Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建

PSCAD模型与仿真指南 （1）设置仿真时间和步长 新建的仿真工程，先应对“工程”的仿真时间、步长进行设置（也可在建好模型仿真开始前完成）。在“工程”模型窗口空白处鼠标右击，选择Project Setting，出现设置窗口，如图3－1所示，在这里可对本“工程”的仿真时间、计算步长、PSCAD绘图步长等进行设定。一般仿真时间“Duration of run ” 设为0.3~ 0.5s，计算步长“ EMTDC time step ( us ) ”设为0.1, 绘图步长“ PSCAD plot step ( us ) ”设为10。如果计算步长大，则仿真进展快，但是，过电压变小（ 可能会漏掉峰值 ）！

图3－1 设置仿真时间、步长 （2）建立仿真模型 以交流电源串联R-L-C电路为例，先建立新工程，命名为：test1，从主界面右侧或库中选择需要的元件，放在工程上。点击该元件使其变为闪烁，按L或R键，向左或右转90度，直到合适位置。再选择“导线”，点击导线，两端会出现小端点，用鼠标左压并拖动，可调节导线长度。调节方法：点击一段导线，它的两端就会出现两个绿色的方块，此时点住某个方块对导线进行拉长或者缩短，直到想要的长度。用适当长度的导线将各个元件按照原电路的拓扑结构连接起来。注意：导线与导线，或导线与元件的一端连接时，当两条导线或导线与元件接近时，会自动连接上；导线与导线交叉时，相互绝缘，如果要两导线在交叉点连接，需要从主界面右边常用元件中选择“ Pin ”并放置在交叉点。 建立的仿真模型如下图3－2所示，其中E1为测对地电压的测量元件，E2为测“0.3电阻”的端电压，I1为测电流。 图3－2 工程中的元件、导线和电路模型 建立电路模型时应该注意： （1）模型中的元件，特别是同类元件的名字绝对不得重复。 （2）模型图上若有任何无关的东西，例如：一条悬空线、点，或者参数设置不对，例如：负荷及其变压器的容量大于电源变压器的容量，则运行时就会出错。 （3）电源回路必须有一点接地，否则，运行出错。如果要求不接地电源，可以增加一个MΩ级的大电阻。 （4）对大模型应采取“步步为营”的方法建立，即：先建电源与部分元件，试运行一下，通过了，再增加元件，否则，查找问题，直到试运行通过了，才可以继续。 （3）设置元件参数 需要对所有元件的参数（包括元件名称－名称不可重复）进行设定，方法：双击元件符号，弹出对话窗口，修改其中参数，按“OK”退出。一些元件，例如：电源、变压器等，需要设置的参数较多，因此，对话窗口中含有多个副窗口，要一一进行设置。 下面以电源为例，进行参数设置。双击电源符号，出现下图3－3窗口式的设置菜单： 图3－3 电源参数设置对话窗口 电源菜单第1页“Configuration”－配置，这是最基本的设置： （1） 电源名字， （2） 电源内部阻抗，可以选择电感、电容、串联的RLC，理想电源等， （3） 电源是否接地， （4） 专门参数： “Behindt the Source impendance”在电源阻抗之后, － 当仅仅知道电势E和相位角，才选择该项。 “At the Terminal”(在终端) － 如果稳态潮流的最终数据（电压或有功、无功）已知，则选择该项。 （5） 电源的输入方式： 内部的 － 电源的大小、频率由填入表中数据确定，而且为常数； 外部的 － 由其它方式确定。 （6） 电源类型：选择 AC / DC。 第2页“Signal Parameters”－信号参数，如图3－4，可以设置：

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。

电缆模型输出参数单层导体和单层绝缘图1 长度100km，输出out文件如下所示：图2用于潮流计算的线路全长的正序和零序参数，这些参数都是标幺值的形式，基准电压230kV ，基准功率100MW ，计算电阻的基准值为：22(230*1000)529100*1000000U S ==Ω 由此对以上参数进行标幺值和有名值的转换，可得： 修正后线路全长的正序参数：-2sq -1sq sq csq sq =0.2651*10*529=1.4023=0.4779*10*529=25.28=6.659411=*529=*529=79.4366.6594R X B X B ΩΩΩΩΩΩΩ修正后的线路全长的零序参数：-1sq sq sq csq sq =0.1437*10*529=7.6=0.2062*529=109.0798=7.699811=*529=*529=68.70317.6998R X B X B ΩΩΩΩΩΩΩ修正前线路正序参数：-2sq -1sq sq csq sq =0.29664*10*529=1.56=0.5048*10*529=26.7=6.476911=*529=*529=81.67486.4769R X B X B ΩΩΩΩΩΩΩ修正前线路零序参数：-1sq sq sq csq sq =0.3102*10*529=16.4096=0.2858*529=151.1882=6.476911=*529=*529=81.67496.4769R X B X B ΩΩΩΩΩΩΩ修正前的正序参数和零序参数和SEQUENCE COMPONENT DATA 中的正序和零序参数可以对应。

