Описание

Одна фаза трехфазного трансформатора подключена к сети 500 кВ, 5000 МВА. Трансформатор рассчитан на 500 kV/230 кВ, 450 МВА (150 МВА на фазу). Характеристика насыщения тока потока трансформатора моделируется гистерезисом или простой кусочно-нелинейной характеристикой.

Трехфазный программируемый источник напряжения используется для изменения внутреннего напряжения эквивалентной сети 500 кВ. В течение первых 3 циклов напряжение источника программируется на уровне 0.8 pu. Затем при t = 3 циклах (0,05 с) напряжение увеличивается на 37,5% (до 1,10 пу). В порядок для иллюстрации остаточного потока и входного тока при подаче напряжения на трансформатор, выключатель, который первоначально закрыт, сначала открывается при t = 6 циклах (0,1 с), затем повторяется при t = 9 циклах (0,15 с).

Начальный поток phi0 в трансформаторе устанавливается на нуле, и угол фазы источника регулируется на 90 степени, так что поток остается симметричным около нуля, когда симуляция начинается.

Блок Multimeter и блок Scope используются для мониторинга форм волны потока, тока намагниченности (не включая токи Фуко, которые моделируются сопротивлением Rm), тока возбуждения (включая токи Фуко, смоделированный Rm), напряжений и тока, протекающих в первичную обмотку. Блок X-Y Graph используется для мониторинга рабочей точки трансформатора, движущейся по характеристике тока потока.

Симуляция

1) Симуляция насыщения гистерезисом

Откройте меню трансформатора и установите флажок 'Simulate hysteresis'. Используя инструмент 'Hysteresis design' Powergui, загрузите характеристику гистерезиса (загрузочный файл 'hysteresis.mat'). Заметьте, что поток и ток возбуждения отображаются в pu. Используя всплывающее меню 'Parameter units', можно преобразовать модули pu в модули СИ. Характеристики насыщения состоят из двух областей: 1) Основной цикл гистерезиса: В этой области существует 2 различных значения потока для одного текущего значения. 2) Насыщенная область, заданная простым сегментом линии, начиная с максимальной точки (Is, Fs) основного цикла. Цикл гистерезиса определяется следующими 3 точками, отмеченными красными крестами на основном цикле: [I = 0; Остаточный поток (Fr = 0,85 pu)], [Коэрцитивный ток (Ic = 0,004 pu); F = 0], [Ток насыщения (Is = 0,015 pu); Поток насыщения (Fs = 1.2 pu)] плюс наклон dF/dI при коэрцитивном токе (F = 0). Используя флажок 'Масштабирование гистерезиса' и кнопку 'Отобразить', можно просмотреть всю характеристику или масштабирование гистерезиса.

Запустите симуляцию и наблюдайте следующие явления на двух блоках возможности:

От 0 до 0,05 сек: Пиковые значения напряжения и потока при 0,8 пу. Заметьте типовую квадратную волну тока намагниченности. Так как остаточный поток не был задан, ток намагниченности и поток являются симметричными. Поток перемещается по внутренним циклам (внутри основного цикла).

От 0,05 до 0,1 сек: Напряжение 1,1 пу. Сейчас Flux достигает примерно + 1.1pu. Небольшая асимметрия потока возникает при изменении напряжения. и поток, который изменяется между + 1.14 pu и -1.05 pu, теперь перемещается по основному циклу. Импульсы тока появляются на токе намагниченности (желтый след, Imag), что указывает на начало насыщения.

От 0,1 до 0,15 секунд: При первом пересечении нуля после порядка открытия выключателя ток прерывается, и поток 0,84 pu остается захваченным в сердечнике трансформатора.

От 0,15 до 0,2 секунд: Выключатель повторно закрывается при t = 9 циклах, при нулевом пересечении напряжения источника, что приводит к дополнительному смещению потока приблизительно 1 pu. Пик потока теперь достигает 1,85 pu, приводя трансформатор в насыщенную область. Пиковый ток возбуждения теперь достигает 0,81 pu.

2) Симуляция насыщения кусочно-нелинейной характеристикой

Откройте меню трансформатора и снимите флажок 'Simulate hysteresis'. Теперь насыщение будет моделироваться кусочно-нелинейной односторонней характеристикой, заданной 7 точками. Пары ток/поток (в pu): [0 0; 0.0 0.85; 0.015 1.2; 0.03 1.35; 0.06 1.5; 0.09 1.56; 0.12 1.572]. Насыщенная область та же самая, но цикл гистерезиса не моделируется. Обратите внимание, что эти одинарные оцененные характеристики все еще позволяют спецификации остаточный поток (сохраните phi0 = 0 поток как с моделью насыщения гистерезиса). Запустите симуляцию и сравните формы волны.