Grounding Transformer

Реализуйте трехфазный заземляющий трансформатор, обеспечивающий нейтраль в трехпроводной системе

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

Описание

Заземляющие трансформаторы используются в утилиту распределения сетях и в некоторых степенях электронных преобразователях в порядок для обеспечения нейтральной точки в трехпроводной системе. Этот трансформатор представляет собой трехфазный двухобмоточный трансформатор с обмоткой 1 и обмоткой 2, соединенные зигзагообразно, как показано на рисунке ниже.

Рисунок показывает однофазную нагрузку, соединенную между фазой C и землей в трехпроводной системе. Ток I, поглощенный нагрузкой, возвращается к источнику через землю и нейтраль заземляющего трансформатора. Из-за zig zag соединения и противоположных полярностей обмотки верхней и нижней обмотки заземляющий трансформатор предлагает низкий импеданс в нулевой последовательности, сохраняя очень высокий импеданс положительной последовательности. Другими словами, только ток нулевой последовательности может протекать через три обмотки. По определению, ток нулевой последовательности является набором трехфазных токов, имеющих одинаковую величину и фазу. Поэтому нейтральный ток I разделяется на три равных тока I/3. Поскольку три тока, протекающие в заземляющем трансформаторе, равны, нейтральная точка остается фиксированной, а линейные фазные напряжения остаются сбалансированными.

Заземляющий трансформатор моделируется тремя трансформаторами с двумя обмотками, имеющими отношение напряжения 1:1. Предположим, что шесть одинаковых обмоток с:

R = сопротивление обмотки
X = реактивное сопротивление утечек обмотки
Rmag, Xmag = параллельное сопротивление и реактивное сопротивление намагничивающей ветви

Импедансные Z1 положительной последовательности и импедансные Z0 нулевой последовательности заземляющего трансформатора заданы:

$\begin{matrix} Z_{1} = R_{1} + j X_{1} = 3 \frac{j R_{mag} X_{mag}}{(R_{mag} + X_{mag})} \\ Z_{0} = R_{0} + j X_{0} = 2 (R + j X) . \end{matrix}$

Реактивное X 0 нулевой последовательности является наиболее важным параметром заземляющего трансформатора. В порядок минимизации дисбаланса напряжения реактивное _X0 должно быть сохранено как можно ниже .

Параметры

Units

Укажите модули, используемые для ввода параметров блока Заземляющий Трансформатор. Выберите pu для использования в относительных модулях. Выберите SI для использования модулей СИ. Изменение параметра Units с pu на SI, или от SI на pu, автоматически преобразует параметры, отображаемые в маске блока. Преобразование в модули основано на номинальной степени трансформатора Pn в VA, номинальной частоте fn в Гц и номинальном напряжении Vn, в Vrms, обмоток. По умолчанию это pu.

Nominal power and frequency

Номинальная степень, в вольт-амперах (VA), и номинальная частота, в герцах (Гц), трансформатора. Обратите внимание, что номинальные параметры не влияют на модель трансформатора, когда параметр Units установлен в SI. По умолчанию это [100e6 60].

Nominal voltage

Номинальное напряжение Vn фазы-фазы заземляющего трансформатора в вольтах RMS (Vrms). По умолчанию это 25e3.

Zero-sequence resistance and reactance

Сопротивление нулевой последовательности и реактивное R0 нулевой последовательности X0 в pu или в омах. По умолчанию это [0.025 0.75] когда параметр Units pu и [0.15625 4.6875] когда параметр Units SI.

Magnetization branch

Сопротивление шунта Rm, моделирующее потери ядра трансформатора и намагничивающее реактивное сопротивление Xm, моделирующее ток намагниченности, в относительных или омах. По умолчанию это [500 500] когда параметр Units pu и [3125 3125] когда параметр Units SI.

Эти значения определяют потери активной степени P и потери реактивной степени Q, необходимые для намагничивания заземляющего трансформатора.

$\begin{matrix} P = \frac{V_{n}^{2}}{R m} \\ Q = \frac{V_{n}^{2}}{X m} . \end{matrix}$

Поскольку номинальное напряжение на каждой из шести обмоток является номинальным линейным напряжением, разделенным на 3 (Vn/3), три импеданса, эффективно соединенные между одной из двух обмоток на каждой ветви, являются Rmag = Rm/3 и Xmag = Xm/3.

Measurements

Выберите Voltages для измерения фазных напряжений на клеммах блока Заземляющий Трансформатор.

Выберите Currents для измерения токов, протекающих в три клеммы блока Заземляющий Трансформатор.

Выберите All voltages and currents для измерения напряжений и токов.

По умолчанию это None.

Поместите блок Multimeter в модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции. В списке Доступные измерения (Available Measurements) блока Мультиметр (Multimeter) измерения идентифицируются меткой, за которой следует имя блока.

Измерение	Метка
Фазные напряжения	`Uan`
ток	`Ian`

Ограничения

Насыщение заземляющего трансформатора не моделируется.

См. также

Линейный трансформатор, мультиметр, трехфазный трансформатор (две обмотки), трехфазный трансформатор (три обмотки)

Введенный в R2008a

Документация