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电力变压器仿真模型的设计目录绪论................................... - 6 -一．本课题意义....................................... - 6 -二．本文主要工作..................................... - 7 -三．使用工具介绍..................................... - 7 -第一章变压器的基本原理................. - 8 -§1.1 变压器的工作原理................................. - 8 -§1.2 单相变压器的等效电路........................... - 10 -§1.3 三相变压器的等效电路及连接组问题............... - 11 -第二章变压器仿真的方法简介............ - 13 -§2.1 基于基本励磁曲线的静态模型..................... - 13 -§2.2 基于暂态磁化特性曲线的动态模型................. - 14 -§2.3非线性时域等效电路模型......................... - 15 -§2.4 基于ANN 的变斜率BP 算法 .................... - 16 -第三章单相变压器的仿真................ - 17 -§3. 1 单相变压器仿真的数学模型...................... - 18 -§3.1.1 单相变压器的等效电路分析........................ - 18 -§3.1.2 龙格－库塔法则的介绍............................ - 19 -§3.2 单相变压器仿真的程序流程及功能介绍.............. - 20 -§3.3 单相变压器仿真的实例计算及结果分析.............. - 21 -§3.3.1单相变压器仿真的波形分析........................ - 21 -§3.3.2单相变压器的励磁涌流的分析...................... - 23 -§3.3.3单相变压器励磁涌流的特征........................ - 26 -第四章三相变压器的仿真................ - 26 -§4. 1 三相变压器仿真的数学模型...................... - 27 -§4.1.1仿真的数学依据................................. - 27 -§4・1・1・1三相变压器Yd11连接组模式............. -27 -§4・1・1・2三相变压器Ynd11连接组模式 .......... -29 -§4・1・1・3三相变压器YnyO连接组模式............. -29 -§4・1・1・4三相变压器Yy0连接组模式.............. -30 -§4.1.2 电源电压的描述................................. - 31 -§4.1.3铁心动态磁化过程简述........................... - 31 -§4.1.3.1 极限磁滞回环的数学描述...................... - 31 -§4.1.3.2暂态局部磁滞回环的描述...................... - 32 -§4.1.3.3剩磁的处理.................................. - 34 -§4.2 三相变压器仿真的程序流程及功能介绍.............. - 34 -4.2.1 分段拟和加曲线压缩法方法一（两段修正的反正切函数）4.2.2 分段拟和加曲线压缩法方法二（两段修正的反正切函数加两段34 -直线）................................................ -. 36 -4.3 三相变压器仿真的计算实例及结果分析 ............. - 37 -§4.3.1励磁涌流的仿真.................................. - 37 -§4.3.1.1方法一：用两段修正的反正切函数拟和压缩..... - 37 -§4.3.1.2方法二：用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压缩38 -§4.3.1.3两种方法的比较分析......................... - 39 -§4.3.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析.......... - 40 -§4.3.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响................. - 40 -§4.3.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响........... - 41 -§4.3.3三相变压器励磁涌流的特征....................... - 42 -第五章结论与展望...................... - 44 -参考文献............................... - 45 -附录Matlab 程序....................... - 46 -§1.在Yd11 接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序............................................................................................... - 46 -§2.在Ynd11 接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序............................................................................................... - 49 -§3.在Yny0 接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ............................................................................................... - 51 -§4.