Three-Phase OLTC Regulating Transformer (Phasor Type)

Реализуйте модель фазовращателя трехфазного OLTC регулирование трансформатора

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

Описание

Этот блок используется, чтобы смоделировать трехфазный 2D извилистый трансформатор или автотрансформатор с помощью преобразователя касания на загрузке (OLTC) для регулирования напряжения на передаче или системе распределения. Управление напряжением в системе передачи влияет, в основном, на поток реактивной мощности, которая, в свою очередь, влияет на пределы передачи степени. Несмотря на то, что трансформатор регулирования не обеспечивает столько же гибкости и скорости сколько основанные на силовой электронике FACTS, это может быть рассмотрено как основной контроллер потока энергии. Поэтому это было включено в библиотеку фактов. Динамические характеристики трансформатора регулирования могут быть улучшены при помощи основанного на тиристоре преобразователя касания вместо механического преобразователя касания. Когда эта модель является моделью фазовращателя, которая не реализует детали текущей коммутации от одного касания до следующего касания, можно использовать его, чтобы смоделировать основанный на тиристоре преобразователь касания и реализовать собственную систему управления путем выбора Внешнего управления OLTC в меню блока. Можно также использовать этот блок вместе с Трехфазным блоком OLTC Phase-Shifting Transformer Delta-Hexagonal (Phasor Type) для того, чтобы создать модели фазовращателя более комплексной основанной на трансформаторе топологии FACTS.

Рисунок ниже показывает одну фазу трехфазного трансформатора регулирования. Каждая фаза состоит из основных обмоток 1 и 2 и из коснувшейся обмотки регулирования.

Одна фаза трансформатора регулирования

– N _{касается} ≤ N ≤ +Ntaps. Отношения напряжения на этих двух обмотках:

Обмотка 1	Обмотка 2
$\frac{V_{2}}{V_{1}} = \frac{1}{(1 + N \cdot Δ U)} \times \frac{V_{nom 2}}{V_{nom 1}}$	$\frac{V_{2}}{V_{1}} = (1 + N \cdot Δ U) \times \frac{V_{nom 2}}{V_{nom 1}}$

Регулирование напряжения выполняется путем варьирования отношения трансформатора V2/V1 посредством OLTC. OLTC может быть соединен любой при обмотке 1 (оставленный схему) или при обмотке 2 (правильная схема). OLTC может выбрать любое касание из положения 0 (никакая коррекция напряжения) к максимальному касанию (положение Ntap) получение максимальной коррекции напряжения. OLTC также оборудован реверсивным переключателем, который позволяет соединять регулирование, вьющееся или в аддитивной или отнимающей полярности. Фактором, умножающим Vnom2/Vnom1, является поправочный коэффициент напряжения. Этим дают:

1/(1 + N ΔU) для OLTC при обмотке 1
1 + N ΔU для OLTC при обмотке 2

где

N = касается положения
ΔU = напряжение на касание в pu номинального напряжения обмотки 1 или обмотки 2.

Отрицательные величины N соответствуют реверсивному положению переключателя, показанному в пунктирных линиях (регулирование, вьющееся в отнимающей полярности). Сопротивление трансформатора и реактивное сопротивление утечки также меняются в зависимости от положения касания.

Механические преобразователи касания являются относительно медленными устройствами. Время, требуемое перемещаться от одного положения касания до следующего, состоится между 3 и 10 секундами. Вы задаете эту механическую задержку меню блока.

Примечание

OLTCs используют дополнительные переключатели и резисторы (или индукторы), чтобы передать текущий от исходящего касания до продолжающегося касания, не прерывая текущую загрузку. Во время передачи касания временно сорваны через резисторы или индукторы. Время трансфера (обычно от 40 мс до 60 мс) быстро по сравнению с процессом выбора касания (3 с к 10 с). Когда этот блок реализует модель фазовращателя для исследования переходной устойчивости энергосистем в области значений секунд к минутам, процесс переноса касания не моделируется, и принята мгновенная передача касания. Подробная модель трансформатора регулирования предоставлена в power_OLTCregtransformer пример.

Автоматическое управление напряжением

Трансформатор регулирования сопоставлен с системой управления, которая регулирует напряжение на терминалах трансформатора (сторона 1 или сторона 2) или в удаленной шине. Такая система управления обеспечивается в блоке Three-Phase OLTC Regulating Transformer (Phasor Type). Вы затем соединяете во входе Vm блока Simulink^® сигнал, который обычно является величиной напряжения положительной последовательности (в pu), чтобы управляться, но это может быть любая signal.The система управления, регулирует автоматически положение касания до измеренного напряжения, Vm равен ссылочному напряжению Vref, заданный в меню блока.

