Multi-Winding Transformer
Реализуйте трансформатор с несколькими обмотками с отводами
Библиотека
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы
Описание
Блок Multi-Winding Transformer реализует трансформатор, где количество обмоток может быть задано как для первичных (обмотки с левой стороны), так и для вторичных (обмотки с правой стороны).
Эквивалентная схема блока Multi-Winding Transformer подобна одному из блоков Линейного Трансформатора, и характеристика насыщения ядра может быть задана или не задана. Смотрите Saturable Transformer страницы с описанием блоков для получения дополнительной информации о том, как реализованы насыщение и характеристика гистерезиса.
Эквивалентная схема блока Multi-Winings Transformer с двумя первичными обмотками и тремя вторичными обмотками показана на следующем рисунке.
Можно добавить одинаково разнесенные краны к первой первичной обмотке (верхняя левая обмотка) или к первой вторичной обмотке (верхняя правая обмотка). Эквивалентная схема блока Multi-Winding Transformer с одной первичной обмоткой и восемью отводами на первой из двух вторичных обмоток показана на следующем рисунке.
Выводы обмотки идентифицируются соответствующим номером обмотки. Первая обмотка является первой на основной стороне (верхняя левая сторона), а последняя - на вторичной стороне (нижняя правая сторона). Полярности обмоток заданы знаком плюс.
Терминалы отвода идентифицируются по номеру обмотки, за которым следует символ точки и номер отвода. Отводы равномерно разнесены так, что напряжение, появляющееся без нагрузки между двумя последовательными отводами, равно общему напряжению обмотки, деленному на (количество отводов + 1). Общее сопротивление обмотки и индуктивность утечек выходной обмотки равномерно распределены по отводам .
Параметры
Вкладка « строение»
- Number of windings on left side
Задает количество обмоток на основной стороне (левой стороне) трансформатора. По умолчанию это
1.- Number of windings on right side
Задает количество обмоток на вторичной стороне (правой стороне) трансформатора. По умолчанию это
3.- Tapped winding
Выберите
no taps(по умолчанию), если вы не хотите добавлять краны к трансформатору. Выберитеtaps on upper left windingдля добавления ответвлений к первой обмотке на основной стороне трансформатора. Выберитеtaps on upper right windingдобавить краны во вторичную обмотку с правой стороны трансформатора. Количество ответвлений задается параметром Number of taps (equally spaced).- Number of taps (equally spaced)
Этот параметр не активируется, если параметр Tapped winding установлен на
no taps. По умолчанию это2.Если для параметра Tapped winding задано значение
taps on upper left windingзадается количество ответвлений, добавляемых к первой обмотке на левой оси.Если для параметра Tapped winding задано значение
taps on upper right windingзадается количество ответвлений для добавления к первой обмотке с правой стороны.- Saturable core
Если выбран, реализует насыщающийся трансформатор. См. также параметр характеристики насыщения на вкладке Parameters. Значение по умолчанию сброшено.
- Simulate hysteresis
Выберите, чтобы смоделировать характеристику насыщения гистерезиса вместо однозначной кривой насыщения. Этот параметр активируется, только если выбран параметр Saturable core. Значение по умолчанию сброшено.
- Hysteresis Mat file
Параметр Hysteresis Mat file активируется, только если выбран параметр Simulate hysteresis.
Задайте
.matфайл, содержащий данные, которые будут использоваться для модели гистерезиса. Когда вы открываете Hysteresis Design Tool Powergui, цикла гистерезиса по умолчанию и параметров, сохраненных вhysteresis.matотображаются файлы. Используйте кнопку Load инструмента Hysteresis Design, чтобы загрузить другую.matфайл. Используйте кнопку Save инструмента Hysteresis Design, чтобы сохранить модель в новом.matфайл.- Measurements
Выберите
Winding voltagesдля измерения напряжения на обмотке обмотки блока Насыщаемого Трансформатора.Выберите
Winding currentsдля измерения токов , текущих через обмотки блока Насыщенного Трансформатора.Выберите Flux and excitation current (Im + IRm), чтобы измерить редактирование потока в вольтовых секундах (V.s) и общий ток возбуждения, включая потери в железе, смоделированный Rm.
