Главная страница

Учебное пособие Номер государственной регистрации электронного издания в фгуп нтц информрегистр 0321300817


Скачать 6.46 Mb.
НазваниеУчебное пособие Номер государственной регистрации электронного издания в фгуп нтц информрегистр 0321300817
Дата22.04.2022
Размер6.46 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаmu_350406_11.pdf
ТипУчебное пособие
#490056
страница5 из 17
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17
2.
1.2 Моделирование линий электропередачи в
программе MATLAB приложении Simulink
В программе MATLAB принята приближенная модель линии, схема которой приведена на рисунке 2.5. Условные графические изо- бражения элементов здесь не полностью соответствуют изображени- ям, принятым в России. Особенно сильно отличается от принятого в
России изображение резистора. Поскольку пиктограммы всех схем состоят из условных изображений, принятых в англоязычной литера- туре, здесь для пояснения приведена схема, приводимая в области
«Help» программы MATLAB без корректировки к условным изобра- жениям элементов, принятым в России.
Рисунок 2.5 – Схема замещения линии электропередачи, принятая
в программе MATLAB
Каждую секцию этой модели линии можно рассматривать как частный случай более полных моделей, приведенных на рисунке 2.1
(в модели рисунка 2.5 не учитывается активная проводимость, по сравнению с моделями рисунка 2.1). Модель может содержать от од- ной до нескольких последовательно соединенных идентичных секций с сосредоточенными параметрами, что позволяет приближенно учесть распределение параметров вдоль линии.

44
Число секций зависит от частотного диапазона, который необ- ходимо охватить при моделировании. Приближенно число секций можно определить из выражения
Гц
,
8
v
N
f max

;
LC
1
,
(2.12) где
N
– число секций линии;
v
– скорость распространения вол- ны в км/c, при измерении индуктивности в Гн/км и емкости в Ф/км;

– длина линии, км.
Как видим из схемы замещения линии, применяемой в програм- ме MATLAB (рис. 2.5), при создании модели необходимо задавать индуктивность участков сети. Удельная индуктивность при извест- ном удельном индуктивном сопротивлении определяется по формуле
314
/
x
)
f
2
/(
x
L
0 0
0
(2.13)
В общем случае для моделирования ЛЭП в программе преду- смотрено три блока, пиктограммы, название и назначение которых приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Пиктограммы, название и назначение блоков для моделирования линий электропередачи

Пиктограмма
Название и назначение блока
1
PI Section Line
Pi Section Line
Pi Section Line
Линия электропередачи с сосредоточенными парамет- рами – моделирует однофазную линию электропере- дачи с сосредоточенными параметрами.
2
A
B
C
A
B
C
Three-Phase
PI Section Line
Three-Phase PI Section Line
Трехфазная линия электропередачи с сосредоточен- ными параметрами – моделирует трехфазную линию электропередачи с сосредоточенными параметрами с учетом взаимной индуктивности фаз линии. Модель состоит из одной секции. Для создания модели из не- скольких секций необходимо последовательно вклю- чить нужное количество блоков.
3
Distributed
Parameters Line
Distributed
Parameters Line
Distributed Parameters Line
Линия электропередачи с распределенными парамет- рами. Моделирует многофазную линию электропере- дачи с распределенными параметрами. Применяется для моделирования длинных линий электропередачи, высокочастотных цепей, антенных кабелей и т. п.

45
Как уже указывалось, в реальной линии электропередачи сопро- тивления, индуктивность и емкость равномерно распределены вдоль линии. Точный учет этого распределения необходим для высоко- вольтных линий электропередачи, длина которых соизмерима с дли- ной волны тока в ней. В программе MATLAB для этого предусмотрен блок № 3. С помощью этого блока моделируют протяженные воз- душные линии длиной 300 – 350 км и более и кабельные линии дли- ной 50 – 60 км. Поскольку ЛЭП сельских электрических сетей значи- тельно короче, при моделировании нет необходимости учитывать распределение параметров вдоль линии, поэтому третий блок мы не рассматриваем. Рассмотрим подробно первые два блока.
2.1.2.1 Модель линии с сосредоточенными параметрами
Pi Section Line
Окно задания параметров блока для моделирования фазы линии
(численные значения параметров определены в примере 2.1) приве- дено на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Окно настроек параметров блока Pi Section Line