Регулятор напряжения является гистерезисным регулятором типа. Каждый раз, когда изменение касания требуется, регулятор отправляет импульсу любого во вход Up или Down Контроллера Преобразователя Касания. Посмотрите под маской блока, чтобы видеть, как эти блоки управления создаются. Регулятор просит изменение касания если

|_Vm – V _{касательно} |> Мертвая зона/2

в течение времени t > Задержка, где V _{касательно}, DeadBand и Задержка является параметрами регулятора напряжения.

Внешнее управление OLTC

Если вы хотите реализовать свою собственную систему управления или вручную управлять положением касания, вы выбираете Внешнее управление OLTC. Вход Vm затем заменяется двумя входными параметрами, пометил Up and Down. Применение импульса к входу Up или Down перемещает положение касания вверх или вниз когда сигнал изменяется с 0 до 1.

Параметры

Трансформатор и параметры OLTC сгруппированы в двух категориях: Transformer parameters и OLTC and Voltage Regulator parameters. Используйте поле списка Show, чтобы выбрать, какую группу параметров вы хотите визуализировать.

Вкладка трансформатора

Winding 1 connection (ABC terminals): Связь этих трех обмоток 1. Выберите Y (незаземленный Уай), Yg (основанный Уай), Delta(D1) (Связь Delta, вводящая −30 сдвиг фазы степеней) или Delta(D11) (Связь Delta, вводящая +30 сдвигов фазы степеней). Значением по умолчанию является Y. Для объяснения сдвигов фазы, введенных связями D1and D11, см. документацию блока Three-Phase Transformer (Two-Windings). Импеданс нулевой последовательности будет варьироваться согласно связи. Импеданс нулевой последовательности вычисляется, принимая, что трехфазный банк трансформатора создается с тремя однофазными, 2D извилистыми модулями.
Winding 2 connection (abc terminals): Связь этих трех обмоток 2. Выберите Y (незаземленный Уай), Yg (основанный Уай), Delta(D1) (Связь Delta, вводящая −30 сдвиг фазы степеней) или Delta(D11) (Связь Delta, вводящая +30 сдвигов фазы степеней). Значением по умолчанию является Delta(D1). Импеданс нулевой последовательности будет варьироваться согласно связи.
Nominal Power and frequency: Трехфазная номинальная степень, в ВА и номинальная частота, в герц. Значением по умолчанию является [47e6, 60].
Winding 1 parameters: Номинальная линия к линейному напряжению обмотки 1, в RMS вольт, сопротивлении обмотки, в pu и реактивном сопротивлении утечки, в pu. Значением по умолчанию является [120e3, 0.003, 0.09 ].
Winding 2 parameters: Номинальная линия к линейному напряжению обмотки 2, в RMS вольт, сопротивлении обмотки в pu и реактивном сопротивлении утечки, в pu. Значением по умолчанию является [25e3, 0.003, 0.09 ].
Initial pos. seq. output currents of winding 2: Начальное значение положительной последовательности текущий фазовращатель (Величина в pu и Фазе в градусах) вытекающий из обмотки 2. Токи, текущие в обмотку 1, будут вычислены соответственно. Если вы знаете начальное значение токов, можно задать его для того, чтобы запустить симуляцию в устойчивом состоянии. Если вы не знаете эти значения, можно уехать [0 0]. Система достигнет установившийся после короткого переходного процесса. Значением по умолчанию является [0.7568, -45].
Magnetizing branch: Сопротивление, в pu и реактивном сопротивлении, в pu, параллельной Комнаты, ветвь Xm, моделирующая соответственно потери в железе и реактивные токи намагничивания. Насыщение не моделируется. Значением по умолчанию является [300, 300].

OLTC и вкладка регулятора напряжения

OLTC on

Выберите Winding 1 (значение по умолчанию) или Winding 2.

Tapped regulation winding

Сопротивление и реактивное сопротивление утечки коснувшейся обмотки зависят от положения касания. Введите сопротивление, в pu и реактивном сопротивлении утечки, в pu, соответствуя максимальному положению касания. Значением по умолчанию является [ 0.003, 0.09].

Voltage step per tap

Шаг напряжения на касание, в pu номинального напряжения обмотки 1 или обмотки 2. Значением по умолчанию является 0.01875.

Minimum and maximum tap positions

Вы обычно задаете отрицательное целое число, соответствующее максимальному положению касания с обмоткой регулирования, соединенной в отнимающей полярности, сопровождаемой положительным целым числом, соответствующим максимальному положению касания с обмоткой регулирования, соединенной в аддитивной полярности. Эти два целых числа задают количество касаний, и их абсолютные значения обычно являются тем же самым. Однако, если вы хотите ограничить отклонение касания, можно задать два различных значения. Значением по умолчанию является [ -8, +8].

