Three-Phase Transformer (Three Windings)

Реализуйте трехфазный трансформатор с конфигурируемыми извилистыми связями

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

  • Three-Phase Transformer (Three Windings) block

Описание

Этот блок реализует трехфазный трансформатор при помощи трех однофазных трансформаторов с тремя обмотками. Для подробного описания электрической модели однофазного трансформатора смотрите блок Linear Transformer.

Когда активировано, характеристика насыщения совпадает с тем, описанным для блока Saturable Transformer. Если потоки не заданы, начальные значения автоматически настроены так, чтобы симуляция запустилась в устойчивом состоянии.

Индуктивность утечки и сопротивление каждой обмотки даны в pu на основе степени номинала трансформатора Pn и на номинальном напряжении обмотки (V1, V2, или V3). Для объяснения на модули обратитесь к Линейному Трансформатору и к Насыщаемому Трансформатору.

Три обмотки трансформатора могут быть соединены следующим образом:

  • Y

  • Y с нейтральным доступным (для обмоток 1 и 3 только)

  • Основанный Y

  • Delta (D1), дельта, отстающая Y 30 градусами

  • Delta (D11), дельта, ведущая Y 30 градусами

Входной порт пометил N добавляется к блоку, если вы выбираете связь Y с доступным, нейтральным для обмотки 1. Если вы просите доступное нейтральное на обмотке 3, дополнительный порт выходного порта пометил n3 сгенерирован.

D1 и обозначения D11 обращаются к следующему соглашению часов. Это принимает, что ссылка Y фазовращатель напряжения в полдень (12) на отображении часов. D1 и D11 относятся соответственно к 13:00 (напряжения дельты, отстающие Y напряжения 30 градусами) и 11:00 (напряжения дельты, ведущие Y напряжения 30 градусами).

Стандартное обозначение для обмотки связей

Обычное обозначение для 2D извилистого трехфазного трансформатора использует две буквы, сопровождаемые номером. Первая буква (Y или D) указывает на высоковольтный Уай или дельту извилистая связь. Вторая буква (y или d) указывает на низковольтный Уай или дельту извилистая связь. Номер, целое число между 0 и 12, указывает на положение низковольтного фазовращателя напряжения положительной последовательности на отображении часов, когда высоковольтный фазовращатель напряжения положительной последовательности в 12:00.

Следующие три фигуры являются примерами стандартных извилистых связей. Точки указывают на метки полярности, и стрелки указывают на положение фазы фазовращатели напряжения A-neutral на высоковольтных и низковольтных обмотках. Фазовращатели приняты, чтобы вращаться в направлении против часовой стрелки так, чтобы возрастающие числа указали на увеличивающуюся задержку фазы.

  • Yd1: низковольтная обмотка (d) изолирует высоковольтную обмотку (Y) 30 градусами. Параметр Winding 2 connection устанавливается на D1.

  • Dy11: низковольтная обмотка (y) ведет высоковольтную обмотку (D) 30 градусами. Параметр Winding 1 connection устанавливается на D1.

  • Dy1: низковольтная обмотка (y) изолирует высоковольтную обмотку (D) 30 градусами. Параметр Winding 1 connection устанавливается на D11.

Можно представлять много других связей со сдвигами фазы между 0 и 360 градусами (шагами 30 градусов) путем объединения +30-или - сдвиг фазы с 30 степенями, обеспеченный D1 и настройками параметров блоков D11 и, в некоторых случаях, дополнительное +/–120-degree сдвиг фазы, полученный путем соединения выходных терминалов дельты, вьющейся к соответствующим фазам сети.

Таблица объясняет, как настроить блок Three-Phase Transformer, чтобы получить общие связи.

Синхронизируйте положениеСдвиг фазы (степени)СвязьОбмотка 1 связиОбмотка 2 связейТерминалы Delta, вьющейся, чтобы соединить с сетью фазы ABC
00Yy0YY
Dd0D1D1a, B, C
1–30Yd1YD1a, B, C
Dy1D11Ya, B, C
2–60Dd2D11D1a, B, C
5–150Yd5YD1bca
Dy5D11Yтакси
7+150Yd7YD11такси
Dy7D1Ybca
10+60Dd10D1D11a, B, C
11+30Yd11YD11a, B, C
Dy11D1Ya, B, C

Например, чтобы получить связь Yd5, установите параметр Winding 1 connection на Y и параметр Winding 2 connection к D1, и соедините сетевые фазы с обмоткой 2 можно следующим образом:

Для получения дополнительной информации об обычном трансформаторе извилистые обозначения смотрите IEC Международного стандарта 60076-1 [1].

