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[整理]PSCAD中的变压器模型.

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基于PSCAD的变压器空投仿真分析

基于PSCAD的变压器空投仿真分析

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。

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建
形接地 变压器模型， 并对其进行 了理论分析和仿真验证。 通过对某 ３ ５ ｋ Ｖ配电 网经消弧线 圈接 地 系统的仿真表明该接地 变压 器模 型设 计合理 ， 从 而为中性 点接地 系统建 立正确仿真模型 奠定了基础 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｐ Ｓ Ｃ ＡＤ ｉ ｓ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｚ ｉ ｇ ｚ ａ ｇ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ
Ｖａ ｌ ｕｅ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
・ｌ ３ ７・
Ｚ型接地变压器在 Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ 下的仿 真模 型构建
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｚｉ ｇ ｚ ａ ｇ Ｇｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｂ ｙ ＰＳ ＣＡＤ
关键词 ： ｚ型接地变压器； Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ； 中性点接 地方式； 仿真验证分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｚ ｉ ｇ ｚ ａ ｇ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ； Ｐ Ｓ ＣＡＤ； ｎ ｅ ｕ ｒａ ｌ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｙ ； ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｒ ｙ ．Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ， ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ０ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｚ ｉ ｇ ｚ ａ ｇ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｂ ｕ ｉ ｈ ｔ ｈ ｅ ｚ ｉ ｇ ｚ ａ ｇ ｒｏ ｇ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ａ ｎｄ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｅ ｉ ｒ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ３ ５ ｋ ｖ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ｉ ｎ ｇ ｖ ｉ ａ ａ ｒ ｃ ｅ ｘ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｉ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｈｅ ｔ ｒｏ ｇ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ， ｔ ｈ ｕ ｓ ｌ ａ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｏｕ ｆ ｎ ｄ ｔｉ ａ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｎ ｅ ｕ ｒａ ｔ ｌ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｒｏ ｇ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １ ．

基于PSCAD／EMTDC的1000kV特高压变压器仿真

基于PSCAD／EMTDC的1000kV特高压变压器仿真

图 ４ 铁 磁 材 料 基 本 磁 化 曲线
绕 组 的 匝数 ； Ｕ Ａ Ｘ， ｍ ｘ ， 分 别 为 特 高压 变 压 器 高 、
同理 ， 得 到图 ２ （ ｂ ） 接线方式 下 电磁 耦合矩 阵方程 ：
Ｎ ＋Ｎｃ ｖ ＮＴ ｖ ０
同理 ， 可 获得 调 压变 、 补 偿 变 电磁 暂 态数 学 模 型 。 调 压变 、 补偿 变均 为非 自耦 双绕 组变 压器 。 励磁 电流分 别为 ｉ ２ ， ３ ， 铁心 内磁 通分 别为 ， ３ 。
式（ ５ ） 中： Ｕ Ａ Ｘ， ｍ ｘ ， 分别为高 、 中、 低压 绕 组 电 压 ； ｉ ， ｉ ， 分 别 为 高 、 中、 低 压侧 电 流 ； ｉ 。 为励 磁 电 流 ，
。
为 磁通 ， 。 与ｉ 之 间 为非 线性 函数 关 系 ， 由铁 磁 材
Ⅳ ｓ ｖ ＋ Ⅳ ｃ ｖ Ⅳ Ⅳ ０ ｌ Ｊ ｅ ｌ Ｊ ｆ ｌ ｏ ５ ｏ ／ ｖ ３ － ］
（ １ ）特 高 压变 压器 基本 结 构 。 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ特 高 压 变
Ｌ
ＬＴ
压 器 由 主体 变 和调 压补 偿 变组 成 ， 主体 变 与调 压 补偿
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ —０ ７ —１ ８ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — ３ ０
李建生 ： 基于 Ｐ Ｓ Ｃ ＡＤ ／ Ｅ ＭＴ ＤＣ 的 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ 特 高压 变 压 器 仿 真
江
１ ８ ２ ０ １ ６年 １ １月
苏
电
机
工
程
第３ ５卷 第 ６期
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ

pscad案例讲解

pscad案例讲解

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。

基于自定义模型的变压器纵差动保护PSCAD仿真

基于自定义模型的变压器纵差动保护PSCAD仿真

图 7 AB 相间短路电流波形图 Fig. 7 Current waveform of AB inter phase short circuit
图 5 A 相匝地短路电流波形图 Fig. 5 Current waveform of A-phase turn ground fault
第 43 卷 第 3 期 2015 年 2 月 1 日
电力系统保护与控制
Power System Protection and Control
Vol.43 No.3 Feb. 1, 2015
基于自定义模型的变压器纵差动保护 PSCAD 仿真
蔡云峰，徐 洋，Biblioteka 琪(江苏省电力公司苏州供电公司，江苏 苏州 215000) 摘要：为了减少变压器的继电保护设计、整定计算存在的误差，提出一种根据内部漏抗参数等值计算与短路阻抗 实际参数测定相结合的方法，利用曲线拟合技术，得出变压器在不同故障条件下的精确等值短路阻抗参数。在此 基础上，采用 FORTRAN 语言接口技术，在 PSCAD／EMTDC 中，结合实际数字式变压器保护装置建立了主保护 及后备保护的精确短路阻抗自定义模型， 并利用等值系统模型对变压器线圈内部不同位置的对地短路、 匝间短路、 相间短路分别进行了仿真计算。结果表明，采用新型的拟合方法及自定义元件能准确地模拟并分析变压器内部故 障及继电保护装置的动作行为，为继电保护的原理设计及实际应用提供科学依据。 关键词：变压器；阻抗；差动保护；后备保护；自定义模型；仿真
图 2 软件仿真模型 Fig. 2 Software simulation model
1.3 变压器故障自定义模型设计 由于变压器发生内部故障时，其短路电抗及漏 电感参数将发生变化，相关回路的差流变化难以预 计， 从而影响到变压器纵差动保护的准确动作[11-12]。 本文引用一种采用了将短路电抗代入回路方程计算 等效瞬时漏感参数的方法做出的等效模型，对本文 中所建保护进行仿真，更贴合于实际大型变压器故 障时的故障现象。 变压器等效阻抗模型如图 3 所示， 其中L tA 、L tB 、L tC 分别对应图 2 中A、B、C三相的 变压器等效阻抗。