Initial tap position

Задайте целое число N соответствующий начальному положению касания с MinTap N ≤MaxTap. Значением по умолчанию является -4.

Tap selection time

Механическая задержка, в секундах, требуемых для OLTC перемещать касания одним положением. Типичные значения находятся в области значений 3s-10-х. Значением по умолчанию является 4.

External control of OLTC

OLTC обычно управляет регулятор напряжения. Выберите этот параметр, если вы хотите реализовать свою собственную систему управления или вручную управлять положением касания. Вход Vm будет затем заменен двумя входными параметрами, пометил Up and Down. Применение импульса к входу Up или Down переместит положение касания вверх или вниз когда сигнал изменится с 0 до 1. Значение по умолчанию очищено.

Voltage regulator

Этот параметр не отображается, когда параметр External control of OLTC выбран.

Выберите on (значение по умолчанию) для включения регулятора напряжения. Если вы выбираете off OLTC замораживается в положении, заданном Начальным параметром положения касания.

Regulator parameters

Этот параметр не отображается, когда параметр External control of OLTC проверяется.

Задайте ссылочное напряжение Vref, в pu, мертвой зоне гистерезисного регулятора, в pu и задержке, в секундах, в течение которых ошибка напряжения должна превысить половину мертвой зоны для OLTC, чтобы переместить положение касания вверх или вниз. Мертвая зона обычно настраивается на два раза шаге напряжения, заданном в параметре Voltage step per tap. Значением по умолчанию является [1.04, 0.0375, 1].

Вводы и выводы

A B C

Три входных терминала соединили обмотки 1.

a b c

Три выходных терминала, соединенные с обмотками 2.

Vm

Этот вход отображается только, когда Внешнее управление параметра OLTC не проверяется.

Соедините с этим входом измеренное напряжение, которым будет управлять регулятор напряжения. Этот сигнал обычно является величиной, в pu, напряжения положительной последовательности, измеренного на терминалах трансформатора (сторона 1 или сторона 2) или в удаленной шине.

Up

Этот вход отображается только, когда Внешнее управление параметра OLTC проверяется.

Вход Simulink для управления положением касания. Применение импульса к этому входу будет инициировать восходящее изменение касания, когда импульс изменится с 0 до 1.

Down

Этот вход отображается только, когда Внешнее управление параметра OLTC проверяется.

Вход Simulink для управления положением касания. Применение импульса к этому входу будет инициировать нисходящее изменение касания, когда импульс изменится с 0 до 1.

m

Выходной вектор Simulink, содержащий 16 внутренних сигналов. Эти сигналы являются или комплексными сигналами (фазовращатели напряжения, текущие фазовращатели или импедансами) или управляющие сигналы. К ним можно индивидуально получить доступ при помощи блока Селектора Шины. Они в порядке:

Сигнал	Группа сигнала	Имена сигнала	Определение
1-3	VABC (cmplx)	ВА (pu) VB (pu) VC (pu)	Напряжения Phasor (фаза, чтобы основываться) на входных терминалах A трансформатора, B, C (pu)
4-6	Vabc (cmplx)	Va (pu) Vb (pu) Vc (pu)	Напряжения Phasor (фаза, чтобы основываться) в трансформаторе выходные терминалы a, b, c (pu)
7-9	IABC (cmplx)	IA (pu) IB (pu) IC (pu)	Токи Phasor, текущие во входные терминалы A, B, C
10-12	Iabc (cmplx)	Ia (pu) Ib (pu) Ic (pu)	Токи Phasor, вытекающие из выходных терминалов a, b, c
13-14	Z (cmplx)	Z1 (pu) Z0 (pu)	Положительный - и нулевая последовательность объединяют импедансы (R+jX)
15	Коснуться	Коснуться	Коснитесь положения
16	Готовый	Готовый	Логический сигнал сгенерирован контроллером преобразователя касания. Этот сигнал используется, чтобы включить контроллеру напряжения действие. Готовый сигнал становится (1) после того, как выбор касания был завершен, таким образом включив новое изменение касания. Вверх и вниз по импульсам к OLTC блокируются, пока Готовый сигнал (0).

Примеры

Смотрите power_OLTCregtransformer пример, который иллюстрирует использование блока Three-Phase OLTC Regulator Transformer (Phasor Type), чтобы отрегулировать напряжение на фидере распределения на 25 кВ. Модель фазовращателя по сравнению с подробной моделью регулирования трансформатора. Посмотрите под маскированными блоками, чтобы видеть, как реализованы обе модели. Подробная модель использует переключатели и три Мультиизвилистых блока Трансформатора, тогда как модель фазовращателя использует текущие источники.

Введен в R2006a

Документация