PSCAD中的变压器模型

基于PSCAD的变压器空投仿真分析刘为玉;姚长龙【摘要】以海洋石油平台微电网为背景,采用PSCAD仿真软件搭建变压器仿真模型,对变压器产生的励磁涌流及和应涌流进行仿真,调整变压器接地方式、接线组别、合闸角度、剩磁以及系统阻抗观察并记录励磁涌流的变化情况,调整2台变压器接线组别、接地方式,观察和应涌流的变化,得到变压器不同条件下空载合闸的量化结果,提出规避变压器空投风险的相应措施.%The simulation model of transformer was established by PSCAD for the offshore oil platform micro grid,to analyze the inrush current of transformer under different condition.By adjusting grounding mode,wiring group,closing angle,remanence and system impedance of the transformer,the changes inrush current and surge inrush was observed and recorded.The quantifi-cation of no-load of transformer under different conditions was given,and the corresponding measures of no-load transformer risk aversion was put forward,providing a reliable means of operation for oil platform for the safe operation of power grid.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】4页(P123-125,129)【关键词】石油平台;变压器;空载合闸;励磁涌流;PSCAD【作者】刘为玉;姚长龙【作者单位】中海油装备技术有限公司,天津300452;中海油装备技术有限公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】U665.1海洋石油平台属于孤岛电网，大型变压器空载合闸所产生的涌流对电网冲击很大。

1.Introduction to Transformers（引言）EMTDC中使用变压器有两种方法：经典方法和统一的磁等效电路（unified magnetic equivalent circuit (UMEC)）方法。

经典方法用来模拟同一变压器铁芯上的绕组。

也就是说，每一相都是独立的，各单相变压器之间没有相互作用。

而UMEC方法计及了相间的相互作用：由此，可以对3相3臂或3相5臂式变压器构造进行精确的模拟。

每一模型中，铁芯的非线性特征是最基本的不同。

经典模型中的铁芯饱和是通过对选定绕组使用补偿注入电流实现的。

UMEC方法采用完全插值，采用分断线性化的ϕ-I曲线来表征饱和特性。

2.Transformer Models Overview（变压器模型概述）对电力系统进行电磁暂态分析过程中必然会出现变压器。

PSCAD中有两种方法对变压器进行模拟：经典方法和UMEC方法。

经典方法仅限于单相设备，其中不同的绕组处于同一铁芯腿上。

而UMEC方法，考虑到来铁芯的几何外形和相间的相互耦合因素。

除了以上的显著区别外，两种变压器模型之间最基本的区别是对铁芯非线性特性的描述。

在经典模型中，非线性特性采用近似地基于“拐点”、“空心电抗”和额定电压的磁化电流曲线进行模拟。

而UMEC模型则直接采用V-I曲线进行模拟。

与经典模型不同，UMEC模型没有配置在线分接头调整功能。

但是，可以在指定绕组上设置分接头，不过分接头在仿真过程中不能动态调整。

3.1-Phase Auto Transformer（单相自耦变压器）此组件基于经典方法模拟了单相自耦变压器。

用户可以选择采用磁化支路（线性铁芯）或注入电流模拟磁化特性。

理想情况下，可以忽略磁化支路，变压器即为理想模式，仅保留串联的漏抗。

4.3-Phase Star-Star Auto Transformer（三相星形连接的自耦变压器）此组件模拟了由3个单相构成的3相自耦变压器。

用户可以选择采用磁化支路（线性铁芯）或注入电流模拟磁化特性。

1.Introduction to Transformers（引言）EMTDC中使用变压器有两种方法：经典方法和统一的磁等效电路（unified magnetic equivalent circuit (UMEC)）方法。

