Three-Phase Autotransformer with Tertiary Winding

Трехфазный автотрансформатор с третичной обмоткой

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

Описание

Блок Three-Phase Autotransformer with Tertiary Winding представляет трехфазный автотрансформатор. Высоковольтная сторона идентифицирована A, B, и портами C, низковольтной стороной a, b, и портами c и третичной обмоткой a3, b3 и портами c3.

Эквивалентная схема

Эквивалентную схему одной фазы показывают в схеме. Каждая фаза состоит из трех двойных обмоток: ряд, вьющийся между высоковольтными терминалами и низковольтными терминалами, общей обмоткой между низковольтными терминалами и нейтральным терминалом, и третичной обмоткой, соединенной в Delta D1.

Стандартная модель для сопротивления обмотки и индуктивности

Сопротивления и индуктивность утечки этих трех обмоток определяются из тестовых параметров короткой схемы с помощью следующих стандартных уравнений:

R1 = (R12* (1+k) / (1-k) + R13 - R23 _pu) / (1-k)/2 R2 = (R12 - R13 + R23 _pu) / (1-k)/2 R3 = (-R12 + R13 + R23* (1-2*k)) / (1-k)/2

L1 = (L12* (1+k) / (1-k) + L13 - L23) / (1-k)/2 L2 = (L12 - L13 + L23) / (1-k)/2 L3 = (-L12 + L13 + L23* (1-2*k)) / (1-k)/2

где:

  • R12, R13 и R23 являются RHL, RHT и тестовыми сопротивлениями короткой схемы RLT.

  • L12, L13 и L23 являются LHL, LHT и тестовой индуктивностью короткой схемы LLT.

  • k является отношением напряжения между высоковольтной стороной и низковольтными напряжениями номинала стороны.

Все параметры находятся в pu на основе номинальной степени и номинального напряжения обмоток.

Стандартные упомянутые выше уравнения могут произвести отрицательное сопротивление обмотки и индуктивность. Несмотря на то, что отрицательные величины разрешены в моделях фазовращателя (на уровне 50 Гц или 60 Гц) использование алгебраических уравнений, эти отрицательные параметры могут привести к числовой нестабильности в моделях EMT то использование дифференциальные уравнения. В этом случае предупреждающее сообщение предлагает, чтобы вы изменили R23 или параметр L23, и предлагает область значений значений, которые производят положительные значения сопротивления и индуктивности.

Альтернативная модель для сопротивления обмотки

Чтобы избежать ограничений стандартной модели, которая может привести к отрицательным сопротивлениям или очень неравномерному совместному использованию потерь между обмоткой 1 и обмоткой 2, можно выбрать альтернативную модель для вычислительного сопротивления обмотки. Эта альтернативная модель принимает, что потери Джоулей, соответствующие R12, одинаково совместно используются обмоткой w1 и обмоткой w2 (R2 = R1), который является близко к реальной жизни. R1 и R2 находятся в pu и вычисляются можно следующим образом:

R1 = R12/2 / (1-k) ^2 R2 = R1

R3 настроен, чтобы получить заданное значение R13, как дано следующим уравнением:

R3 = R13 - R1* (1-k) ^2 - R2 *k^2.

Несмотря на то, что эта модель возвращает ошибку на R23, это оказывает ограниченное влияние, потому что это влияет только на третичную обмотку, которая часто разгружается или питает максимум 10% степени номинала автотрансформатора. Эта модель более точно представляет совместное использование токов между обмоткой 1 и обмоткой 2 для DC или очень низкочастотных явлений. Например, во время геомагнитного воздействия, которое производит очень низкочастотную землю электрические поля, получившиеся геомагнитно вызванные токи (GICs) в сети зависят от модели автотрансформатора DC.

Порты

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставил с фазой терминал на высоковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы B на высоковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы C на высоковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с нейтральным терминалом трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставил с фазой терминал на низковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы B на низковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы C на низковольтной стороне трансформатора.

Электрический порт сохранения сопоставил с фазой терминал третичной обмотки.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы B третичной обмотки.

Электрический порт сохранения сопоставлен с терминалом фазы C третичной обмотки.

Параметры

развернуть все

Номинальная номинальная мощность трансформатора, в вольт-амперах (VA).

Номинальная частота трансформатора, в герц.

Напряжение номинала от линии к линии, в RMS вольт, на высоковольтной стороне трансформатора.

Напряжение номинала от линии к линии, в RMS вольт, на низковольтной стороне трансформатора.

Напряжение номинала от линии к линии, в RMS вольт, третичной обмотки.

Сопротивление короткой схемы, в pu, от высоковольтных терминалов, когда низковольтные терминалы закорачиваются.

Сопротивление короткой схемы, в pu, от высоковольтных терминалов, когда третичные терминалы закорачиваются.

Сопротивление короткой схемы, в pu, от низковольтных терминалов, когда третичные терминалы закорачиваются.

Выберите evaluated from RHL, RHT, RLT использовать стандартную модель, чтобы определить сопротивление обмотки.

Выберите Evaluated from RHL, RHT ; same losses in R1 & R2 использовать альтернативную модель, чтобы определить сопротивление обмотки.

Индуктивность короткой схемы, в pu, от высоковольтных терминалов, когда низковольтные терминалы закорачиваются.

Индуктивность короткой схемы, в pu, от высоковольтных терминалов, когда третичные терминалы закорачиваются.

Индуктивность короткой схемы, в pu, от низковольтных терминалов, когда третичные терминалы закорачиваются.

Выберите Three single-phase transformers реализовывать трехфазный трансформатор с помощью трех однофазных моделей трансформатора. Этот базовый тип используется в очень больших силовых трансформаторах (сотни MW) найденный в служебных сетках.

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). Эта опция производит точные результаты симуляции 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 0.3 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.

Индуктивность L0, в pu, базового трансформатора с тремя конечностями.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Core Type на Three single-phase transformers.

Комната сопротивления намагничивания, в pu.

Индуктивность намагничивания Lm, в pu, для ненасыщаемого ядра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Simulate saturation.

Выберите, чтобы реализовать насыщаемое ядро.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Simulate saturation.

Выберите, чтобы задать начальные потоки the Initial fluxes [phi0A, phi0B, phi0C] параметром.

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 перезаписывают любые предыдущие значения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Simulate saturation.

Задает начальные потоки для каждой фазы трансформатора.

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 перезаписывают любые предыдущие значения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Simulate saturation и Specify initial fluxes.

Выберите Winding voltages измерять напряжение через извилистые терминалы.

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 намагничивания и потокосцепления.

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

Усовершенствованный

Чтобы включить эти настройки, в блоке powergui, устанавливают Simulation type на Дискретный.

Выберите, чтобы вставить задержку при выходе модели насыщения, которая вычисляет намагничивание, текущее в зависимости от потокосцепления (интеграл входного напряжения, вычисленного трапециевидным методом). Эта задержка устраняет алгебраический цикл, который следует из трапециевидных методов дискретизации и ускоряет симуляцию модели. Однако задержка вводит одну задержку временного шага модели и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета является слишком большим. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев получить точное решение.

Когда этот параметр очищен, метод дискретизации модели насыщения задан параметром 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 и останавливает симуляцию, особенно если модель имеет большое количество трансформаторов кроме того, из-за Simulink алгебраическое ограничение цикла, этот метод не может использоваться в режиме реального времени. В R2018b и предыдущих релизах, это устанавливает, используется, когда параметр Break Algebraic loop in discrete saturation model 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. Два устойчивых решателя являются рекомендуемыми методами для дискретизации модели насыщения трансформатора.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Break Algebraic loop in discrete saturation model.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2021b