Этот пример показывает операцию двух моделей регулирующего трансформатора переключателя нагрузки (OLTC).
Гилберт Сибиль (Гидро-Квебек)
Сеть распределения 25 к В, состоящая из трёх 30-километровых распределений фидеров, соединенных параллельно, степень нагрузкой 36 МВ т/10 МВ а (отставание 0,964 ПФ) от системы 120 к В, 1000 МВА и регулирующего трансформатора ОЛТК на 120kV/25 к В. Компенсация реактивной степени обеспечивается на шине нагрузки с помощью блока конденсаторов 15 Mvar. Та же схема дублируется в порядок, чтобы сравнить эффективность двух разных моделей трансформаторов OLTC:
Модель 1 является детальной моделью, в которой представлены все переключатели OLTC и характеристики трансформатора. Эта модель может использоваться с непрерывными или дискретными режимами 'simulation type' Powergui, чтобы получить подробные формы волны, или с методом фазорной симуляции, чтобы наблюдать изменения фазорных напряжений и токов. Чтобы симулировать Модель 1 в непрерывной или дискретной, вам нужно удалить Модель 2 из примера.
Модель 2 является упрощенной моделью фазора, где трансформатор и OLTC моделируются источниками тока. Эта модель может использоваться только в режиме фазора 'simulation type' Powergui. Это намного быстрее выполнить, и это должна быть предпочтительная модель для исследований стабильности переходных процессов, когда несколько таких устройств используются в одной и той же системе.
Обе модели трансформаторов OLTC реализуют трехфазный регулирующий трансформатор номиналом 47 МВА, 120 kV/25 кВ, Уай/Дельта, с подключенным на стороне высокого напряжения ОЛТК (120 кВ). Трансформаторы OLTC используются для регулирования напряжения системы на шинах 25 кВ B2 и B4.
Регулирование напряжения осуществляется путем изменения коэффициента поворота трансформатора. Это достигается путем последовательного соединения на каждой фазе соединительной обмотки (обмотки регулирования) с каждой обмоткой 120/sqrt (3) кВ. Девять (9) переключателей OLTC позволяют выбрать 8 различных отводов (положения отвода 1-8, плюс отвода 0, который обеспечивает номинальное отношение 120kV/25 кВ). Реверсированный переключатель, входящий в состав OLTC, позволяет реверсировать соединения обмотки регулирования так, что он соединяется либо с добавкой (положительные положения отвода), либо с вычитанием (отрицательные положения отвода). Для фиксированного вторичного напряжения 25 кВ каждый кран обеспечивает коррекцию напряжения +/-0.01875 pu или +/-1,875% номинального напряжения 120 кВ. Поэтому в общей сложности 17 положений отвода, включая контакт 0, допускают изменение напряжения от 0,85 пу (102 кВ) до 1,15 пу (138 кВ) на стадиях 0,01875 пу (2,25 кВ).
Напряжения положительной последовательности, измеренные в шинах B2 и B4, подаются в качестве входов на регуляторы напряжения (вход 'Vmeas' блоков трансформаторов). Откройте два меню блоков трансформаторов и посмотрите на их параметры. Регуляторы напряжения находятся в работе ('Voltage regulator' parameter = ' on '). Ссылка напряжения устанавливается равным 1.04 pu. В порядок запуска симуляции с 25-KV напряжениями, близкими к 1,04 pu в шинах B2 и B4, начальные положения крана устанавливаются на -4, так что трансформаторы повышают напряжение в множитель 1/( 1-4 * 0,01875) = 1,081.
Детальная модель построена с фиксированным количеством отводов (8). Обратите внимание, что модель фазора обеспечивает большую гибкость, так как она позволяет выбирать первичные и вторичные соединения обмотки (wye или Delta), а также изменять количество отводов и использовать OLTC на основной или вторичной стороне.
Посмотрите под маской, как создаются модели трансформаторов. Детальная модель построена из трех блоков Multi-Winding Transformer и трех подсистем OLTC, которые содержат переключатели, выполняющие выбор и обращение обмотки регулирования. Переход крана осуществляется путем временного короткого замыкания двух смежных выводов трансформатора через резисторы (сопротивление 5 Ом и время перехода 60 мс, заданное в блок меню). Модель фазора построена с источниками тока, эмулирующими импеданс трансформатора, который зависит от сопротивлений обмотки, утечек и положения крана. Обе модели используют регулятор напряжения, который генерирует импульсы на выходах 'Up' или 'Down' и приказывает изменить касание в положительном или отрицательном направлении. Регулирование напряжения зависит от заданной мертвой полосы (DB = двукратное значение шага напряжения или 0,0375 pu). Это означает, что максимальная ошибка напряжения в шинах B2 и B4 должна быть 0,01875 pu. Пока максимальное число отводов не достигнуто (-8 или + 8), напряжение должно оставаться в область значений: (Vref-DB/2 < V < 1,04 + DB/2) = (1,021 < V < 1,059).
Поскольку выбор тапа является относительно медленным механическим процессом (4 с на тап, как задано в параметре 'Tap selection' меню блока), время остановки симуляции устанавливается на 2 минут (120 с). Трехфазный программируемый источник напряжения используется для изменения напряжения системы 120 кВ в порядке наблюдения эффективности OLTC. Первоначально источник генерирует свое номинальное напряжение. Затем последовательно уменьшают напряжение (0,95 pu при t = 10 с) и увеличивают (1,10 pu при t = 50 с).
Запустите симуляцию и наблюдайте операцию OLTC на возможности.
Трассировка 1 показывает положение отвода.
Трассировка 2 показывает суперпозицию напряжений положительной последовательности на B1 шины 120 кВ (желтый), на B2 шины 25 кВ (пурпурный) и B4 шины (голубой).
На трассировках 3 и 4 показаны активные и реактивные степени, измеренные на стороне 120 кВ (шины B1 и B3).
Когда симуляция запускается, OLTC находятся в положении -4, и результирующее напряжение на шине B2 и B4 составляет 1.038 pu. На t = 10 с внутреннее напряжение источника внезапно понижается до 0,95 пу, так что напряжения 25 кВ падают до 0,986 пу, вне допустимой области значений напряжений (1,021 < V < 1,059). Регулятор напряжения затем заказывает дальнейшее увеличение напряжения, и OLTC стабилизируется на отгибе = -6 (V = 1,025 pu) При t = 50 с внутреннее напряжение источника внезапно увеличивается до 1,10 pu, так что напряжения 25 кВ теперь достигают 1,19 pu. Регулятор напряжения затем начинает уменьшать напряжение путем перемещения отводов в восходящем направлении и OLTC стабилизируются на отгибе = + 1 (V = 1.043 pu).
Симуляция только с фазорной моделью
В порядок, чтобы оценить коэффициент усиления скорости симуляции, обеспечиваемый моделью фазора, удалите подробную модель трансформатора и замените ее дубликатом модели фазора. Перезапустите симуляцию. Модель работает примерно в 2,5 раза быстрее, в основном потому, что переключатели OLTC детализированной модели не моделируются.
Примечание. Сбои напряжения, наблюдаемые с помощью модели фазора, когда напряжение источника понижается (t = 10 с), и вверх (t = 50 с), могут быть проигнорированы. Они вызваны передаточными функциями первого порядка (одна временная константа цикла), которые используются внутри модели, чтобы сломать алгебраические циклы.