经典方法用来模拟同一变压器铁芯上的绕组。

也就是说，每一相都是独立的，各单相变压器之间没有相互作用。

而UMEC方法计及了相间的相互作用：由此，可以对3相3臂或3相5臂式变压器构造进行精确的模拟。

每一模型中，铁芯的非线性特征是最基本的不同。

经典模型中的铁芯饱和是通过对选定绕组使用补偿注入电流实现的。

UMEC方法采用完全插值，采用分断线性化的ϕ-I曲线来表征饱和特性。

2.Transformer Models Overview（变压器模型概述）对电力系统进行电磁暂态分析过程中必然会出现变压器。

PSCAD中有两种方法对变压器进行模拟：经典方法和UMEC方法。

经典方法仅限于单相设备，其中不同的绕组处于同一铁芯腿上。

而UMEC方法，考虑到来铁芯的几何外形和相间的相互耦合因素。

除了以上的显著区别外，两种变压器模型之间最基本的区别是对铁芯非线性特性的描述。

在经典模型中，非线性特性采用近似地基于“拐点”、“空心电抗”和额定电压的磁化电流曲线进行模拟。

而UMEC模型则直接采用V-I曲线进行模拟。

与经典模型不同，UMEC模型没有配置在线分接头调整功能。

但是，可以在指定绕组上设置分接头，不过分接头在仿真过程中不能动态调整。

3.1-Phase Auto Transformer（单相自耦变压器）此组件基于经典方法模拟了单相自耦变压器。

用户可以选择采用磁化支路（线性铁芯）或注入电流模拟磁化特性。

理想情况下，可以忽略磁化支路，变压器即为理想模式，仅保留串联的漏抗。

4.3-Phase Star-Star Auto Transformer（三相星形连接的自耦变压器）此组件模拟了由3个单相构成的3相自耦变压器。

用户可以选择采用磁化支路（线性铁芯）或注入电流模拟磁化特性。

pscad案例讲解PScad是一款用于电力系统仿真的软件工具，它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为。

下面将列举10个具体案例，以pscad为工具，讲解其应用和实际效果。

1. 变压器仿真案例：使用PScad可以对变压器进行建模和仿真，分析其在不同负载条件下的电压和电流变化情况，以及其对电力系统的影响。

2. 电力电子器件仿真案例：通过PScad可以模拟和分析各种电力电子器件，如整流器、逆变器、交流调压器等的电压、电流和功率波形，以及其在不同工况下的性能表现。

3. 风力发电系统仿真案例：利用PScad可以对风力发电系统进行建模和仿真，分析其在不同风速和负载条件下的输出功率、电压和电流变化情况，以及其对电网的影响。

4. 太阳能光伏系统仿真案例：使用PScad可以模拟和分析太阳能光伏系统的性能，包括光伏阵列的输出功率、电压和电流波形，以及其在不同光照条件下的运行情况。

5. 电动汽车充电系统仿真案例：借助PScad可以对电动汽车充电系统进行建模和仿真，分析其在不同充电功率和充电时间下的电压、电流和充电效率等参数的变化情况。

6. 输电线路仿真案例：利用PScad可以模拟和分析不同类型的输电线路的功率损耗、电压降和电流波形等参数，以及其对电力系统稳定性和效率的影响。

7. 发电机组仿真案例：使用PScad可以对发电机组进行建模和仿真，分析其在不同负载和运行条件下的电压、电流和功率波形，以及其对电力系统的稳定性和可靠性的影响。

8. 电力系统稳定性仿真案例：借助PScad可以模拟和分析电力系统的稳定性，包括短路故障、过电压、过电流等情况下系统的动态响应和稳定性评估。

9. 动态重构系统仿真案例：通过PScad可以模拟和分析动态重构系统的性能，包括重构过程中的电压、电流和功率波形，以及系统在不同故障条件下的恢复能力。

10. 线路参数优化仿真案例：利用PScad可以进行线路参数的优化研究，通过模拟和分析不同参数配置下的电压、电流和功率波形，以及系统稳定性和效率的变化情况，从而指导实际线路的设计和运行。