46
Параметры блока Pi Section Line
Frequency used for R L C specification (Hz) – [Частота, исполь- зуемая для вычисления параметров линии, (Гц)];
Resistance per unit length (Ohm/km) – [Сопротивление линии на
1 км длины (Ом/км)];
Inductance per unit length (H/km) – [Индуктивность линии на 1 км длины (Гн/км)];
Capacitance per unit length (F/km) – [Емкость линии на 1 км длины (Ф/км)];
Length (km) – [Длина линии (км)];
Number of pi sections – [Число pi секций. Минимальное значе- ние – 1.];
Measurements – [Измеряемые переменные]. Значения параметра выбираются из списка:
None – нет переменных для измерения;
Input and output voltages – выбраны входные и выходные на- пряжения;
Input and output currents – выбраны входные и выходные то- ки;
All voltages and currents – выбраны все напряжения и токи.
Для просмотра выбранных величин при моделировании в мо- дель можно добавить блок Multimeter (мультиметр). В окне
Available Measurement (доступные измерения) блока Multimeter, измерение будет идентифицировано меткой, сопровождаемой именем блока:
Измерение
Метка
Напряжение на передающей стороне (вход блока) – Us
Напряжение получающей стороны (выход блока) – Ur
Ток на передающей стороне (вход блока)
Is
Ток получающей стороны (выход блока)
Ir
2.1.2.2 Модель линии с сосредоточенными параметрами
Three-Phase PI Section Line
Окно задания параметров блока для моделирования трехфазной
линии Three-Phase PI Section Line приведено на рисунке 2.7.
Параметры блока Three-Phase PI Section Line:

47
Frequency used for R L C specification (Hz) – [Частота, исполь- зуемая для вычисления параметров линии – частота работы линии
(Гц)];
Positive- and zero-sequence resistances [R1 (Ohms/km) R0
(Ohms/km)] – [Сопротивление прямой и нулевой последовательно- стей линии на 1 км длины (Ом/км)]. Параметр задается в виде векто- ра;
Positive- and zero-sequence inductances [L1(H/km) L0 (H/km)] –
[Индуктивность прямой и нулевой последовательностей линии на 1 км длины (Гн/км)]. Параметр задается в виде вектора;
Positive- and zero-sequence capacitances [C1(F/km) C0(F/km)] –
[Емкость прямой и нулевой последовательностей линии на 1 км дли- ны (Ф/км)]. Параметр задается в виде вектора;
Line section length (km) [Длина линии (км)].
Рисунок 2.7 – Окно настроек параметров блока
Three-Phase PI Section Line

48
Как видим из обзора блоков, моделирующих линии электропе- редачи, для моделирования четырехпроводных сетей можно восполь- зоваться четырьмя блоками Pi Section Line. В зависимости от постав- ленной задачи ЛЭП сельских электрических сетей иногда целесооб- разно моделировать в соответствии со схемами замещения, приве- денными на рисунках 2.3, 2.4. Для этой цели можно воспользоваться блоками, имеющимися в библиотеке приложения Simulink, пикто- граммы и назначение которых приведены в таблице 2.4.
2.1.2.3 Моделирование линий блоками Series RLC Branch и
Three-Phase Series RLC Branch
Таблица 2.4 – Пиктограммы, название и назначение блоков для моде- лирования последовательно соединенных RLC элементов цепи
Пиктограмма
Название и назначение блока
Series RLC Branch
Series RLC Branch
Последовательная RLC-цепь – моделирует по- следовательное включение резистора, индук- тивности и конденсатора
A
B
C
A
B
C
Three-Phase
Series RLC Branch
Three-Phase Series RLC Branch
Трехфазная последовательная RLC-цепь – моделирует трехфазную цепь, состоящую из трех RLC-цепей
Блок Series RLC Branch удобно использовать для моделирова- ния четырехпроводных или несимметричных трехпроводных сетей.
Окно задания параметров блока показано на рисунке 2.8.
Параметры блока Series RLC Branch:
Branch type [Тип цепи] – Параметр выбирается из списка
L – индуктивный,
C – емкостный,
R – активный,
RL – активно-индуктивный,
RC – активно-емкостный,
RLC – активно-индуктивный-емкостный,
Open circuit – разорванная цепь.
Resistance R (Ohms) – [Сопротивление (Ом)]. Величина актив- ного сопротивления. Для исключения резистора из цепи значение со-