电气CAD绘中的变压器和发电机组设计

电气CAD绘中的变压器和发电机组设计

电气CAD绘中的变压器和发电机组设计在电气CAD（计算机辅助设计）绘图中，变压器和发电机组是非常重要的元件。

它们在电力系统中起到了不可或缺的作用。

一、变压器设计变压器是将电能从一电压等级传输到另一电压等级的设备。

在电气CAD绘图中，变压器的设计需要遵循一定的原则。

首先，需要确定变压器的容量和额定电压。

这取决于电力系统的需求以及所提供的负载。

其次，需要考虑变压器的类型，如油浸式变压器、干式变压器等。

根据具体的使用条件和需求选取合适的类型。

最后，还需要考虑变压器的连接方式，如星形连接和三角形连接等。

这些因素都需要在CAD绘图中进行准确的设置和表达。

在CAD绘图中，变压器的图符应当清晰明了，并且符合国际标准。

例如，变压器绘图应包含有高压侧和低压侧的电压标记、变压器的相量图符号等。

此外，还应标明变压器的铭牌数据，如额定容量、额定电压等。

二、发电机组设计发电机组是将机械能转化为电能的设备。

在电气CAD绘图中，发电机组的设计也需要遵循一定的规范。

首先，需要确定发电机组的容量和额定电压。

这取决于电力系统的供电需求和负载情况。

其次，需要选择合适的发电机类型，如柴油发电机组、汽轮发电机组等。

选择合适的类型要考虑到功率因数、效率等因素。

最后，需要考虑发电机组与电网的连接方式，如并网发电、孤岛发电等。

在CAD绘图中，发电机组的图符应当简洁明了。

应包含有发电机的型号、容量、额定电压和功率因数等信息。

同时，还要标明发电机组与电力系统之间的连接方式和接线图等细节。

三、CAD绘图技巧在进行电气CAD绘图时，还需要一些技巧来提高效率和准确性。

首先，要注意使用合适的图层和线型，以便于后期的修改和管理。

其次，要熟悉CAD软件的快捷键和命令，能够熟练操作。

此外，合理利用CAD软件的自动化功能，如块定义和属性设置等，能够提高绘图效率。

最后，要注意审查绘图结果，确保没有错误和遗漏。

总结：电气CAD绘图中的变压器和发电机组设计是电力系统设计中的重要环节。

基于PSCAD V4.6考虑磁滞的变压器模型

第30卷第6期2017年6月广东电力GUANGDONG ELECTRIC POWERVol.30 No.6Jun.2017doi：10. 3969/j. issn. 1007-290X. 2017. 06. 014基于PSCAD V4. 6考虑磁滞的变压器模型杨汾艳s王豹2(1.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东广州510080; 2.广州供电局有限公司，广东广州510620)摘要：为研究计及铁心饱和特性和磁滞特性的变压器模型，对PSCAD V4. 6软件中基于改进J-A磁滞理论对应的变压器模型进行了仿真分析。

首先对比分析了表征变压器铁心磁滞特性的传统J-A模型与改进J-A模型；然 后分析了模型参数对磁滞回线的影响；最后基于经典变压器模型和改进J-A理论对应的变压器模型，以变压器 空载合闸为例，对比分析了合闸角、磁滞和剩磁对变压器励磁涌流的影响。

仿真结果表明：改进的变压器模型能更好地反映铁心的饱和特性和磁滞特性，且能有效地考虑剩磁对励磁电流的影响，用于模拟实际变压器励磁特性具有更好的实用价值。

关键词：变压器；磁滞特性；PSCAD; J-A模型；剩磁中图分类号：TM411 文献标志码： A 文章编号：1007-290X(2017)06-0067-06Transformer Model Considering Hysteresis Based on PSCAD V4. 6YANG Fenyan1, WANG Bao2(1. Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co. , Ltd. , Guangzhou, Guangdong 510080, China；2. Guangzhou Power Supply Bureau Co. , Ltd. , Guangzhou, Guangdong 510620, China)Abstract: In order to study the transformer model considering saturation and hysteresis characteristics of t opaper performs simulation and analysis on the transformer model based on improved J-A hysteresis theory with PSCAD V4. 6 software. It firstly compares traditional J-A model and improved J-A model representing hysteresis characteristic and then analyzes impact of parameters on hysteresis loop. Finally, on the basis of classical transformer model and improved J-A the­ory and taking no-load transformer closed for example, it compares and analyzes influence of close angle, hysteresis and remanent flux on inrush current of the transformer. Simulation results indicate that the improved transformer model can bet­ter reflect saturation and hysteresis characteristics of the iron core, and can effectively consider impact of remanent flux on inrush current, which means better actual application value in simulating excitation characteristic of actual transformer. Keywords：transformer；hysteresis characteristic；PSCAD；J-A model；remanent flux电力变压器是电力系统的重要组成元件，其运 行状态与系统的稳定运行密切相关，如系统运行中 普遍发生的变压器空载合闸操作[14]和变压器直流 偏磁现象[4均在一定程度上影响电力系统的正常 运行，而变压器铁心的磁滞特性是影响变压器空载 合闸和直流偏磁时的励磁电流的重要因素[8_9]。