Выберите
Flux and magnetization current (Im)для измерения редактирования потока в вольтовых секундах (V.s) и тока намагниченности в амперах (A), не включая потери в железе, смоделированные Rm.Выберите
All measurement (V, I, Flux)измерить извилистые напряжения, ток, ток намагничивания и потокосцепление.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
Обмотка напряжения
U_LeftWinding_1:
U_TapWinding_2.1:U_RightWinding_1:Winding currents
I_LeftWinding_1:
I_TapWinding_2.1:I_RightWinding_1:Ток возбуждения
Iexc:Ток намагниченности
Imag:Флюс- редактирование
Flux:
Вкладка « параметры»
- Units
Укажите модули, используемые для ввода параметров блока Multi-Winding Transformer. Выберите
puдля использования в относительных модулях. ВыберитеSIдля использования модулей СИ. Изменение параметра Units сpuнаSI, или отSIнаpu, 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 этоpu.- 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[75e3 60].- Winding nominal voltages
Укажите вектор, содержащий номинальные напряжения RMS, в Vrms, обмоток с левой стороны, далее указываются номинальные напряжения RMS обмоток с правой стороны. Вы не должны задавать номинальные напряжения отдельного контакта. По умолчанию это
[ 14400 120 120 120 ].- Winding resistances
Укажите вектор, содержащий значения сопротивления обмоток с левой стороны, затем значения сопротивления обмоток с правой стороны. Вы не должны задавать отдельные сопротивления касания. По умолчанию это
[ 0.005 0.005 0.005 0.005]когда параметр Unitspuи[13.824 0.00096 0.00096 0.00096]когда параметр UnitsSI.- Winding leakage inductances
Укажите вектор, содержащий значения индуктивности утечек обмоток с левой стороны, за которым следуют значения индуктивности утечек обмоток с правой стороны. Вы не должны задавать отдельные индуктивности утечек крана. По умолчанию это
[ 0.02 0.02 0.02 0.02 ]когда параметр Unitspuи[0.14668 1.0186e-05 1.0186e-05 1.0186e-05]когда параметр UnitsSI.- Magnetization resistance Rm
Сопротивление намагниченности Rm, в омах или в pu. По умолчанию это
50когда параметр Unitspuи1.3824e+05когда параметр UnitsSI.- Magnetization inductance Lm
Параметр Magnetization inductance Lm недоступен, если выбран параметр Saturable core на вкладке Configuration.
Индуктивность намагничивания Lm, в Генри или в pu, для ненасыщаемого ядра. По умолчанию это
50когда параметр Unitspuи366.69когда параметр UnitsSI.- Saturation characteristic
Этот параметр доступен, только если выбран параметр Saturation core на вкладке Configuration.
Характеристика насыщения для насыщаемого ядра. Задайте серию пар ток/поток (в pu), начиная с пары (0,0). По умолчанию это
[ 0,0 ; 0.0024,1.2 ; 1.0,1.52 ]когда параметр Unitspuи[0 0;0.017678 64.823;7.3657 82.109]когда параметр UnitsSI.
Вкладка «Дополнительно»
Вкладка Advanced блока не видна, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui в Непрерывный, или когда вы выбираете параметр Автоматически указателя дискретный решатель блока powergui. Вкладка видна, когда вы устанавливаете параметр Тип Симуляция блока powergui на Дискретный, и когда параметр Автоматический указатель дискретного решателя блока powergui очищается.
- Break Algebraic loop in discrete saturation model
Когда выбран, на выходе модели насыщения вставляется задержка, вычисляющая ток намагниченности как функцию редактирования потока (интеграл входа напряжения, вычисленного трапециевидным методом). Эта задержка устраняет алгебраический цикл, полученный из методов трапеций дискретизации, и ускоряет симуляцию модели. Однако задержка вводит одну задержку шага симуляции в модель и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета слишком велико. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев, чтобы получить точное решение.
При снятии (по умолчанию) метод дискретизации модели насыщения задается параметром Discrete solver model.
- Discrete solver model
Выберите один из следующих методов, чтобы разрешить алгебраический цикл.
Trapezoidal iterative- Хотя этот метод дает правильные результаты, он не рекомендуется, потому что Simulink® имеет тенденцию к замедлению и может не сходиться (остановки симуляции), особенно когда количество насыщаемых трансформаторов увеличивается. Кроме того, из-за ограничения алгебраического цикла Simulink, этот метод не может использоваться в реальном времени. В R2018b и предыдущих релизах вы использовали этот метод, когда параметр Break Algebraic loop in discrete saturation model был очищен.Trapezoidal robust- Этот метод немного точнее, чемBackward Euler robustспособ. Однако это может привести к слегка демпфированным численным колебаниям напряжений трансформатора, когда трансформатор не нагружен.Backward Euler robust- Этот метод обеспечивает хорошую точность и предотвращает колебания, когда трансформатор находится без нагрузки.
Максимальное количество итераций для устойчивых методов задано на вкладке Preferences блока powergui, в разделе Solver details for nonlinear elements. Для приложений в реальном времени может потребоваться ограничить количество итераций. Обычно ограничение количества итераций 2 приводит к приемлемым результатам. Два устойчивых решателя являются рекомендуемыми методами дискретизации модели насыщения трансформатора.
Для получения дополнительной информации о том, какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляция дискретизированных электрических систем.
Примеры
The power_OLTCregtransformer пример использует три блока Multi-Winding Transformer, чтобы реализовать трехфазный трансформатор On Load Tap Changer (OLTC).