ЭЦД - Трансформатор 3-фазный 2-обмоточный (1 л. сх.)

 
в палитре на схеме

Блок реализует модель трехфазного двухобмоточного трансформатора. Предназначен для использования совместно c элементами библиотеки ЭЦ - Динамика (ЭЦД) v2.0.

Модель 3-фазного 2-обмоточного трансформатора основана на Т-образной схеме замещения, дублируемой для каждой фазы трансформатора. В зависимости от свойства «Схема и группа соединений» можно задать следующие схемы и группы соединений:

В схемах «звезда» наличие вывода средней точки обмотки устанавливается свойствами «Вывод нейтрали ВН» и «Вывод нейтрали НН», при этом обмотка высокого напряжения (ВН) соотносится с портом «1», а обмотка низкого напряжения (НН) с портом «2».

Неравенство сопротивлений намагничивания прямой и нулевой последовательности (для соответствующих схем соединений трансформатора) учитывается дополнительным контуром в схеме замещения с сопротивлением R0 и индуктивностью L0.

Для примера на рисунке (Рисунок 1) приведена схема замещения трансформатора со схемой и группой соединения Y(n)/Y(n)-0.

Рисунок 1. Схема замещения для схемы и группы соединений Y(n)/Y(n)-0: RВН, LВН – активное сопротивление и индуктивность обмотки высшего напряжения; RНН, LНН – активное сопротивление и индуктивность обмотки низшего напряжения; Rm1, L m1 – активное сопротивление и индуктивность намагничивания прямой последовательности; K тр –коэффициент трансформации.

Параметры схемы замещения трансформатора в свойствах блока задаются в относительных единицах.

Базисное сопротивление и индуктивность для параметров обмотки ВН и цепей намагничивания определяются через номинальное значение напряжения обмотки ВН (Uном ВН), номинальную мощность (Sном) и номинальную частоту (fном):

где Kсх ВН – коэффициент схемы обмотки ВН.

Коэффициент схемы i-й обмотки Kсх i равен √3 при соединении i-й обмотки трансформатора в треугольник и 1 при соединении обмотки в звезду.

Базисное сопротивление и индуктивность для параметров обмотки НН определяются с учетом номинального напряжения обмотки НН (Uном НН):

Коэффициент трансформации определятся выражением:

В модели предусмотрена возможность учета нелинейного характера ветви намагничивания трансформатора, которая может быть включена выбором значения «Да» свойства блока «Учитывать характеристику намагничивания».

Характеристика намагничивания может быть задана двумя способами: полиномиальной функцией тока намагничивания от потокосцепления в мгновенных значениях iμ(φ) или кусочно-линейной функцией. Вариант ее задания определяется выбором значения из выпадающего списка свойства «Способ задания характеристики намагничивания».

Функция iμ(φ) задается полиномом N-ой степени (степени должны быть нечетные и обязательно присутствовать 1-я степень). Для трансформатора по умолчанию используется типовая характеристика намагничивания:

Базисное напряжение характеристики намагничивания равно фазному амплитудному значению и определяется по следующей формуле:

Базисный ток характеристики намагничивания равен:

где ki - коэффициент для типовой характеристики равный 2,05 (данный коэффициент и/или коэффициенты полинома могут уточняться для конкретного трансформатора), Ix– ток холостого хода.

Кусочно-линейная функция задается в табличном виде. Значения тока намагничивания и потокосцепления должны быть указаны в относительных единицах при базисных значениях, аналогичных для полиномиальной функции.

Сопротивление дополнительного контура намагничивания R0 и индуктивное сопротивление X0 определяется по выражению:

где Ym1 - проводимость ветви намагничивания прямой последовательности, а Ym0 - проводимость ветви намагничивания нулевой последовательности, определяемые по выражениям:

Параметры ветви намагничивания должны быть заданы таким образом, чтобы выполнялись условия: R0>0 и X0>0. Такой соотношение параметров соответствует превышению активного и индуктивного сопротивлений ветви намагничивания токам прямой последовательности над сопротивлениями токам нулевой последовательности.

В блоке предусмотрена возможность расчета параметров схемы замещения по каталожным данным трансформатора. Для этого необходимо переместить курсор в поле «Значение» свойства «Рассчитать параметры схемы замещения» и нажать появившуюся кнопку.

Для записи рассчитанных значений в свойства модели необходимо нажать кнопку свойства «Записать расчетные параметры в свойства».

Параметры схемы замещения в относительных единицах определяются следующим образом (соотношение сопротивлений обмоток высшего и низшего напряжения определяется обмоточным коэффициентом Kобм):

полные сопротивления обмоток:

активные сопротивления обмоток:
индуктивные сопротивления обмоток:
активное и полное сопротивления холостого хода:
активное сопротивление ветви намагничивания:
индуктивное сопротивление ветви намагничивания:

За положительное направление токов принято: для обмотки ВН направление в трансформатор через порт 1; для обмотки НН направление из трансформатора через порт «2».

Порты

  • 1 – порт трехфазной однолинейной электрической связи обмотки ВН;
  • 2 – порт трехфазной однолинейной электрической связи обмотки НН;
  • N1 – порт электрической связи нейтрали обмотки ВН (порт появляется при выборе значения «Да» свойства «Вывод нейтрали ВН»);
  • N2 – порт электрической связи нейтрали обмотки НН (порт появляется при выборе значения «Да» свойства «Вывод нейтрали НН»).

Свойства

  • Номинальная мощность, кВА;
  • Номинальное напряжение обмотки ВН (линейное, rms), В;
  • Номинальное напряжение обмотки НН (линейное, rms), В;
  • Ток холостого хода, %;
  • Номинальная частота, Гц;
  • Сопротивление обмотки ВН [Xh, Rh], о.е. – параметры схемы замещения;
  • Сопротивление обмотки НН [Xl, Rl], о.е. – параметры схемы замещения;
  • Сопротивление намагничивания прямой последовательности [Xm1, Rm1], о.е. – параметры схемы замещения; значение сопротивлений нужно задавать для параллельного соединения R, L элементов;
  • Сопротивление намагничивания нулевой последовательности [Xm0, Rm0], о.е. – параметры схемы замещения значение сопротивлений нужно задавать для последовательного соединения R, L элементов;
  • Учитывать характеристику намагничивания;
  • Способ задания характеристики намагничивания;
  • Базисный ток характеристики намагничивания, о.е.;
  • Характеристика намагничивания: Lm;
  • Характеристика намагничивания: F;
  • Характеристика намагничивания Im(F);
  • Напряжение короткого замыкания, %;
  • Потери холостого хода, кВт;
  • Потери короткого замыкания, кВт;
  • Соотношение сопротивлений обмоток;
  • Рассчитать параметры схемы замещения;
  • Записать расчетные параметры в свойства;
  • Сопротивление обмотки ВН [Xh, Rh], о.е. – расчетные значения;
  • Сопротивление обмотки НН [Xl, Rl], о.е. – расчетные значения;
  • Сопротивление ветви намагничивания [Xm1, Rm1], о.е. – расчетные значения;
  • Имя на схеме;
  • Схема и группа соединений;
  • Вывод нейтрали ВН;
  • Вывод нейтрали НН.
  • Номинальный ток обмотки ВН (rms), А;
  • Номинальный ток обмотки НН (rms), А;
  • Коэффициент трансформации.

Параметры

  • Ток обмотки ВН [Ia, Ib, Ic], А;
  • Ток обмотки НН [Ia, Ib, Ic], А.