49 противления нужно задать равным нулю. В этом случае на пикто- грамме блока резистор отображаться не будет;
Рисунок 2.8 – Пиктограмма блока Series RLC Branch при исключенной емко-
сти из цепи и окно задания параметров блока
Inductance L (H) – [Индуктивность (Гн)]. Величина индуктив- ности. Для исключения индуктивности из цепи ее величину нужно задать равной нулю. В этом случае на пиктограмме блока индуктив- ность отображаться не будет;
Capacitance C (F) – [Емкость (Ф)]. Величина емкости. Для ис- ключения конденсатора из цепи значение емкости нужно задать рав- ной inf (бесконечное значение емкости, что превращает ее в провод- ник). В этом случае конденсатор на пиктограмме блока показан не будет;
Measurements – [Измеряемые переменные]. Параметр позволяет выбрать передаваемые в блок Multimeter переменные, которые затем можно увидеть с помощью блока Scope. Значения параметра выби- раются из списка:
None – нет переменных для отображения,
Branch voltage Voltageнапряжение на зажимах цепи,
Branch current – ток цепи,

50
Branch voltage and current – напряжение и ток цепи; отображае- мым сигналам в блоке Multimeter присваиваются метки:
Ib – ток цепи,
Ub – напряжение цепи.
При моделировании ЛЭП последовательной цепочкой сопро- тивлений необходимо определить параметры линии для всего участка моделируемой сети (пересчитать погонные параметры в зависимости от длины моделируемого участка).
На рисунке 2.8 указаны параметры цепи, соответствующие при- меру 2.1, при этом емкость из схемы замещения линии исключена.
Исключить емкость можно, задав в выпадающем списке строки
Branch typeтип блока (RL) или в строке Capacitance C (F) значение емкости бесконечность (inf).
Блок Three-Phase Series RLC Branch целесообразно использо- вать для моделирования симметричных трехфазных сетей напряже- нием 0,38 – 35 кВ, когда нет необходимости учитывать емкостную проводимость линии. Задание параметров блока аналогично блоку
Series RLC Branch,пример окна задания параметров приведен в раз- деле 5 (рис. 5.4).
2.1.3 Примеры определения параметров линии для
моделирования в программе MATLAB
Пример 2.1
Определить параметры четырехпроводной линии 0,38 кВ, для моделирования в программе MATLAB. Длина линии 400 м, фазные и нулевой провода линии выполнены проводом одинакового сечения марки А-70. Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз принять 40 см.
Решение
Фазные и нулевой провода ЛЭП можно смоделировать с помо- щью блоков Pi Section Lineили Series RLC Branch.
1. Определим параметры проводов для моделирования линии блоком
Pi Section Line:
По каталожным данным [21; 22] находим r
0
=0,412 Ом/км; при
D
ср
=400 мм (табл. 2.1), x
0
=0,283 Ом/км.

51
Определим индуктивность на 1 км длины линии.
4 0
0 10 012
,
9 314 283
,
0
f
2
x
L
Гн/км;
Емкость линии на 1 км длины определим приближенно по ори- ентировочному значению емкостной проводимости для таких линий
b
0
=2,6 10
–6
См/км.
10 28
,
8 10 314 6
,
2 2
9 6
0 0
f
b
C
2. Определим параметры проводов для моделирования линии блоком
Series RLC Branch:
Параметры линии длиной 400 м.
;
Ом
1648
,
0 4
,
0 412
,
0
r
R
0
л