Zsq 的对角线位置，分别是零序、正序和负序。

Ysq 的对角线同样是零序、正序和负序，可以和修正前的参数一一对应。

线路全长为100km 。

图3以上是相的参数，相和序参数有如下关系： 对于串联的电阻和电感：021221111131a b c U U U aa U U a a U ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(1)a s m m ab m s m bc mms c U Z Z Z I U Z Z Z I U Z Z Z I ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(2) 0000111122222000000000000s ms ms m U Z Z I Z I U Z Z I Z I U Z Z I Z I +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦(3) 0s m 1s m 2s m +2--Z Z Z Z Z Z Z Z Z ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦(4) 其中，s Z 为各相的自阻抗、m Z 为各相间互阻抗。

基于PSCAD的高压直流输电系统建模与仿真摘要：为了配合高压直流输电系统在我国的发展，介绍了高压直流输电系统的基本结构和工作原理，运用PSCAD仿真软件分别建立、分析了HVDC系统的简化模型和CIGRE的HVDC 标准测试系统模型，对四种故障下的暂态响应进行仿真计算，仿真结果表明交直流系统中的任何故障都会使直流输电控制系统的控制模式发生快速切换，且其响应速度很快，即使在交流系统故障未切除的很短时间内，直流控制系统也已能达到一种稳定的控制模式。

关键词：高压直流输电(HVDC)；电流源型换流器；PSCAD；PWM；标准测试系统0 引言高压直流输电今年来发展很快，是我国重要的区域联网方式。

文献[1]指出，我国已建成了世界上第一个±800kV的最高直流电压等级的特高压直流输电工程，且计划在2020年前投运的直流输电工程将超过30个，学习和掌握直流输电技术成为电力电子技术领域及电力工程领域工作人员不可缺少的知识构成。

本文利用PSCAD仿真软件对HVDC系统进行了由简单到复杂的建模和仿真，对其运行特性进行观测和研究，是在高压直流输电课程的学习之后的总结与提升，为以后的深入学习奠定基础。

在简化模型中，直流输电系统简化为以不可控整流器、平波电抗器和逆变器相连接的交流电源，逆变器的触发脉冲由PWM调制生成，观测整流输出电流和逆变输出电压。

在较复杂的CIGRE的直流输电标准测试系统模型中，采用可控的双桥12脉动换流器作为整流器和逆变器，观测交直流侧电压、电流。

1 HVDC系统简介4图1 长距离式HVDC系统主接线1—交流系统2—换流变压器3—脉动换流器4—平波电抗器5—交流滤波器6—直流滤波器高压直流输电由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路和将直流电变换为交流电的逆变器三部分构成，因此从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路。