考虑磁滞特性变压器PSCAD_E_省略_暂态仿真建模方法及励磁差异性分析_吴嘉琪


Vol.36 No.0 000.00, 2016 ©2016 Chin.Soc.for Elec.Eng. 1
DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.160123 文章编号：0258-8013 (2016) 00-0000-00 中图分类号：TM 41
考虑磁滞特性变压器 PSCAD/EMTDC 电磁暂态 仿真建模方法及励磁差异性分析
综合目前变压器模型研究现状，尚有两方面的 问题需要进一步深入研究：
1）考虑磁滞特性变压器 PSCAD/EMTDC 电磁 暂态模型。由于 PSCAD/EMTDC 中经典变压器模 型不能较好地反映电力变压器的励磁特性真实状 况，同时也考虑到，用于国内高压直流输电工程研 究的基于 PSCAD/EMTDC 仿真平台的西门子、南 瑞的所有直流控制保护模型中没有计及磁滞特性 的变压器模型，因此建立考虑磁滞特性的变压器模 型很有必要。
第期
吴嘉琪等：考虑磁滞特性变压器 PSCAD/EMTDC 电磁暂态仿真建模方法及励磁差异性分析
3
电流从 0 瞬间增大至超过饱和电流，随后慢慢减小 至低于饱和电流，接着又增大至超过饱和电流，随 后慢慢减小至低于饱和电流，如此反复。
分析上述情况中磁滞回线的变化特征，近似将 磁滞回线看成由主磁滞回线(含上下支路)和位于主 磁滞回线内部的次磁滞回线簇(含上下支路)组成， 辅助以磁滞中线，其中三者的饱和部分相互重合。 当变压器铁心剩磁为 0 时，工作点先沿着磁滞中线 运动，否则直接沿着磁滞回线运动；在沿着磁滞回 线运动时，电流减小，工作点沿着上支路运动，电 流增大，工作点沿着下支路运动；当电流正负峰值 点超越主磁滞回线饱和点即由多值特性区域进入 单值特性区域后，工作点沿着磁滞中线运动，否则 沿着磁滞回线运动。相应的，需分别对主磁滞回线、 磁滞中线和次磁滞回线簇进行拟合，其中次磁滞回 线簇的拟合尤为重要。 1.1.1 主磁滞回线及磁滞中线拟合

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建摘要：PSCAD是电力系统常用的仿真软件，在利用其进行电力系统仿真时却发现在元件库中不存在实际常用的Z 型接地变压器。

针对在仿真中发现的问题，文章在分析Z型接地变压器原理的基础上，利用PSCAD 中的单相三绕组变压器模块，设计搭建了Z 形接地变压器模型，并对其进行了理论分析和仿真验证。

通过对某35kV配电网经消弧线圈接地系统的仿真表明该接地变压器模型设计合理，从而为中性点接地系统建立正确仿真模型奠定了基础。

Abstract：PSCAD is a commonly used simulation software in power system，but there isn′t the commonly used zigzag grounding transformer in the component library. In view of this problem，based on the analysis of the principle of zigzag grounding transformer，this paper designed and built the zigzag grounding transformer model，and carried on theoretical analysis and simulation verification. The simulation of a 35kv power distribution network earthing via arc extinguishing coil system shows that the design of the grounding transformer model is reasonable，thus laying a foundation for neutral point grounding system to establish acorrect simulation model.关键词：Z型接地变压器；PSCAD；中性点接地方式；仿真验证分析Key words：zigzag grounding transformer；PSCAD；neutral point grounding way；simulation analysis中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）29-0137-020 引言随着电网规模的不断扩大以及城市电缆线路越来越多的应用，当系统发生接地故障时，因接地而产生的接地电流变的很大，加之有可能产生的间歇性弧光接地过电压都有可能导致接地电弧不能自熄从而危及系统安全，对此必须加以限制。