在Yy0 接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序52 -§5.在Yd11 接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序............................................. - 53 -§6.在Ynd11 接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环................................................. - 56 -§7.在Yny0 接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序............................................. - 57 -§8.在Yy0 接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序............................................. - 58 -摘要随着电力系统的飞速发展，对变压器的保护要求也越来越高。
变压器空载合闸原理
变压器在空载状态下，指变压器的二次侧未接负载，只有一定的励磁电流通过一次侧。
当合闸时，变压器的空载合闸原理如下：
1. 合闸操作：合闸操作就是让一次侧电源送电给变压器，使得励磁电流流过一次侧绕组。
2. 励磁电流产生：一次侧电源为变压器提供一定的电压，经过一次侧绕组产生一定的励磁电流。
这个励磁电流会产生一个磁场，作用于变压器的铁心和绕组中。
3. 磁场诱导：励磁电流通过一次侧绕组产生的磁场会传导到二次侧绕组中，诱导出二次侧的电动势。
4. 空载电压产生：二次侧的电动势会引起二次侧产生一定的电压，这个电压称为空载电压。
空载电压大小与一次侧的电压成一定的比例。
5. 维持磁场：在一次侧断开电源后，二次侧的电动势仍然能够维持励磁电流的存在，继续维持磁场的产生。
6. 劐磁电流的作用：励磁电流通过一次侧绕组产生的磁场会传导到二次侧绕组中，诱导出二次侧的电动势，励磁电流的作用使二次侧绕组电流很小或者接近于零。
7. 应用领域：变压器空载合闸适用于变压器在空载状态下运行，
即二次侧未接负载，只用来提供一定的励磁电流，而不用于输出电功率。
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。
第四章三相变压器的不对称运行及瞬态过程目录第一节对称分量法 (1)第二节三相变压器的各序阻抗及其等效电路 (3)第三节三相变压器Y yn连接单相运行 (6)第四节变压器次级侧突然短路时的瞬态过程 (10)第五节变压器空载合闸时的瞬态过程 (13)小结 (17)思考题 (18)习题 (19)第一节对称分量法前面分析的是变压器的对称运行状态，而在实际运行中，变压器有时会处于不对称运行状态。
产生不对称运行的原因有：①外施电压不对称；②各相负载阻抗不对称；③外施电压和负载阻抗均不对称。
这都将引起变压器三相电压不对称和流经变压器的三相电流不对称。
在变压器及交流电机中不对称运行的分析常采用对称分量法，下面介绍这一方法。
对于对称的三相系统，三相中的电压、、只能看成是一个独立变量。
如相序为a、b、c,已知便可立即写出其余两相电压（4-1）式中是一个复数算子，应有；。
对于不对称的三相系统，三相中的电压、、互不相关。
它们的大小不一定相等，也没有固定的相位关系，、、为三个独立变量。
必须建立三个方程式联立求解。
所谓对称分量法，实质上是一种线性变换。
应用对称分量法把不对称的三相系统分解为三个独立的对称系统，即正序系统、负序系统和零序系统。
例如，、、为不对称三相电压，把每相电压用三个分量表示，即不对称电压正序负序零序（4-2）下标“＋”、“－”、“0”分别表示正序、负序和零序，其电路示意图如图4－1所示图4－1 把不对称三相电压分解为三相对称电压不对称系统、、只有三个独立变量，变换后也只能用三个新的独立变量取代。
而在式（4－2）中引进了九个变量，其中必需有六个变量为不独立变量。
如令、、为独立变量，则、、和、、均为不独立变量，为此必须引进约束条件。
在式（4－2）中抽出各相的正序电压、、组成正序系统，且令满足约束条件（4－3）正序系统的性质是每相大小相等，相序为a、b、c，彼此相位差1200。
同理，在式（4－2）中抽出各相负序电压、、组成负序系统，且令满足约束条件（4－4）负序系统的性质是，每相大小相等，相序为a、c、b，彼此相位差1200。
XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：报告成绩：学院教学工作部制目录摘要 (3)第一章变压器介绍 (4)1.1 变压器的磁化特性 (4)1.2 变压器保护 (4)1.3 励磁涌流 (7)第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3.1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3.3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4.2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5.1 仿真长线路末端电压升高 (25)5.2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5.4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。
文章阐述了励磁涌流的产生及其特性，利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流，目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性。
本文在Matlab的编程环境下，分析了当前的变压器仿真的方法。
在单相情况下，分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象，和单相励磁涌流的特征。
在三相情况下，在用分段拟和加曲线压缩法的基础上，分别用两条修正的反正切函数，和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型，并在Matlab下仿真实现。
通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析，三相励磁涌流的特征分析，总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。
