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

Блок реализует модель трехфазного двухобмоточного трансформатора. Предназначен для использования совместно c элементами библиотеки ЭЦ - Динамика (ЭЦД) 2.0.

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:

• Y(n)/Y(n)-0 (звезда/звезда - 0);
• Y(n)/D-11 (звезда/треугольник - 0);
• D/Y(n)-11 (треугольник /звезда - 0).

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.

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 (U_{ном ВН}), номинальную мощность (S_ном) и номинальную частоту (f_ном):

где Kсх ВН – коэффициент схемы обмотки ВН.

Коэффициент схемы i-й обмотки K_{сх 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 (U_{ном 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 i_μ(φ) или кусочно-линейной функцией. Вариант ее задания определяется выбором значения из выпадающего списка свойства «Способ задания характеристики намагничивания».

Функция i_μ(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 k_i - коэффициент для типовой характеристики равный 2,05 (данный коэффициент и/или коэффициенты полинома могут уточняться для конкретного трансформатора), I_x– 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 Y_m1 - проводимость ветви намагничивания прямой последовательности, а Y_m0 - 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 K_обм):

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».