CAD绘中的电气变压器符号解析

CAD绘中的电气变压器符号解析在CAD绘图中，电气变压器是一个重要的元件，用于将高电压变
换成低电压或者低电压变换成高电压。

在电气系统中，变压器的符号
通常是三角形，其中箭头表示变压器的方向。

在本文中，我们将详细
介绍CAD绘图中的电气变压器符号的解析。

首先，我们来看一下CAD绘图中电气变压器的符号。

在电气系统中，变压器的符号通常包括两个箭头，它们连接在一个三角形上。

箭
头的方向表示变压器的方向，三角形上的位置表示中性。

在CAD绘图中，我们需要根据具体需要选择合适的符号，并合理摆放。

接下来，我们来看一下变压器的具体种类以及对应的符号。

变压器
可以根据用途分为三类：配电变压器、机车变压器和特种变压器。

不
同类型的变压器有着不同的符号。

配电变压器的符号通常是两个箭头并排，箭头之间画一条短的横线。

这种符号常用于城市供电系统中。

机车变压器的符号通常是两个箭头，箭头之间画一条长的横线。

这
种符号常用于铁路系统中。

特种变压器的符号通常是有两个箭头，箭头之间没有横线，这种符
号常用于特定的电气设备中。

在使用CAD绘图软件时，我们还需要注意一些细节问题。

例如，
在绘制符号时，我们需要保证符号的大小和比例适合当前的绘图比例。

此外，在符号中还需要标注变压器的电压等级和相数等信息。

总而言之，在CAD绘图中，电气变压器符号的解析是一个复杂而
又重要的问题。

正确使用电气符号可以帮助我们更好地理解电气系统，并有效地解决工程问题。

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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。

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。

此组件有以下外部连接：∙Top left connection: 高压侧∙Top right connection: 低压侧∙Bottom left connection: 三相绕组的星形连接点其连接方式如下图所示:5.Modeling Autotransformers（模拟自耦变压器）在PSCAD中，除了可直接使用上述的自耦变压器模型外，用户还可以借助现有的具有合适分接头的变压器分模型可自己构造自耦变模型。

如下图所示，其为单相自耦变的等效电路，使用了经典的单相变压器组件，其分接头位于二次侧（这是模拟自耦变的可行方法）。

分接头可以设定一个较大的运行范围。

按如图所示构造的自耦变模型与实际的自耦变模型相比，在使用上有一些注意事项：∙以上构造精确模拟了自耦变分接头在100%设定值时的情况。

∙ 分接头设定值的改变通过变压器匝数比的改变来模拟。

分接头位于100％位置时的单位标么电抗和磁化电流用于计算新的电压变比（对应分接头位于其它位置）下的导纳。

磁化支路（非理想变压器）置于两个绕组电抗之间。

比如，如果忽略磁化电流，二次绕组带有分接头的导纳阵计算如下：这里：212L L a L =+，是从绕组1看去的绕组1和2之间的漏抗；12V a V ==，变比； T=二次侧绕组分接头设定值。

如果计及磁化电流，表达式于上类似不过更为复杂。

6.Classical（经典模型）6.11-Phase 2-Winding Transformer（单相两绕组变压器）本组件基于经典模型构造方法模拟了单相两绕组变压器。

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。

6.21-Phase 3-Winding Transformer（单相三绕组变压器）本组件基于经典模型构造方法模拟单相三绕组变压器。

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。

6.3 3-Phase 2-Winding Transformer（三相两绕组变压器）本组件基于经典模型构造方法模拟三相两绕组变压器。

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。

本组件可等效地由三个单相两绕组变压器连接构成，用户可以选择每侧绕组的互联形式，Y或Δ。

经典模型中不考虑相间互感。

如下图所示，即为使用单相变压器进行构造的等效电路图。

6.4 3-Phase 3-Winding Transformer（三相三绕组变压器）本组件基于经典模型构造方法模拟了三相三绕组变压器。

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。

经典模型中不考虑相间的耦合。

6.5 3-Phase 4-Winding Transformer（三相四绕组变压器）本组件基于经典模型构造方法模拟了三相四绕组变压器。

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。

经典模型中不考虑相间的耦合。

6.6 The Classical Approach （经典方法）解释互感理论可以两铁芯绕组为例进行说明。

其如下图所示：这里：11L =绕组1 的自感； 22L =绕组2的自感； 12L =绕组1、2之间的互感。

1V 和2V 分别为绕组1和2两端的电压。

考虑到绕组之间的互感，描述两侧绕组电压电流关系的方程式如下所示：(6.1)为了求解绕组电流。

需要将电感矩阵求逆：(6.2)这里：对于紧密耦合的绕组，即缠绕在变压器同一铁芯臂上，其变比定义为两绕组的匝数比。

对于理想变压器，即为初级绕组和次级绕组的电压比。

对于理想变压器两侧绕组的电压1E 和2E ，有以下关系式成立：(6.3)和(6.4)使用以上变比a 的定义可将(6.1)改写成以下形式：(6.5)这里：由此，方程(6.1)中的电感矩阵参数可通过标准的变压器测试得到，前提是电流为正弦。

任一绕组“x ”的自感为其它绕组开路时，绕组“x ”电压均方根值Vx 与电流均方根值Ix 的比值。

这也就是开路试验，此时的电流Ix 为磁化电流，自感Lxx 按下式给出：(6.6)这里，ω为测试中采用的弧频率。

类似地，两绕组“x ”和“y ”之间的互感可以通过对“x ”侧施加电压“y ”侧闭合，而其它绕组开路的方法得到。

互感Lxy 定义如下：xxy yV L I ω=(6.7)变压器通常不是以这种形式得到的。

如图（2）所示的变压器等效电路，其参数L1、L2和L12通常是通过开路和短路试验得到。

例如我们忽略绕组的电阻，当绕组2短路（即V2=0）时，产生电流()112V L L ω+（假设122aL L ）。

通过测量这一电流可以计算得到总的漏抗12L L +。

类似地，当绕组2开路，绕组1流过的电流是()1112V L aL ω+，而由此可得到112L aL +的值。

进行绕组2加电压、绕组1开路试验，可以得到222122V I a a L L =+。

因此通过开路试验，还可以得到额定变比a 。

PSCAD 基于开路磁化电流、漏抗和额定绕组电压计算电抗。

为了解释如何获取EMTDC 所需的参数，以一个单相两绕组变压器为例进行说明。

变压器数据如下表所示：如果忽略绕组电阻，即可以通过短路试验得到12L L +的近似值。

如下：11210.126.525base base Z L L mH ω+== (6.8)这里，()()21100100base kV Z MVA =为阻抗基准值。

由于没有其它可靠的数据，我们假定变比为额定变比：100 2.050kVa kV==(6.9)一、二次绕组电流基准值，如下：()()12100 1.00.5100base base MVA I kA I kA kV ===(6.10)由此，可以看到当一次绕组施加100kV 电压时的磁化电流如下：11221%1%m base m base I I I I ==(6.11)但从等值电路中可以得到以下表达式：()()212112221121m base m base L a L I V I V aL a L +=+ (6.12)这里，()()11121221222base base m base basem V L a L I V L a L I aωω=+=+。

因此，有：122211m base m base I V I V a=(6.13)得到：12L L =(6.14)通过比较方程(6.8)和(6.14)，可以得到1213.263L L mH ==，从方程(6.12)可以得到1226.5119a L H =。

可以得到方程(6.1)中的参数如下：1111226.5252H L L a L =+=(6.15)212222 6.6313H L a L L a +== (6.16)1213.2560H L =(6.17)互感矩阵求逆以上讨论到互感系数K 趋近于1时，电感矩阵的逆阵中的元素会变得很大趋向于无穷大。

这样以来，按不能再按方程(6.5)求取变压器电流。

过于小的磁化电流会导致方程病态情况出现。

在这样的情况下，建议仅用漏抗模拟变压器而不再考虑磁化支路，如图3所示。

这样的模型即为PSCAD 中的理想模型。

对于理想变压器，电流导数（即1dI dt 和2dIdt）与电压之间的关系如方程 所示；此电流方程对应于任一侧的短路电流试验，另一侧施加电压源（注意：21I a I =-始终成立，而电压1V 或2V 根据试验情形其中有一个为零）得到：1122211I V a d I V a a dt L -⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦(6.18)这里：212L L a L =+，是从绕组1看去的绕组1和2之间的漏抗；12V a V ==，变比；若同一铁芯上的绕组多于两个时，同样可以进行类似的分析，以得到理想变压器电压形式的变压器电流导数。

但计算公式更为复杂，PSCAD 目前仅允许单个铁芯上有3个绕组。

绕组和铁芯损耗对于理想变压器模型，磁化电流支路没有计及，需要单独另加。

铁芯损耗用变压器每侧绕组的并联等值电阻来表示。

为保持各绕组阻抗的均匀分布，每一绕组上的并联电阻大小是不同的，其值基于空载输入参数求得。

大多数研究中，铁芯和绕组损耗是可以忽略的，因为对结果的影响很小。

传输线上的损耗要远大于变压器的。

铁芯饱和大多数研究中，需要对铁芯饱和进行精确模拟。