 cycles (Le disjoncteur change d’état de 1 à 0 à t = 2.25/60 s). Simuler le réseau pour une durée de 0.5 s et observer (et rapporter) les formes d’onde de V 1a, V2a, Vdisja et I1a. Donner des commentaires sur la forme d’onde de la tension transitoire aux bornes du disjoncteur.
2.2 Ligne triphasée en régime permanent - Compensation shunt On étudie le même réseau avec une charge de 750 MW:
Alternateurs 13.8 kV 6*350 MVA X = 0.22 pu X/R = 15
6*350 MVA 13.8 kV/735 kV B1 ∆/Yg CB1 100 MW
Ligne triphasée 735 kV (l = 300 km) 165 Mvar Q = 250
B2
165 Mvar Q = 250
750 MW
Modélisation
Dans le diagramme Simulink déjà construit, ajouter un bloc Three-Phase RLC series load pour représenter la charge. Ajouter un voltmètre efficace (bloc RMS dans Extra Library/Measurement ) et un bloc Display pour mesurer les tensions aux barres B1 et B2. Simulation
Dans la fenêtre de dialogue du bloc Three-Phase Breaker , choisir l’état initial (Initial status of breakers) comme «closed» et spécifier le temps d’ouverture correspondant à 10 s (Le disjoncteur change d’état de 1 à 0 à t = 10 s). a) Ligne non compensée Déconnecter la charge et les réactances shunt de compensation. Simuler le réseau pour une durée de 0.1 s. Observer que la simulation commence en régime permanent. Relever les tensions VsNL et VrNL. Reconnecter la charge et simuler le réseau pour une durée de 0.1 s. Rel ever les tensions V sFL et VrFL. À partir des valeurs mesurées, calculer le facteur de régulation de tension sur la ligne. b) Ligne à compensation shunt Connecter les réactances shunt de compensation (165 Mvar) aux deux extrémités de la ligne. Quel est le pourcentage de compensation? Déconnecter la charge et simuler le réseau pour une durée de 0.1 s. Relever les nouvelles valeurs de V sNL et VrNL. À partir des valeurs mesurées, calculer le nouveau facteur de régulation de tension sur la ligne. Comparer avec la valeur obtenue avec la ligne non compensée. La compensation utilisée dans cette expérience estelle suffisante?