Параметры

Вкладка настройки

Winding 1 connection (ABC terminals)

Извилистая связь для обмотки 1. Выбором является Y, Yn, Yg (значение по умолчанию), Delta (D1), и Delta (D11).

Winding 2 connection (abc-2 terminals)

Извилистая связь для обмотки 2. Выбором является Y, Yn, Yg (значение по умолчанию), Delta (D1), и Delta (D11).

Winding 3 connection (abc-3 terminals)

Извилистая связь для обмотки 3. Выбором является Y, Yn, Yg (значение по умолчанию), Delta (D1), и Delta (D11).

Type

Выберите Three single-phase transformers (значение по умолчанию), чтобы реализовать трехфазный трансформатор с помощью трех однофазных моделей трансформатора. Можно использовать этот базовый тип, чтобы представлять очень большие силовые трансформаторы, найденные в служебных сетках (сотни MW).

Выберите Three-limb core (core type) реализовывать базовый трехфазный трансформатор с тремя обмотками. В большинстве приложений трехфазные трансформаторы используют ядро с тремя конечностями (трансформатор базового типа). Этот тип ядра приводит к точным результатам во время асимметричного отказа и для линейных и для нелинейных моделей (включая насыщение). Во время асимметричных условий напряжения поток нулевой последовательности трансформатора базового типа возвращается вне ядра, через воздушный зазор, строительную сталь и бак. Таким образом естественная индуктивность нулевой последовательности L0 (без обмотки дельты) такого трансформатора базового типа является обычно очень низкой (обычно 0.5 pu <L0 <2 pu) по сравнению с трехфазным трансформатором с помощью трех однофазных модулей (L0> 100 pu). Это низкое значение L0 влияет на напряжения, токи и дисбалансы потока во время линейной и влажной операции.

Выберите Five-limb core (shell type) реализовывать базовый трехфазный трансформатор с пятью конечностями. В редких случаях очень большие трансформаторы создаются с ядром с пятью участками (три участка фазы и два внешних участка). Эта базовая настройка, также известная как тип интерпретатора, выбрана в основном, чтобы уменьшить высоту трансформатора и сделать транспортировку легче. Во время несбалансированных условий напряжения, в противоположность трансформатору с тремя конечностями, поток нулевой последовательности трансформатора с пятью конечностями остается в стальном ядре и возвращается через две внешних конечности. Естественная индуктивность нулевой последовательности (без дельты) поэтому очень высока (L0> 100 pu). За исключением маленьких текущих дисбалансов из-за базовой асимметрии, поведение трансформатора типа интерпретатора с пятью конечностями похоже на тот из трехфазного трансформатора, созданного с тремя однофазными модулями.

Simulate saturation

Если выбрано, реализует насыщаемый трехфазный трансформатор. См. также параметр Saturation characteristic на вкладке Parameters. Значение по умолчанию очищено.

Simulate hysteresis

Выберите, чтобы смоделировать характеристику насыщения включая гистерезис вместо однозначной кривой насыщения. Этот параметр отображается, только если параметр Simulate saturation выбран. Значение по умолчанию очищено.

Hysteresis Mat file

Этот параметр отображается, только если Симулировать гистерезисный параметр выбран.

Задайте .mat файл, содержащий данные, которые будут использоваться для гистерезисной модели. Когда вы открываете Гистерезисный Design Tool Powergui, гистерезисной петли по умолчанию и параметров, сохраненных в hysteresis.mat файл отображен. Используйте кнопку Load Гистерезисного Design Tool, чтобы загрузить другой .mat файл. Используйте кнопку Save Гистерезисного Design Tool, чтобы сохранить вашу модель в новом .mat файл.

Specify initial fluxes

Если выбрано, начальные потоки заданы параметром Initial fluxes на вкладке Parameters. Этот параметр отображается, только если параметр Simulate saturation выбран. Значение по умолчанию очищено.