变压器空载试验的原理与测试方法详解变压器是电力系统中重要的电气设备，用于改变电压的大小，实现能量的传输和分配。
为了保证变压器的性能和可靠性，需要进行各种试验，其中包括空载试验。
本文将详细介绍变压器空载试验的原理和测试方法。
一、空载试验的原理空载试验是在变压器的一次侧（低压侧）不接负载的情况下进行的试验，目的是研究变压器在无负荷情况下的电性能以及铁心的损耗和电流损耗。
空载试验可以用于评价变压器的工作性能、核定变压器的容量、检验变压器的制造质量、判定变压器是否符合设计要求等。
在空载试验中，变压器的一次侧电压保持恒定，二次侧不接负载。
通过测量一次侧和二次侧的电压、电流和功率等参数，可以得到变压器的空载电流、空载损耗、空载电压调整率、空载电流调整率等指标，以评估变压器的性能。
二、空载试验的测试方法1. 确定试验条件在进行空载试验前，首先需要确定试验条件。
包括试验电压、试验频率、试验温度等。
试验电压应按照变压器的额定电压选择，通常为额定电压的90%~97%。
试验频率一般为变压器的额定频率。
试验温度应与变压器的运行温度相当，以保证测试结果的准确性。
2. 进行试验测量在试验过程中，需要测量的参数包括一次侧电压、二次侧电压、一次侧电流、二次侧电流等。
可以使用数字电压表、数字电流表等仪器进行测量。
同时，还需要测量变压器的温度，可以使用温度计或红外测温仪进行测量。
3. 计算试验结果通过测量得到的参数，可以计算出变压器的空载电流、空载损耗、空载电压调整率、空载电流调整率等指标。
计算方法可以根据具体的试验要求和标准进行。
4. 分析试验结果根据计算得到的试验结果，对变压器的性能进行分析。
空载电流和空载损耗的大小反映了变压器的电流特性和损耗特性。
空载电压调整率和空载电流调整率反映了变压器在负载变化时的稳定性。
三、注意事项1. 在进行空载试验之前，需要保证变压器没有外接负载，在试验过程中也不能有负载接入。
2. 进行实际试验前，需要检查试验设备和仪器的工作状态及准确性，确保试验数据的可靠性。
变压器空载试验与负载实验在变压器电压稳定性评估中的应用变压器是电力系统中常见的电力传输设备，用于将电能从一个电压等级转换为另一个电压等级。
在变压器的使用过程中，为了确保其稳定可靠地工作，需要进行空载试验和负载实验，以评估其电压稳定性。
1. 空载试验的目的与内容空载试验是在变压器的一侧（一般是高压侧）仅接通电源，而另一侧（一般是低压侧）开路的情况下进行的。
其主要目的是评估变压器的无负载损耗以及磁化电流。
在进行空载试验时，需要测量变压器的输入功率、输出功率、电压、电流等参数，并计算相关的电路参数。
2. 负载实验的目的与内容负载实验是在变压器的一侧（一般是高压侧）接入电源，并在另一侧（一般是低压侧）接入负载的情况下进行的。
其主要目的是评估变压器在额定负载下的电压稳定性以及负载能力。
在进行负载实验时，需要测量变压器的输入功率、输出功率、电压、电流等参数，并计算相关的电路参数。
3. 变压器电压稳定性评估方法在变压器空载试验和负载实验中，通过测量变压器的输入电压和输出电压，可以计算电压的稳定性指标，如电压调节率和电压波动率。
电压调节率衡量了变压器输出电压在负载变化时的稳定性，电压波动率则反映了变压器输出电压的波动程度。
这些指标可以用来评估变压器在实际运行中的电压稳定性，并为电力系统的规划和运行提供参考依据。
4. 变压器电压稳定性评估的意义变压器在电力系统中承担着重要的功用，其电压稳定性是保障电力系统正常运行的重要因素之一。
通过空载试验和负载实验对变压器的电压稳定性进行评估，可以发现潜在的问题，及时进行调整和修复，确保电力系统的稳定运行。
同时，电压稳定性评估结果还可用于改进设计和选用合适的变压器型号，提高电力系统的效率和可靠性。
综上所述，空载试验和负载实验在变压器电压稳定性评估中起着重要的作用。
通过对变压器输入和输出电压的测量和分析，可以评估其电压稳定性指标，并为电力系统的规划和运行提供参考依据。
在实际应用中，我们需要准确执行这些试验，并根据评估结果进行相应的调整和优化，以确保变压器在电力系统中的可靠运行。
变压器综合仿真设计一一、设计目的：1.掌握SIMULINK仿真环境常用模块库和电力系统模块库；2.对变压器运行进行仿真设计。
二、设计内容：1.单相变压器空载运行，观察空载电流的大小和励磁电流的畸变情况；2.单相变压器空载合闸，观察原边电流和铁芯内主磁通的变化规律；3.单相变压器副边突然短路，观察原副边电流的变化规律。
问题分析：1.单相变压器空载运行时，原边电流主要用来产生主磁场，而电路损耗和铁芯损耗很小，因此即使外加电压很大，空载电流仍然很小。
由于铁磁材料的非线性，在外加电压为正弦规律变化时，原边电流将畸变为尖顶波。
运用simulink建立仿真模型可以观察到这些现象。
2.变压器空载合闸属于过度过程问题，适合采用simulink进行动态仿真。
只需要按照电路的基本结构构建仿真模型即可。
铁芯内的主磁通Φ可以通过空载时的副边电压U2测量，两者之间的数学关系，即3.变压器副边突然短路时，原副边电流将瞬间大幅度增加。
然后随过渡过程的进行逐渐达到稳态值。
作为一种特殊的过渡运行状态，同样可以运用simulink仿真平台加以仿真。
三、SIMULINK仿真模型：1.单相变压器空载运行SIMULINK仿真模型在新建的simulink仿真窗口中，拖入饱和单相变压器（Saturable Transformer）、交流电压源（AC Voltage Source）、电压测量（Voltage Measurement）、电流测量（Current Measurement）、示波器（Scope）等模块，然后按照下图进行连接，建立仿真模型。
2.变压器空载空载合闸仿真模型3.变压器短路仿真模型三、设计报告要求1、相关内容理论分析；2、构建仿真结构框图（包括说明语句）；3、图形输出及说明；4、设计总结。
变压器空载试验与负载试验的温升分析与评估导言：变压器是电力系统中的重要设备之一，其稳定运行对于电力系统的可靠性至关重要。
为了确保变压器的正常运行，需要进行各类试验来评估其性能与安全性。
其中，变压器的空载试验与负载试验是两个常见的试验方法。
本文将对这两种试验的温升分析与评估进行讨论。
一、变压器空载试验温升分析与评估空载试验是在变压器的一侧施加额定电压且在另一侧断开负载的试验。
该试验旨在确定变压器的无负载损耗和空载电流。
通过对空载试验的温升分析与评估，可以评估变压器的冷却系统是否正常工作，预测其温升情况，并为正常运行提供依据。
温升分析方法：1. 理论计算法：根据变压器的设计参数，通过理论计算求解变压器的温升。
这种方法适用于设计高度标准化的变压器，但考虑不了实际运行过程中的各种因素，因此结果与实际情况可能存在偏差。
2. 经验公式法：基于历史数据和经验公式对温升进行评估。
这种方法考虑了变压器不同部分的工艺差异，可以较为准确地评估温升情况。
经验公式法主要适用于相对简单的变压器，对于复杂的变压器来说，精度可能不够高。