科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·76·文章编号：2095－6835（2015）17－0076－01基于PSCAD的单相变压器内部接地故障仿真夏 明（保定天威集团特变电气有限公司设计部，河北保定 071056）摘 要：建立单相变压器的仿真模型，应用仿真软件（PSCAD）对单相变压器内部接地故障进行仿真，并简单地介绍了仿真模型，分析了仿真结果，以期为日后的相关工作提供参考和借鉴。

关键词：仿真软件；变压器；内部故障；仿真结果中图分类号：TM743 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.17.076变压器作为电力系统输配电环节中的重要电气设备之一，其安全、稳定的运行对电力系统有非常重要的影响。

为了确保变压器能够安全可靠运行，需要对变压器进行仿真研究。

本文主要探讨了如何使用仿真软件（PSCAD）对单相变压器内部接地故障进行仿真分析，并通过仿真研究进行相关结果分析。

1 仿真软件在对变压器内部故障进行仿真时，采用的是仿真软件——PSCAD。

PSCAD（Power System Computer Aided Design）程序是由曼尼托巴高压直流输电研究中心（Manitoba HVDC Research Center）开发的，其最主要的功能是对电力系统进行时域和频域的仿真。

另外，利用它还可以实现对交流系统的谐波研究、暂态扭矩的分析、直流系统的启动、直流系统换相方法研究、串联或并联的多端输电系统的电磁暂态仿真和同杆架设的交直流电路的相互影响等。

对于仿真软件，最典型的应用就是当计算电力系统遭受扰动或参数变化时，参数会随着时间而变化。

此外，PSCAD软件还被广泛应用于高压直流输电、FACTS控制器的设计、电力系统谐波分析和电力电子领域的仿真计算等方面。

应用PSCAD 软件对变压器内部故障进行仿真分析可以得出较为标准的结果。

pscad模型案例PSCAD（Power System Computer-Aided Design）是一种用于电力系统仿真的软件工具。

它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为和性能，包括电力传输、配电和控制系统。

下面是一些关于PSCAD模型案例的示例，以展示其在电力系统设计和分析中的应用。

1. 变频器控制系统模型：该模型用于研究变频器在电力系统中的控制策略和性能。

通过模拟不同的负载和控制参数，可以评估变频器的稳定性、响应速度和功率因数等指标。

2. 风电场电网连接模型：该模型用于模拟风电场与电网的连接和交互行为。

通过调整风机的输出特性和电网的负荷条件，可以评估风电场对电网稳定性和电能质量的影响。

3. 短路分析模型：该模型用于分析电力系统中的短路故障。

通过模拟不同类型的短路故障，可以评估系统的保护装置和自动开关的动作性能，以及短路故障对系统设备的影响。

4. 输电线路模型：该模型用于模拟电力系统中的输电线路的行为和性能。

通过调整线路的参数和输入条件，可以评估线路的输电能力、电压稳定性和传输损耗等指标。

5. 电池储能系统模型：该模型用于研究电池储能系统在电力系统中的应用。

通过模拟不同的负载和储能系统的控制策略，可以评估储能系统的充放电效率、能量储存能力和对系统稳定性的影响。

6. 发电机模型：该模型用于模拟不同类型的发电机在电力系统中的行为和性能。

通过调整发电机的参数和控制策略，可以评估发电机的响应速度、电压调节能力和功率因数调整能力等指标。

7. 配电系统模型：该模型用于模拟电力系统中的配电系统的行为和性能。

通过调整配电系统的负荷和变电站的容量，可以评估系统的电压稳定性、短路能力和供电可靠性等指标。

8. 变压器模型：该模型用于模拟变压器在电力系统中的行为和性能。

通过调整变压器的参数和负载条件，可以评估变压器的效率、电压调节能力和短路能力等指标。

9. 非线性负载模型：该模型用于研究电力系统中非线性负载的行为和性能。