Когда параметр Specify initial fluxes не выбран после симуляции, программное обеспечение Simscape™ Electrical™ Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки, чтобы запустить симуляцию в устойчивом состоянии. Вычисленные значения сохранены в параметре Initial Fluxes и перезапишут любые предыдущие значения.

Measurements

Выберите Winding voltages измерять напряжение через извилистые терминалы блока Three-Phase Transformer.

Выберите Winding currents измерять токи, текущие через обмотки блока Three-Phase Transformer.

Выберите Fluxes and excitation currents (Imag + IRm) измерять потокосцепление, в секунды вольта (V.s), и общее возбуждение, текущее включая потери в железе, смоделированные Комнатой.

Выберите Fluxes and magnetization currents (Imag) измерять потокосцепление, в секунды вольта (V.s), и текущее намагничивание, в амперах (А), не включая потери в железе, смоделированные Комнатой.

Выберите All measurements (V, I, Flux) измерять извилистые напряжения, токи, токи намагничивания и потокосцепления.

Значением по умолчанию является None.

Поместите блок Multimeter в свою модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции. В поле списка Available Measurements блока Multimeter измерения идентифицированы меткой, сопровождаемой именем блока.

Если параметр Winding 1 connection (ABC terminals) устанавливается на Y, Yn, или Yg, метки следующие.

Измерение

Метка

Обмотка 1 напряжения

Uan_w1:

или

Uag_w1:

Обмотка 1 тока

Ian_w1:

или

Iag_w1:

Потокосцепления

Flux_A:

Токи намагничивания

Imag_A:

Токи возбуждения

Iexc_A:

Те же метки запрашивают обмотку 2 и обмотку 3, за исключением того, что 1 заменяется 2 или 3 в метках.

Если параметр Winding 1 connection (ABC terminals) устанавливается на Delta (D11) или Delta (D1), метки следующие.

Измерение

Метка

Обмотка 1 напряжения

Uab_w1:

Обмотка 1 тока

Iab_w1:

Потокосцепления

Flux_A:

Токи намагничивания

Imag_A:

Токи возбуждения

Iexc_A:

Вкладка параметров

Units

Укажите, что модули раньше вводили параметры блока Three Phase Transformer. Выберите pu использовать на модуль. Выберите SI использовать единицы СИ. Изменение Модульного параметра от pu к SI, или от SI к pu, автоматически преобразует параметры, отображенные в маске блока. На модульное преобразование основан на номинальной мощности трансформатора Pn в ВА, номинальная частота fn в Гц и номинальном напряжении Vn, в Vrms, обмоток. Значением по умолчанию является pu.

Nominal power and frequency

Номинальная номинальная мощность, в вольт-амперах (VA), и номинальная частота, в герц (Гц), трансформатора. Обратите внимание на то, что номинальные параметры не оказывают влияния на модель трансформатора, когда параметр Units устанавливается на SI. Значением по умолчанию является [ 250e6 , 60 ].

Winding 1 parameters

Напряжение номинала от фазы к фазе в RMS вольт, сопротивлении и индуктивности утечки в pu для обмотки 1. Значением по умолчанию является [ 735e3 , 0.002 , 0.08 ] когда параметром Units является pu и [7.35e+05 4.3218 0.45856] когда параметром Units является SI.

Winding 2 parameters

Напряжение номинала от фазы к фазе в RMS вольт, сопротивлении и индуктивности утечки в pu для обмотки 2. Значением по умолчанию является [ 315e3 , 0.002 , 0.08 ] когда параметром Units является pu и [3.15e+05 0.7938 0.084225] когда параметром Units является SI.

Winding 3 parameters

Напряжение номинала от фазы к фазе в RMS вольт, сопротивлении и индуктивности утечки в pu для обмотки 3. Значением по умолчанию является [ 315e3 , 0.002 , 0.08 ] когда параметром Units является pu и [3.15e+05 0.7938 0.084225] когда параметром Units является SI.

Magnetization resistance Rm

Комната сопротивления намагничивания, в pu. Значением по умолчанию является 500 когда параметром Units является pu и 1.0805e+06 когда параметром Units является SI.