3. 模拟仿真法：利用计算机软件对变压器进行仿真模拟，通过数值计算得到温升情况。
这种方法可以考虑到变压器的复杂结构与不同工况下的运行状态，结果可信度较高。
温升评估：根据温升分析结果，可以对变压器的温升情况进行评估。
通常情况下，变压器的实际运行温升应该低于设计温升，以确保变压器工作在可靠与安全的范围内。
如果实际温升超过设计温升，可能会导致变压器过热，甚至损坏。
二、变压器负载试验温升分析与评估负载试验是在变压器的一侧施加额定电压且在另一侧加上额定负载进行的试验。
负载试验的主要目的是评估变压器的额定负载能力和负载特性，在实际负载工作条件下，验证变压器是否能够正常工作。
温升分析方法：1. 实测法：在负载试验过程中，通过仪器对变压器各部分的温度进行实时监测和记录。
通过对实测数据的分析，可以得到变压器的温升情况。
毕业设计（论文）题目基于Matlab的合闸空载线路过电压仿真分析学院专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师---------------------------------目录--------------------------------------------------------------1第1章绪论------------------------------------------------------------------2 1.1课题研究目的和意义--------------------------------------------------------2 1.2国内外研究概况、水平和发展趋势-------------------------------------------------31.3 本论文研究内容 ----------------------------------------------------------6 第2章Matlab/SimPowerSysterms的使用-------------------------------------------------72.1 Matlab/Simulink概述---------------------------------------------------------------------72.1.1 Matlab/Simulink发展简史---------------------------------------------------------72.1.2 simpowersystems库发展简史-----------------------------------------------------82.2 Simulink的基本操作---------------------------------------------------------------------92.2.1 模块及信号线的基本操作--------------------------------------------------------92.2.2 系统模型的基本操作-------------------------------------------------------------112.3 Simulink 系统建模的步骤-------------------------------------------------------------112.4断路器合闸电阻值及接入时间选取------------------------------------------122.5空载线路合闸过电压---------------------------------------------------------132.6操作过电压分析-------------------------------------------------------------142.6.1操作过电压的限制措施-----------------------------------------------------152.7空载线路合闸过电压仿真模型的建立------------------------------------------------162．7.1未使用合闸电阻的仿真模型的建立过程----------------------------------------16 未使用合闸电阻的仿真参数的设置-----------------------------------------------17未使用合闸电阻的仿真波形---------------------------------------------------------19得到的结论------------------------------------------------------------------------------192.7.2使用单级合闸电阻----------------------------------------------------------------------202.7.3使用两级合闸电阻----------------------------------------------------------------------212.7.4使用三级合闸电阻----------------------------------------------------------------------22第3章结论----------------------------------------------------------------------------------22第4章工作进度安排-----------------------------------------------22第5章参考文献------------------------------------------------------------------------------23第6章英文原文-----------------------------------------------------------------24 第7章译文-------------------------------------------------------------------------------------28第8章致谢--------------------------------------------------------------------------------------30第1章绪论1.1课题研究目的和意义我国电网的特点是能源资源与经济发展地理分布极不平衡，水电主要分布在西南、西北地区，煤炭主要集中在华北地区，负荷中心却集中在东部和东南部的沿海地区。