;
Ом
1132
,
0 4
,
0 283
,
0
x
X
0
л

Гн
10 6048
,
3 314 1132
,
0
f
2
X
L
4
л л
Исключим емкость, задав в выпадающем списке строкиBranch
typeтип блока(RL)или в строке Capacitance C (F) значение емкости бесконечность (inf), при этом пиктограмма блока принимает вид, изображенный на рис. 2.8.
Окно настроек блока Pi Section Line для рассмотренного примера приведено на рисунке 2.6, а блока Series RLC Branch на рисунке 2.8.
Пример 2.2
Для моделирования в программе MATLAB определить парамет- ры участка трехфазной линии напряжением 10 кВ, длиной 10 км. Ли- ния выполнена финским проводом СИП марки SAXKA-WM сечени- ем 70 мм
2
Решение
Определим параметры линии для моделирования блоком Three
Phase Pi Section Line.
Финские производители проводов задают погонные параметры в виде, пригодном для непосредственного ввода в программу, пересче- та параметров не требуется.
Каталожные данные проводов: км
/
мкФ
19
,
0
с
;
км
/
мГн
44
,
0
L
;
км
/
Ом
44
,
0
r
0 0
0

52
2.2 Трансформаторы
Трансформаторы предназначены для преобразования одной сис- темы напряжений в другую. Передача электрической энергии на большие расстояния осуществляется на повышенном напряжении, поэтому на электростанциях устанавливаются повышающие транс- форматоры, с помощью которых электрическая энергия, выработан- ная на генераторном напряжении, передается в распределительное устройство повышенного напряжения. Потребители чаще всего полу- чают питание на напряжениях 0,22 – 10 кВ, поэтому перед потреби- телями должны быть установлены подстанции с понижающими трансформаторами.
Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, имеющее две (двухобмоточный) или три (трехобмоточный) индук- тивно связанные обмотки.
Основными элементами силового трансформатора являются об- мотки и магнитопровод.
Обмотку трансформатора, подключенную к сети с высоким на- пряжением, называют обмоткой высшего напряжения (ВН); обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, – обмоткой низшего напряжения (НH).
Любая обмотка (катушка) обладает индуктивностью и активным сопротивлением, поэтому обмотки трансформатора, по которым про- текают токи, должны вводиться в схему замещения активными и ин- дуктивными сопротивлениями.
Намагничивание сердечника магнитопровода характеризуется кривой намагничивания B = f(H). Эта зависимость является нелиней- ной, так как на кривой B = f(H) имеется участок, после которого дальнейший рост напряженности магнитного поля практически не приводит к увеличению индукции в стали. В этой зоне происходит насыщение электротехнической стали. Отношение индукции к на- пряженности поля в любой точке кривой намагничивания называется магнитной проницаемостью (µ), которая характеризует способность материала к намагничиванию и является характеристикой электро- технической стали.
Из-за непрерывного изменения величины и направления намаг- ничивающего тока, протекающего в первичной обмотке трансформа- тора, в магнитопроводе создается изменяющийся магнитный поток, приводящий к перемагничиванию электротехнической стали. Элек-

53 трическая энергия, затраченная на перемагничивание, преобразуется в тепловую энергию, которая приводит к нагреву магнитопровода трансформатора, т.е. потерям энергии. Кроме того, потоки рассеива- ния обмоток частично замыкаются через бак и другие стальные эле- менты трансформатора, что вызывает дополнительные потери на пе- ремагничивание и вихревые токи. Для снижения этих потерь сталь- ные баки трансформатора экранируют пакетами электротехнической стали или пластинами из немагнитных материалов (меди, алюминия).
Из-за нелинейности характеристики намагничивания ток намаг- ничивания является несинусоидальным – зависимость тока намагни- чивания от времени является периодической функцией, но с «вытяну- той» по отношению к функции синуса формой кривой. Ток намагни- чивания и ток, вызывающий потери в стали трансформатора, склады- ваясь с нагрузочным током, протекает по первичной обмотке. Так как нагрузочный ток обычно в десятки раз больше тока намагничивания, то суммарный ток первичной обмотки является практически сину- соидальным. Несинусоидальность тока намагничивания трансформа- тора следует учитывать в режимах работы трансформатора близких к холостому ходу. Кроме того, несинусоидальность тока трансформа- тора значительно увеличивается при повышении напряжения, подве- денного к первичной обмотке трансформатора [24].
2.2.1 Схема замещения трансформаторов и
определение ее параметров
При моделировании трансформаторы вводятся в модель схемой замещения. При этом электромагнитные (трансформаторные), связи заменяются электрическими.
В принципе трансформаторы, так же как и ЛЭП, можно модели- ровать различными схемами замещения [13; 24]. Наиболее точной, хотя и неудобной для практических расчетов, выполняемых вручную, является Т-образная схема замещения (рис. 2.9). В программе
MATLAB для моделирования трансформатора применяется именно эта схема, поэтому рассмотрим ее более подробно.
Схема замещения трансформатора, так же как и линии, имеет продольные и поперечные элементы.
Продольные элементы представлены активными и индуктивны- ми сопротивлениями первичной (R
1
, X
1
)ивторичной (R
2
, X
2
) обмо- ток.

54
Рисунок 2.9 – Т-образная схема замещения
двухобмоточного трансформатора
Поперечная ветвь (ветвь намагничивания трансформатора) представлена в виде активным (R
µ
) и индуктивным (X
µ
) сопротивле- ниями. Два последних параметра определяют активную I
a и реактив- ную I
µ
, составляющие тока намагничивания трансформатора I
x
. Ак- тивная слагающая тока обусловлена потерями мощности в стали трансформатора, реактивная определяет намагничивающий поток взаимоиндукции обмоток трансформатора. Необходимо отметить, что в отечественной практике в отличие от MATLAB в схеме замещения силовых трансформаторов при моделировании электрических сетей принято определять не индуктивности обмоток, а их индуктивные сопротивления, а поперечную ветвь намагничивания представляют при этом активной и индуктивной проводимостями [13; 19].
Рассмотрим, как расчетным путем определить параметры трансформаторов для моделирования в программе MATLAB по ката- ложным данным зарубежных и отечественных заводов- изготовителей. Параметры трансформаторов согласно последней вер- сии программы MATLAB можно задавать в именованных или в отно- сительных единицах.
Параметры трехфазного двухобмоточного трансформатора, не- обходимые для моделирования в программе MATLAB, приведены в таблице 2.5. В таблице для примера приведены параметры трехфазно- го двухобмоточного трансформатора зарубежного производства мощностью 300 кВА.
Расчет параметров трансформаторов, приведенных к базисным величинам, в общем случае можно определить по выражениям, ука-

55 занным в таблице 2.6. Здесь для примера приведены расчеты пара- метров трансформатора с каталожными данными, соответствующими таблице 2.5. Эти расчеты приводятся в руководствах к программе
MATLAB, переведенных с английского языка [1; 4] и адаптированы к каталожным данным трансформаторов, которые приводятся зарубеж- ными изготовителями.
Таблица 2.5 – Параметры трехфазного двухобмоточного транс- форматора, необходимые для моделирования в программе MATLAB
(по каталожным данным зарубежных изготовителей)
Параметр
Обозначение Значение
Единицы измерения
Число фаз
m
3
-
Nominal power
(номинальная мощность)
н
P
300 кВА
Nominal frequency
(номинальная частота сети)
н
f
60
Гц
Первичная обмотка:
Схема соединения
- звезда
-
Nominal voltage (номинальное напряжение)
U
1н
25 кВ
Line-to-line resistance
(межфазное сопротивление)
R
1
*
0,01 о.е.
Leakage reactance
(Индуктивность рассеяния)
L
1
*
0,02 о.е.
Вторичная обмотка:
Схема соединения
- треуголь- ник
-
Nominal voltage (номинальное напряжение)
U
2н
600
В
Line-to-line resistance
(межфазное сопротивление)
R
2
*
0,01 о.е.
Leakage reactance
(Индуктивность рассеяния)
L
2
*
0,02 о.е.
Magnetizing losses at nominal voltage in % of nominal current
(потери на намагничивание при номинальном напряжении в % от номинального тока):
Resistive (активные)
I
10a
0,2
%
Inductive (реактивные)
I
10p
0,2
%

56
Таблица 2.6 – Расчет базисных величин трансформатора по каталожным данным зарубежных изготовителей
Параметр
Расчетное выражение
Значение
Единицы измерения
Frequency
(частота) н
б f
f
60
Гц
Первичная обмотка:
Power
(мощность)
3 10 300
m
P
P
3
н б
1 100∙10 3
ВА
Voltage
(напряжение)
3 10 25 3
U
U
3 1
б
1 14434
B
Current
(ток)
14434 10 100
U
P
I
3
б
1
б
1
б
1 6,928
А
Impedance
(полное сопротивление)
928
,
6 14434
I
U
Z
б
1
б
1
б
1 2083
Ом
Resistance
(активное сопротивление)
928
,
6 14434
I
U
R
б
1
б
1
б
1 2083
Ом
Inductance
(индуктивность)
60 142
,
3 2
2083
f
2
Z
L
б б
1
б
1 6,63
Гн
Вторичная обмотка:
Power
(мощность)
3 10 300
m
P
P
3
н б
2 100∙10 3
ВА
Voltage
(напряжение)
600
U
U
2
б
2 600
B
Current
(ток)
600 10 100
U
P
I
3
б
2
б
2
б
2 166,7
А
Impedance
(полное сопротивление)
7
,
166 600
I
U
Z
б
2
б
2
б
2 3,60
Ом
Resistance
(активное сопротивление)
7
,
166 600
I
U
R
б
2
б
2
б
2 3,60
Ом
Inductance
(индуктивность)
60 142
,
3 2
60
,
3
f
2
Z
L
б б
2
б
2 0,01146
Гн
Параметры цепи намагничивания по данным зарубежных заво- дов-производителей в относительных единицах можно найти, исполь- зуя величину активной и реактивной составляющих тока намагничи-

57 вания (I
10a
, I
10p
), задаваемую в процентах относительно номинального тока. Например, при величине составляющих тока намагничивания равной, заданной в таблице 2.5 (по 0,2%) сопротивление и индуктив- ность цепи намагничивания будут равны 1/(0,02) = 500 о.е. Именно эти параметры цепи намагничивания и задаются по умолчанию при извлечении трансформатора из библиотеки SimPowerSystems.
Для определения параметров трансформаторов по каталожным данным наших заводов-изготовителей, перечень которых приведен в таблице 2.7, нами получены расчетные выражения для определения приведенных значений параметров двухобмоточных трансформато- ров, для моделирования трансформаторов в программе MATLAB.
Расчетные выражения приведены в таблице 2.8. Здесь в качестве U
б должно приниматься номинальное напряжение обмотки трансформа- тора, к напряжению которой приводятся все сопротивления. Чаще всего при моделировании электрических сетей за базисное напряже- ние принимают напряжение той обмотки, которая непосредственно присоединена к линии. Значения сопротивлений, приведенные к на- пряжению высшей обмотки, будут в (U
вн
/ U
нн
)
2
раз большими, чем если бы параметры схемы замещения были приведены к обмотке низкого напряжения.
Таблица 2.7 – Параметры трехфазного двухобмоточного трансформа- тора, необходимые для моделирования в программе MATLAB
(по каталожным данным отечественных изготовителей)
Параметр
Обозначение Значение
Единицы измерения
Число фаз m
3
-
Номинальная мощность трансформатора
S
нт
63 кВА
Номинальная частота сети f
н
50
Гц
Напряжение короткого замыкания
%
к
U
4,5
%
Потери короткого замыкания кз
P
1,28 кВт
Потери холостого хода х
P
0,24 кВт
Ток холостого хода
%
х
2,8
%
Схема соединения обмоток
Y/Y
Н
Необходимо отметить, что активные и индуктивные сопротив- ления обмоток в отличие от программы MATLAB (см. табл. 2.5) оп- ределены по данным параметров из опыта короткого замыкания трансформатора. При этом использовано общепринятое в электриче-

58 ских машинах допущение, что в режиме короткого замыкания поте- рями в цепи намагничивания трансформатора можно пренебречь [24].
Таблица 2.8 – Расчетные выражения для определения приведенных значений параметров двухобмоточных трансформато- ров по каталожным данным отечественных производителей
Параметр трансформатора
Именованные единицы
Относительные единицы, о.е.
Формула
Размер- ность
Активное сопротивление об- моток
2
нт
2
б кз б
2
б
1
S
2
U
Р
R
R
Ом нт кз
*
2
*
1
S
2
Р
R
R
Полное сопротивление об- моток нт
2
б
%
к б
2
б
1
S
2
U
100
U
Z
Z
Ом
200
U
Z
Z
%
к
*
2
*
1
Индуктивное со- противление обмо- ток
2
б
1 2
б
1
б
2
б
1
R
Z
X
X
Ом
2
*
1 2
*
1
*
2
*
1
R
Z
X
X
Индуктивность об- моток f
2
X
L
L
1
б
2
б
1
Гн
*
1
*
2
*
1
X
L
L
Полные потери мощности в режиме холостого хода трансформатора нт
%
х х
S
100
I
S
кВА
100
I
S
%
х
*
х
Намагничивающая мощность транс- форматора
2
х
2
х х
P
S
Q
квар
2
*
х
2
*
х
*
х
P
S
Q
Активное сопро- тивление цепи на- магничивания хх
2
б
P
U
R
Ом хх нт
*
P
S
R
Индуктивное со- противление цепи намагничивания х
2
б
Q
U
X
Ом х
*
Q
1
X
Индуктивность це- пи намагничивания f
2
X
L
Гн
*
X
L
Если при моделировании режимов необходим более точный учет параметров цепи намагничивания трансформатора, их опреде- ляют на основе реальной конструкции его магнитной цепи и распо- ложения обмоток [25].

59
При моделировании сложных схем мы рекомендуем до начала составления сложной модели сети в программе MATLAB проверить точность определения параметров цепи намагничивания трансформа- тора, полученных расчетным путем по выражениям таблицы 2.8. Для этого необходимо провести опыт холостого хода трансформатора на виртуальной модели в программе MATLAB и выполнить все необхо- димые замеры, сравнив полученные результаты с каталожными дан- ными (см. пример 2.3). В случае необходимости можно провести кор- ректировку характеристики намагничивания стали, принятую «по умолчанию» в программе MATLAB.
При моделировании трехобмоточных трансформаторов, если трансформатор выполнен с одинаковыми мощностями обмоток, ак- тивные сопротивления определяют по выражениям таблицы 2.8, при- няв
3 2
1
R
R
R
,
В трѐхобмоточном трансформаторе одна из обмоток может быть выполнена на 2/3 номинальной мощности, (соотношение S
вн
/S
сн
/S
нн
=100/100/66,7% или 100/66,7/100%). Тогда сопротивления обмоток с номинальной мощностью 100% определяются по выражениям табли- цы 2.8, а для обмотки с меньшей мощностью (66,7%) сопротивление, приведенное к номинальной мощности трансформатора, находят, учитывая обратную пропорциональность сопротивлений и мощно- стей обмоток по выражению
100 7
66
R
5
,
1
R
,
(2.14)
Индуктивности обмоток трехобмоточного трансформатора оп- ределяют по выражениям таблицы 2.8, определив предварительно полные и индуктивные сопротивления обмоток. Полные сопротивле- ния определяются по аналогичной формуле для двухобмоточного трансформатора, определив напряжения короткого замыкания каж- дой из обмоток по формулам
)
U
U
U
(
5
,
0
U
н кс н
кв с
кв
%
кв
;
)
U
U
U
(
5
,
0
U
н кв н
кс с
кв
%
кс
;
)
U
U
U
(
5
,
0
U
с кв н
кв с
кн
%
кн
,
(2.15) где U
кв-с
, U
кв-с
U
кс-н
напряжения короткого замыкания в % на каж- дую пару обмоток, по каталогу.
ИндуктивностьL
с или L
н
,соответствующая обмотке, для кото- рой напряжение короткого замыкания получилось отрицательным,

60 имеет величину, близкую к нулю, и при моделировании принимается равной нулю.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


написать администратору сайта