Magnetization inductance Lm

Индуктивность намагничивания Lm, в pu, для ненасыщаемого ядра. Параметр Lm индуктивности Намагничивания не доступен, если Насыщаемый базовый параметр выбран. Значением по умолчанию является 500 когда параметром Units является pu и 2866 когда параметром Units является SI.

Inductance L0 of zero-sequence flux path return

Индуктивность L0 пути к потоку нулевой последовательности возвращается, в pu, для базового типа трансформатора с тремя конечностями.

Этот параметр отображается, только если параметр Type устанавливается на Three-limb core (core type). Значением по умолчанию является 0.5 когда параметром Units является pu и 2.866 когда параметром Units является SI.

Saturation characteristic

Этот параметр доступен, только если параметр Simulate saturation на вкладке Configuration выбран. Значением по умолчанию является [ 0,0 ; 0.0024,1.2 ; 1.0,1.52 ] когда параметром Units является pu и [0 0;0.66653 1910.3;277.72 2419.7] когда параметром Units является SI.

Характеристика насыщения для насыщаемого ядра. Задайте серию текущих пар потока / (в pu) начиная с пары (0,0).

Initial fluxes

Задает начальные потоки для каждой фазы трансформатора. Этот параметр отображается, только если Specify initial fluxes и параметры Simulate saturation являются выбранным On вкладки Configuration. Значением по умолчанию является [ 0.8 , -0.8 , 0.7 ] когда параметром Units является pu и [1273.5 -1273.5 1114.3] когда параметром Units является SI.

Когда параметр Specify initial fluxes не выбран после симуляции, программное обеспечение Simscape Electrical Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки, чтобы запустить симуляцию в устойчивом состоянии. Вычисленные значения сохранены в параметре Initial Fluxes и перезапишут любые предыдущие значения.

Вкладка "Дополнительно"

Вкладка Advanced блока не отображается, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui к Continuous, или когда вы выбираете параметр Automatically handle discrete solver блока powergui. Вкладка отображается, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui к Discrete, и когда параметр Automatically handle discrete solver блока powergui очищен.

Break Algebraic loop in discrete saturation model

Когда выбрано, задержка вставляется при выходе модели насыщения вычислительное намагничивание, текущее в зависимости от потокосцепления (интеграл входного напряжения, вычисленного Трапециевидным методом). Эта задержка устраняет алгебраический цикл, следующий из трапециевидных методов дискретизации, и ускоряет симуляцию модели. Однако эта задержка вводит одну задержку шага симуляции модели и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета является слишком большим. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев получить точное решение.

Когда очищенный (значение по умолчанию), параметр Discrete solver model задает метод дискретизации модели насыщения.

Discrete solver model

Выберите один из этих методов, чтобы разрешить алгебраический цикл.

  • Trapezoidal iterative— Несмотря на то, что этот метод приводит к правильным результатам, он не рекомендуется потому что Simulink® имеет тенденцию замедляться и может не сходиться (остановки симуляции), особенно когда число насыщаемых трансформаторов увеличено. Кроме того, из-за Simulink алгебраическое ограничение цикла этот метод не может использоваться в режиме реального 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 более точен, чем Backward Euler robust метод. Однако это может произвести немного ослабленные числовые колебания на напряжениях трансформатора, когда трансформатор не ни при какой загрузке.

  • Backward Euler robust— Этот метод обеспечивает хорошую точность и предотвращает колебания, когда трансформатор не ни при какой загрузке.

Максимальное количество итераций для устойчивых методов задано во вкладке Preferences блока powergui в разделе Solver details for nonlinear elements. Для приложений реального времени вы, возможно, должны ограничить количество итераций. Обычно, ограничение количества итераций к 2 приводит к приемлемым результатам. Два устойчивых решателя являются рекомендуемыми методами для дискретизации модели насыщения трансформатора.

Для получения дополнительной информации о какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляцию Дискретизированные Электрические системы.

Примеры

power_transfo3wdn схема использует два Трехфазных блока Трансформатора. Два блока Мультиметра используются, чтобы измерить фазу напряжение (или AB для связей дельты) каждой обмотки

Представлено до R2006a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте