实验基于Simulink配电变压器模型的建立及仿真

于MATLAB_Simulink的变压器建模与仿真基于MATLAB/Simulink的牵引变压器建模与仿真徐（西安铁路局安康供电段新陕西汉中 723000）摘要：针对多种牵引变压器接线方式，建立数学模型，基于Matlab/Simulink仿真软件，建立牵引变压器的仿真模型，并验证数学模型和仿真模型的一致性。

利用所建立仿真模型对不同接线形式牵引变压器在不同条件下对公用电网产生的谐波和负序影响进行仿真试验，对研究各种类型的牵引变压器特性在我国电气化铁路的应用提供条件。

关键词：牵引变压器；数学模型；仿真模型；Matlab/Simulink 中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0610061－03 牵引变压器按其特性可分为平衡接线和不平衡接线。

其中不平衡接线有单相接线、Vv接线和YNd11接线；平衡接线是试图实现三相两相对称变换而提出的，主要代表方式有Scott，Leblanc、Kubler、Wood-bridge、阻抗匹配接线等。

本次主要总结了常用牵引变压器的特点并建立数学模型，包括每种牵引变压器的原理结构、原次边电气量关系等，基于Matlab/Simulink软件建立牵引变压器仿真模型，并对牵引变压器在不同条件下的负序、谐波特性的进行了研究. 1 牵引变压器数学模型研究 1.1 YNd11接线 YNd11变压器接线原理如下图所示，如果忽略激磁电流及其漏阻抗压降，二次侧绕组ac相与一次侧绕组A相同相，cb相与C相同相。

由于变压器一次侧绕组A，B，C相与电力系统的相序一致，A相滞后C相，对应的二次侧ac也滞后cb相[2]。

其中Z为牵引端口对应变压器漏抗，和β相的端口电压。

1.2 Vv接线 Vv接线牵引变压器接线原理如图2所示。

为二次侧空载相即α相图2 Vv接线牵引变压器设Vv接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为可得电流输入输出关系[3]：和，电压输入输出关系如下：图1 YNd11接线牵引变压器设YNd11接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为和假设变压器原边中性点接地，可以得出一次侧三相电流。

实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验目的1) 熟悉Simulink 的工作环境；2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用;3） 掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型实验内容输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路，搭建如图１所示的一个简单交流单相电力系统，在仿真进行中，负载通过断路器切除并再次投入。

π型等值电路具体元件参数如下：Ω=2.5R ，H L 138.0=，F C C μ967.021==.π型等值电路图1 简单电力系统仿真示意图1) 在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型,并进行仿真，观测负载电流和输电线路末端电压；2) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因；3） 比较不同功率因数,如cos φ=1、cos φ=0。

8（感性)、cos φ=0。

8(容性）负载条件下的仿真结果实验原理与方法1、系统的仿真电路图实验步骤根据所得建立模型,给定参数，得到仿真结果cosφ=1cosφ=0。

8(感性)cosφ=0.8(容性）实验结果与分析cosφ=1cosφ=0.8(感性)cosφ=0。

8（容性）仿真结果分析（1)在纯阻性负载电路中，电压相位与电流相位相同；与感性负载相比,断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量.（2）在感性负载中，电压相位超前电流相位；断路器重新闭合时，交变的电流瞬间增加了一个直流分量，随后逐渐减小.(3)在容性负载中，电压相位滞后于电流相位;断路器重新闭合时，电流瞬间突变至极大；与感性负载和纯阻性负载相比，断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用，电压波形畸变很小。

（4)当断路器断开时,线路断路，电流突变为0，但电压行波仍在进行,因此在末端能够测量到连续的电压波形，但断路器断开对电压波形造成了影响，产生了畸变。

这是由于能量是通过电磁场传递的,线路断开时电压继续向前传递。

总括：L和C对输出波形振荡的频率和幅度影响程度不同，当变化相同幅度时，电容对振荡频率和幅度的影响要比电感的大.感想：Matlab中Simulik通过拖拉建模方式对电路进行仿真，具有快捷、方便、灵活的特点。

基于Matlab/Simulink的变压器运行仿真分析作者：田震来源：《科技创新与应用》2019年第26期摘; 要：文章简单介绍了变压器运行原理，在理论基础上，运用Matlab/Simulink中电气系统模块库中的仿真模型，对常见的双绕组三相变压器在空载合闸过程中产生励磁涌流的工况进行仿真建模，并通过模型获得了空载合闸时电流电压变化曲线及其变化规律，研究结果对提高变压器运行的可靠性、减少事故发生率具有一定的指导意义。

关键词：变压器;Matlab;仿真;励磁涌流中图分类号：TM407; ; ; ; 文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2019）26-0009-03Abstract： In this paper， the principle and mechanism of transformer operation are briefly introduced. On the basis of theory， the simulation model of electrical system module library in Matlab/Simulink is used. In this paper， the simulation modeling of the excitation inrush current produced by the common double-winding three-phase transformer in the process of no-load closing is carried out， and the current and voltage variation curve and its variation law during no-load closing are obtained through the model. The research results have certain guiding significance to improve the reliability of transformer operation and reduce the incidence of accidents.Keywords： transformer; Matlab; simulation; excitation inrush current引言在電力系统运行中，变压器是重要设备之一，能够保证整个系统连续的、可靠的稳定运行，但它也是容易发生电力系统各种事故最多的设备之一，为了更好地研究变压器的结构特点和保护运行方式，对变压器进行仿真显得十分必要。

simulink的电力系统仿真实验原理电力系统仿真实验原理：电力系统仿真实验是利用Simulink软件对电力系统进行建模、仿真和分析的过程。

该实验主要包括如下几个步骤：1. 建立电力系统模型：在Simulink环境中，根据实际电力系统的结构和特性，利用各种电力元件如发电机、变压器、传输线路、负荷等构建电力系统模型。

可以根据具体需要设置不同的电路参数和拓扑结构，以便对各种电力系统问题进行仿真分析。

2. 设定仿真参数：根据实验要求，设定仿真的时域范围、仿真步长以及模型的输入和输出要求。

例如，可以设定仿真时间为几百毫秒或几秒钟，仿真步长为毫秒级别，以获取系统各个节点的电压、电流等参数。

3. 添加模型控制器：根据需要，可以在模型中添加各种控制器如PID控制器、调速器等，以实现对电力系统的调节和控制。

控制器的参数可以根据实验要求进行设定和调整，以达到理想的控制效果。

4. 进行仿真实验：单击Simulink软件中的"运行"按钮，系统便开始进行仿真计算。

Simulink根据所设定的仿真参数和模型的输入，采用数值计算方法对电力系统进行仿真计算，并输出各个节点的电压、电流等参数。

仿真的过程也可以通过实时仿真功能进行可视化展示。

5. 分析仿真结果：根据仿真结果，可以对电力系统的运行情况进行分析和评估。

例如，可以分析系统的稳定性、安全性、损耗情况等。

如果仿真结果与实际情况存在差异，可以进一步调整电力系统模型和仿真参数，以提高仿真的准确性。

通过Simulink软件的电力系统仿真实验，可以有效地分析和解决实际电力系统中的问题。

同时，仿真实验也为电力系统的运行和优化提供了可靠的依据，减少了实验成本和风险。

实验十二 SIMULINK实现系统的建模与仿真一、实验目的1．熟悉Simulink的操作环境，掌握构建系统模型的方法；2．掌握用Simulink对系统模型的仿真分析方法。

2.，掌握Simulink中子程序模块的建立与封装技术，对简单系统所给的教学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。

内容：根据试验指导书要求对所给实例：1．熟悉Simulink 的集成环境，掌握构建系统模型的方法；2．掌握Simulink 对系统模型的仿真分析方法。

内容：1．利用传递函数建立仿真模型，然后进行仿真分析；2．分别采用数值法、符号法和Simulink 仿真求解定积分。

目的：1．掌握利用Simulink仿真模块实现信号微积分运算和信号叠加的方法；2．熟悉触发电路和整流电路模型的构建方法和应用技巧。

内容：1．建立信号合并和微积分运算的仿真模型，设置相关仿真参数，将仿真结果送至示波器显示；2．设计触发方式分别为上升沿和下降沿的触发电路；3．设计全波和半波整流电路，并利用频谱分析议比较经两种整流电路处理后的信号谐波分量。

目的：1.掌握噪声的概念。

2.了解Simulink 建模的一般步骤和方法。

3.掌握Scope的使用。

内容：1.利用Simulink 建模；2.使用Scope参看信号，并绘图；3.使用Spectrum 噪声频谱，并绘图。

进行Simulink 仿真。

二、实验原理1.基本的三维绘图指令plot3完整调用格式为plot3(X,Y ,Z,’s ’,’PropertyName',PropertyValue,...)。

在三维空间绘出X 、Y 、Z 三者之间的关系曲线；字符串’s ’指定线型及数据点型，也可设定点线的颜色；PropertyName 属性名和PropertyValue 属性值对线和点进行更丰富的设置。

2.三维曲面绘图指令surf完整调用格式为surf(X,Y ,Z,c,'PropertyName',PropertyValue)，X 、Y 、Z 构成曲面上的坐标点。

实验四 SIMULINK仿真模型的建立及仿真（一）一、实验目的：1、熟悉SIMULINK模型文件的操作。

2、熟悉SIMULINK建模的有关库及示波器的使用。

3、熟悉Simulink仿真模型的建立。

4、掌握用不同的输入、不同的算法、不同的仿真时间的系统仿真。

二、实验内容：1、设计SIMULINK仿真模型。

2、建立SIMULINK结构图仿真模型。

3、了解各模块参数的设定。

4、了解示波器的使用方法。

5、了解参数、算法、仿真时间的设定方法。

例7.1-1 已知质量m=1kg，阻尼b=2N.s/m。

弹簧系数k=100N/m，且质量块的初始位移x(0)=0.05m，其初始速度x’(0)=0m/s，要求创建该系统的SIMULINK 模型，并进行仿真运行。

步骤：1、打开SIMULINK模块库，在MATLAB工作界面的工具条单击SIMULINK图标，或在MATLAB指令窗口中运行simulink，就可引出如图一所示的SIMULINK模块浏览器。

图一：SIMULINK模块浏览器2、新建模型窗，单击SIMULINK模块库浏览器工具条山的新建图标，引出如图二所示的空白模型窗。

图二：已经复制进库模块的新建模型窗3、从模块库复制所需模块到新建模型窗，分别在模块子库中找到所需模块，然后拖进空白模型窗中，如图二。

4、新建模型窗中的模型再复制：按住Ctrl键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块到适当位置，便完成了积分模块的再复制。

5、模块间信号线的连接，使光标靠近模块输出口；待光标变为“单线十字叉”时，按下鼠标左键；移动十字叉，拖出一根“虚连线”；光标与另一个模块输入口靠近到一定程度，单十字变为双十字；放开鼠标左键，“虚连线”变变为带箭头的信号连线。

如图三所示：图三：已构建完成的新模型窗6、根据理论数学模型设置模块参数：①设置增益模块<Gain>参数，双击模型窗重的增益模块<Gain>，引出如图四所示的参数设置窗，把<Gain>增益栏中默认数字改为2，单击[OK]键，完成设置；图四：参数已经修改为2的<Gain>增益模块设置窗②参照以上方法把<Gain1>增益模块的增益系数改为100；③修改求和模块输入口的代数符号，双击求和模块，引出如图五所示的参数设置窗，把符号栏中的默认符号（++）修改成所需的代数符号（--），单击[OK]键，完成设置；图五：改变输入口符号的求和模块参数设置窗④对积分模块<Integrator1>的初始状态进行设置：双击积分模块<Integrator1>，引出如图六所示的参数设置窗，把初始条件Initial condition 栏中的默认0初始修改为题目给定的0.05，单击[OK]键，完成设置。

基于MATLAB/SIMULINK的变压器微机保护系统仿真研究电气工程及其自动化专业王伟建指导老师马景兰讲师摘要介绍了变压器微机保护的基本原理，重点分析了作为变压器主保护之一的差动保护原理和差动回路里的不平衡电流问题。

在此基础上，利用 MATLAB/Simulink 里的 powersystem模块库，搭建了变压器故障以及差动保护、过电流保护、接地保护的仿真模型，仿真分析其保护出口与故障波形均与理论分析一致，证明了仿真模型的正确性与有效性，研究中所搭建的变压器故障和保护模型以及所采用的仿真分析方法，具有较强的通用性和广泛的工程应用价值。

关键词MATLAB/Simulink, 变压器, 微机保护, 仿真分析1 前言电力变压器是电力系统中十分重要的电气设备，一旦发生故障，将给电力系统的稳定运行带来严重的后果,在现代供电力系统中，对于变压器的保护，微机保护以其独特的优势应用越来越普及。

目前对于变压器微机保护的研究比较前沿的理论很多，如将数字信号处理技术应用于差动保护中，傅式算法实现及其改进算法，也有国外学者将专家系统，模糊逻辑和神经网络等人工智能方法引入变压器微机保护的研究中。

变压器微机保护由主保护和后备保护构成。

主保护主要是由差动保护来完成的，防止外部短路时的不平衡电流以及防止励磁涌流所致的误动。

防止外部短路时的不平衡电流造成的误动，本文中采用动作可靠的比率制动方法。

防止励磁涌流导致的误动作，则采用二次谐波制动的方法，二次谐波制动技术制动可靠，是防止励磁涌流引起的保护误动作的一个实用的解决方案。

2 变压器差动保护原理变压器纵差保护是变压器绕组故障时变压器的主保护，差动保护的保护区是构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。

变压器差动保护涉及有电磁感应关系的各侧电流，其构成原理是磁势平衡原理。

以双绕组变压器为例，如果两侧电流、都以流入变压器为正方向，则正常运行或外部故障时根据磁势平衡原理有：(1) 式中：、是变压一次侧和二次侧绕组匝数，是励磁电流。

实验报告一基于MATLAB的变压器空载运行状态的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器空载运行状态的工作原理。

2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建变压器空载运行状态的仿真框图。

二、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem三、实验模块介绍1.示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。

2.为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.3.电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。

4.电流测量，用于检测电流，使用时串联在被测电路中，相当于电流表的检测棒，其输出端“i”则输出电流信号。

5.交流电压源，提供一个交流电。

6.饱和变压器。

7.串联RLC支路。

四、实验原理图1-1 单相变压器空载运行原理图五、仿真实验内容图1-2单相变压器空载运行仿真模型仿真参数设置如下：示波器参数设置如图1-3、1-4所示：采样时间Sample time 为1e-6s,端口number of axes为4。

图1-3示波器参数设置图1-4示波器参数设置交流电压源参数设置，U=220，f=50Hz,如图1-5所示。

图1-5交流电压源参数设置阻感参数设置,R=0.14 ,L=1e-3 H如图1-6所示：图1-6阻感参数设置饱和变压器参数设置，如图1-7所示。

图1-7饱和变压器参数设置多路测量仪参数设置，如图1-8所示。

A)B)图1-8多路测量仪参数设置分离器参数设置，图1-9所示。

图1-9分离器参数设置有效值参数设置，如图1-10显示。

图1-10有效值参数设置六、仿真实验运行结果七、实验体会通过这次仿真实验，我更深入理解了变压器空载运行状态的工作原理。

另外要感谢老师的辛苦指导，使得我的仿真实验顺利完成。

实验报告二姓名：梁玉梅学号：1112090137 指导教师：刘桂英基于MATLAB的变压器负载运行的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器负载运行的工作原理。

实验2:基于Simulink配电变压器模型的建立及仿真在电力系统Simulink 仿真环境下,本文提出了一种新的变压器模块参数设置方法。

在一定假设条件下,采用等效电路法,求取10kV 配变参数,搭建配变模型,并设计出变压器空载和短路试验仿真系统,对配变模型进行仿真。

通过对仿真结果的分析,证明了本方法的正确性和有效性。

配电变压器模型的建立Simulink 环境下应用上述方法建立S91000/10kV 配电变压器模型, 设置模块参数。

变压器铭牌参数如下:= 1000 KVA n S , Y / D 1 1 联结, U H / U L = 1 0 / 0 . 4 , P0= 1.7kW,空载电流百分比I 0 =0.7% , P k = 10 .3 kW,短路电压百分比U k = 4.5%。

由式(1)~(5)求得, R H*= R L *=0.00515 , L H * = L L * = 0.022 R H = 0.515Ω , X H= 2.2Ω代入方程组(6),由MathCad[ 3 ] 求解如图3 所示。

从中可以看出R m =5.881⨯104Ω,X m =1.472⨯104Ω。

折算至高压侧标么值为R m* =588.1 , X m * =147.2。

仿真分析为了验证所计算参数的正确性, 进行配电变压器空载试验和短路试验仿真。

图4 所示是基于MATLAB/Simulink 的变压器空载试验仿真系统。

该实验在变压器高压侧施加额定电压, 低压侧开路。

从图中显示模块可以看出空载损耗为1. 682kW,近似于实际技术参数1. 7 kW。

空载仿真图空载电流如下空载电压如下短路试验仿真全图短路电压如下图短路电流如下图由于变压器本身复杂的电磁关系及Simul ink 中变压器模块参数不能直接由铭牌数据获取,从而为仿真参数设置带来了一定困难, 为此, 本文提出了在假设条件的前提下, 采用基于等效电路的方法, 求取配变的仿真参数,建立了配电变压器模型。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统Simulation and Analysis System for Power Transformer Relay Protection学生姓名学院名称专业名称指导教师年月日徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。

徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要电力变压器作为电力系统中重要的主设备之一，在电力系统中承担着变换电压、交换功率的重要作用，其运行情况直接影响整个电力系统安全稳定运行。

但是近年来，变压器保护的正确动作率远低于线路保护，因此对变压器故障仿真研究具有十分重要的理论意义和实用价值。

本文针对变压器保护中的一些问题，主要完成了以下工作: 以电力系统中常见的三相变压器为研究对象，介绍了变压器主保护和后备保护基本原理，并重点分析了差动保护原理、励磁涌流产生机理。

根据变压器微机继电保护的基本原理、逻辑构成、保护算法及实现流程，利用MATLAB/Simulink里模块，搭建了变压器外部故障模型和内部故障模型。

Simulink 建立系统模型与仿真1.实验原理 1)建立直流电机模型转速反馈控制直流调速系统仿真，是直流电机初级的控制方式。

其控制模型为二阶系统，具体结构采用PI 调节方式。

直流电动机：额定电流VUn220=，额定电流AI dn55=，额定转速min/1000r n N =，电动机电势系数r V C emin/192.0∙=，假设晶闸管整流装置输出电流可逆，装置放大系数44=s k ，滞后时间常数sT s00167.0=，电枢回路总电阻Ω=1.0R ，电枢回路电磁时间常数s T l 00167.0=，电力拖动系统机电时间常数s T m075.0=，转速反馈系数r V min/01.0⋅=α，对应额定是给定电压VU n10=*。

仿真框图：2)示波器图像保存方法对于示波器图形，由于背景色为黑色打印效果不理想这里采用响应控制，将其转化为普通图像以方便再加工，涉及语句：>> set(0,'ShowHiddenHandles','On')>> set(gcf,'menubar','figure')首先将示波器窗口置顶，然后在命令行中输入相应语句，就可把示波器图像转化为普通图像，即可在图像编辑窗口进行加工。

2.实验方案1)转速反馈控制直流调速系统仿真图2）仿真步骤首先建立模型，根据公式计算出相应参数，并设置。

其次选择输入信号为阶跃信号进行仿真，仿真时间为0.7s 再次给更改输入信号为单位斜坡信号，再次仿真观察结果。

3）相应仿真设置（1）传递函数设置（2）增益设置（3）斜坡输入设置3.实验结果1）零状态阶跃输入响应（1）中间电流环节相应输出（2）转速响应输出2）单位斜坡输入响应（1）单位斜坡输入响应（2）中间电流环节相应输出（3）单位斜坡转速响应输出4.实验结果分析通过Simulink仿真可以非常方便的得到电机模型的阶跃和斜坡响应。

基于Matlab/Simulink的电力变压器仿真建模及特性分析二O一四年三月前言额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以k·V A或M·V A表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。

较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。

最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。

当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

国内生产电力变压器较大的厂家有一开投资集团，中电电气，保变天威，西电集团，山东明大电器，山东电力设备厂等。

[2]当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。

二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。

主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。

[1]电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压〔电流〕变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压〔电流〕的设备在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。

利用变压器提高电压，减少了送电损失。

[3]电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。

变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。

总之，升压与降压都必须由变压器来完成在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。

其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。

这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。

国家统计局数据显示，2007-2011年，电力变压器制造行业的销售规模不断扩大，销售收入每年以13%以上的速度增长，2011年销售收入到达1784.36亿元，同比增长16.53%;实现利润总额102.14亿元，同比减少5.43%。

MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真实验报告姓名：******专业：电气工程及其自动化班级：*******************学号：*******************实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块：（1）无穷大功率电源模块（Three-phase source）（2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load）（3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch）（4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)）（5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement）（6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault）（7）示波器模块（Scope）（8）电力系统图形用户界面（Powergui）按电路原理图连接线路得到仿真图如下：1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置1.2.1 电源模块设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：1.2.2 变压器模块变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图：1.2.3 输电线路模块根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图：1.2.4 三相电压电流测量模块此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：1.2.5 故障设置模块勾选故障相A、B、C，设置短路电阻0.00001Ω，设置0.02s—0.2s发生短路故障，参数设置如下图：1.2.6 示波器模块为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“Data History”栏设置为下图所示：1.3 无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小，短路电流周期分量的幅值为Im=10.63kA，时间常数Ta=0.0211s，则短路冲击电流为Iim=17.3kA。

基于MATLAB/Simulink 的电力系统故障分析10kv系统三相短路分析三相短路（以中性点不接地系统模型为类）模块搭建:三相短路各元件参数设置如下:MuiliTffer' Frcml:Linc1_\/otc|Fr« mF~roi-LZ■ ___ Lin总3IK31L:LfleSjEsbsjF-nrrT□bo―►aOi5oe£e 3-W 1 叽’L31C-«tod2A如Line V1blLlBmietEr Sequer« Ar-n. yzerg Block Para meters: Three ・P hase SourceThree-Phase Source (nask} flink；Threc-phasG voltaze sourc G in seriei with RL bxanch.Param«rsPhase—to-phase rss voltage (V):110. 5e3Phase anrl4 of chase A (degreGs):1°FrtQuency (Hz):Internal connection:|Y厂Specify iaped&nce usins sh^xfcircuit levelSouree resistance (Otesi:|0. 009Source inductance (H):116. 58e-5Apply |OK Cancel H.lpBlock Parameters; Linel-Three-Phase PI Section Lin已ziaslc) (link)Thi® block inpleaents a three-phxt• PI section lint to represent a thiQG-phasG transaision line.This block rGpresents only one PI section. To inplenentc aore that one PI secti-on, you siaplr need to connect copies of this block in sexies・ParoaQtQTS -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Freauency used for R L C specification (Hz):F5Poiitive- ind zero-seauence resiBtances (Ohas/ka) [ K： RO ]:| [ 0.01273 0. 3SG4：Positive* and zero"£eo.uenc© inductances K-lcn) [ Ll LO ]:|T 0. 9327e-3 4. 1264e-3]Positive- and Z4ro--ssau4nee ea.Dacitane€5 (Fjks； I Cl CO I :I [12. 74e-9 7. 751e-9FLine section length (ka：:1130OK Cancel Kelp Apply■OK Cancel I E«lp 厂 删 Function Block Parameters; AddlAdd cr subtract inputs. S^cify cne oi the fol.ovmg:a. string containing • or - for each input port, for spacer tetrem ports (e. c.—・Db) scalar >=】・ A value > 1 seal all inputs: 1 sunt •Itstnts of a single input vectorMain | Sifnal data typacIcon shaoe: | re:t&ngulax▼]List of sxcni:I 4**Sasple tme -1 fox lEherxted):卜】 X I Cancel 1 Help 1 Appl*Q c5s3.N/Mu hi meter 1Helpu*rbr*. Lc^dO Lo a>133 Uan: Ubri IZLc i U H : HiF MJ I C I/fault. B » Vb: IhrcQ-Pbazc C _lVb. IHtec ?hase Ja^lvl/Faulv AI AT. s ad!LcadOI CD Goad3lb: Ib"Q ・7hd" faultl/fault B lb: Ih^ec-?hasc F aulvl/Iau2V Cu» lb: Ihtrao ・7乃a=a FArjlt 1/FAult A —Z_JCown |R«rnve*f - 1zJUpdste 吕；Source Block Parameters; FromFroaKeceive sienals; froa the Goto block irith the specifiGd :as ・ If the tae is defined as r scoped ， in the Gotoblock, then a Goto Tae Visibility bl-ock aust te used to define the visibility of the tac ・ After ： UpdateDiafraa t the block icon displays the selected tag nase >Local taes are enclosed in brackets. .], and scoped tagna=es are enclosed in brae€g ; J).L^adO Loft<13 Load.3 Sele 匚T Measu errentsZJ d小 Plot Sd 》ded“E3Uworts^utput/cc:如加制Source Block Parameters; From4 「町〕一Fron----------------------------------------------sdcnalt froa the Octo- bl>ck with the specified tar- If the tae is d<tfin«d scon昼d‘ in the Goto bice匕then a Goto 7ar Visibility bloek aust beused to define the visibility of the tag. After ' Update Diaeraa, the block icon displays the selected tag naae(local tags are enclosed in brackets.:], and scoped tag nazes axe enclose! in braces：：｝〉・OK Cancel I Help Function Block Parameters: Discrete 3・phase Sequence Analyzer三相短路仿真波形如下:如图1―― a、b、c三相短路电流仿真波形图分析：正常运行时，a、b、c三相大小相等，相位相差120 度。

三绕组配电变压器simulink仿真学院：电控学院班级：电气0901班一、实验目的利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建系统的仿真模型，使用线性变压器来模拟三绕组配电变压器，模拟三绕组配电变压器负载平衡和不平衡时电源有功功率和无功功率变化的情况。

二、仿真模型图仿真系统中供电主回路的电网采用单相电源模块（AC Voltage Source）模拟；配电变压器采用线性变压器模块（Linear Transformer）模拟；两个相同的感性负载和一个容性负载采用单相并联RLC负载模块（Parallel RLC Load）电压测量模块V prim（Voltage Measurement）用以测量主供电网电源电压；电流测量模块I prim（Current Measurement）用以测量变压器一次侧电流；功率测量模块（Active & Reative Power）用以测量电源有功和无功功率；电流测量模块I neutral用以测量配电变压器二次侧中点电流；示波器（Scope）用以观察测量值的变化情况。

三、模块参数及仿真参数的设置模块参数设置为：单相交流电源：电压有效值为14400V,相角为0°，频率60Hz。

线性变压器：标称功率75Kva，频率60Hz；绕组1电压有效值14400V，电阻0.01欧，电感0.03H；绕组2电压有效值120，电阻0.02欧，电感0；绕组3电压有效值120，电阻0.02欧，电感0；磁化电阻50Rm，磁化电抗50Lm。

单相并联RLC负载：Load1、Load2电压120V，频率60Hz，有功功率20000W,电感无功功率10000var，电容无功功率0；Load3电压240，频率60Hz，有功功率30000W，电感无功功率0，电容无功功率20000var。

断路器：电阻1e-5欧，初始状态为闭合，缓冲电阻为inf，缓冲电容为0，转换时间0.05.仿真参数设置：仿真时间为0.2s，变步长ode23tb，相对误差1e-4.其他参数均使用默认值。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统Simulation and Analysis System for Power Transformer Relay Protection学生姓名学院名称专业名称指导教师年月日徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。

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论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要电力变压器作为电力系统中重要的主设备之一，在电力系统中承担着变换电压、交换功率的重要作用，其运行情况直接影响整个电力系统安全稳定运行。

但是近年来，变压器保护的正确动作率远低于线路保护，因此对变压器故障仿真研究具有十分重要的理论意义和实用价值。

本文针对变压器保护中的一些问题，主要完成了以下工作: 以电力系统中常见的三相变压器为研究对象，介绍了变压器主保护和后备保护基本原理，并重点分析了差动保护原理、励磁涌流产生机理。

根据变压器微机继电保护的基本原理、逻辑构成、保护算法及实现流程，利用MATLAB/Simulink里模块，搭建了变压器外部故障模型和内部故障模型。