到目前为止，工程上绝大部分直流输电的换流器(又称换流阀，包含整流器和逆变器)由半控型晶闸管器件组成，称采用这种换流器的直流输电为常规高压直流输电。

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PSCAD的单相变压器励磁涌流仿真分析张慧;李俊华【摘要】介绍励磁涌流产生的原因及特点,以单相变压器为例,利用PSCAD软件建立具有饱和特性的变压器仿真模型,考虑合闸时间、剩磁等因素对变压器励磁涌流的影响并进行仿真.结合谐波分析将仿真结果与理论研究对比,表明采用的仿真分析简单有效,为变压器励磁涌流的识别与解决提供了基础.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2011(032)006【总页数】3页(P73-75)【关键词】励磁涌流;饱和特性;剩磁;PSCAD;仿真分析【作者】张慧;李俊华【作者单位】郑州供电公司,河南郑州450052;郑州供电公司,河南郑州450052【正文语种】中文变压器是电力系统中极其重要的电气设备，它的安全运行与否，直接关系到电力系统能否连续稳定地工作.在稳态运行时，变压器的励磁电流很小，一般仅为额定电流的2% ～10%，但在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，对应的励磁电流将急剧增大到稳态值的几十倍，甚至上百倍，此现象称为励磁涌流.现在变压器普遍采用差动保护，但差动保护将因无法区分励磁涌流和内部故障电流而发生误动作［1］.因此，对励磁涌流进行仿真及分析具有重要意义.1 励磁涌流产生的基本原理励磁涌流的大小和铁芯饱和程度、铁芯的剩磁、合闸时电压的相角等因素有关［2－3］.同时，在变压器空载合闸这一瞬变过程中，电流、电压的波形也会发生畸变，产生谐波［4］.笔者以单相变压器为例分析励磁涌流产生的基本原理，假设电源内阻抗为零，且不计合闸回路电阻涌流不衰减.电压与磁通之间的关系为设变压器在t=0时空载合闸，加在变压器上的电压为由磁通不能突变得到空载合闸的铁芯磁通为式中:ω为对应电压Um的磁通幅值，称Φmcos(ωt+α)为稳态磁通，将非同期磁通Φmcosα和剩磁Φr合称为暂态磁通(即非周期分量).当α=0时，铁芯中磁通密度最大可达2Φm+Φr，铁芯饱和程度最为严重.2 仿真分析利用PSCAD软件构建了电源－变压器模型，以单相变压器为例，对变压器空载合闸进行仿真，并对所产生的励磁涌流进行分析，具体模型如图1所示.图1 单相变压器励磁涌流仿真模型2.1 合闸角度对励磁涌流的影响由于励磁涌流的波形随变压器合闸角的不同而改变.在此模型中，变压器通过断路器BRK与电源相连，通过调整断路器的合闸时间来控制合闸角度，从而得到不同合闸角度对励磁涌流的影响.在一周期内选择0°，30°，60°，90°合闸角度进行了仿真分析，仿真结果如图2所示.图2 不同合闸角度对励磁涌流的影响由图2可以看出合闸角度不同对励磁涌流的影响，合闸角在0°～90°变化的过程中: 1)在u为最大值(α=90°)合闸时变压器的励磁电流.如果在合闸瞬间电压正好达到最大值，则磁通的瞬间值恰好为零，即在铁芯里开始就建立了稳态磁通，和稳态时情况一样.此时励磁电流很小，一般不超过额定电流的2% ～10%.在这种情况下，不会产生励磁涌流.2)在u为零(α=0°)合闸时变压器的励磁电流.如果在空载合闸时，恰好在电压瞬时值u=0时接通电路，则铁芯中应该具有磁通－Φm.但是，由于铁芯中的磁通不能突变，既然合闸前铁芯中没有磁通，这一瞬间仍要保持磁通为零.因此，在铁芯中就出现1个非周期分量的磁通，其幅值为Φm.这样在经过半个周期后，铁芯中的磁通就达到2Φm.如果铁芯中的磁通还有剩磁磁通将达到2Φm+Φr.此时变压器的铁芯严重饱和，励磁电流将急剧增大到稳态值的几十倍，即可能达到额定电流的8～10倍.由分析可知，合闸时间决定了励磁涌流是否会产生及其大小.涌流间断角随合闸角度的增大而增大，涌流越严重间断角越小，励磁涌流的大小介于上述2种情况之间.2.2 剩磁对励磁涌流的影响在本次仿真中，用直流电流源来模拟剩磁，电流值可通过Slider元件手动输入，不同电流值与剩磁关系见表1.表1 直流电流与剩磁的关系直流电流值/A 剩磁磁链/p.u.23.7 0.8 17.7 0.7 12.2 0.6改变仿真模型中直流电流的大小，即相应的改变剩磁的大小，在合闸角为0°时进行仿真.仿真结果如图3所示.由图3可以看出，剩磁越大，励磁涌流幅值越大，涌流越严重.另外，经分析可知，其他条件保持不变，合闸初相角α=0°.铁心原始正向剩磁越大，励磁涌流越呈尖顶波，涌流幅值越大，但其间断角、二次谐波含量越小;反之，则相反.3 仿真结果分析当剩磁为零时，不同合闸角时的谐波幅值见表2.当剩磁不为零(α=0°)合闸，剩磁不同时的涌流谐波幅值见表3.图3 合闸角为0°时，剩磁不同时的励磁涌流仿真波形表2 不同合闸角时涌流谐波幅值及二次谐波含量合闸角/(°)基波直流分量二次谐波三次谐波二次谐波含量/% 间断角/(°)0.263 0.1900 0.215 0.164 81.7 180.0 30 0.219 0.1590 0.180 0.141 82.1 183.6 60 0.088 0.0660 0.068 0.058 77.5 209.7 90 0.015 0.0007 0.002 0.002 1.5 0—表3 α=0°合闸，剩磁不同时的涌流谐波幅值及间断角剩磁/Hz 基波直流分量二次谐波三次谐波二次谐波含量/% 间断角/(°)0.0 0.263 0.190 0.215 0.164 81.7 180 0.6 0.350 0.262 0.281 0.203 80.3 162 0.7 0.383 0.291 0.305 0.216 79.6 144 0.8 0.415 0.321 0.328 0.227 79.0 144从以上仿真结果可以看出:1)励磁涌流是否产生及大小与剩磁、合闸时电压相角等因素有关.涌流具有很大峰值，最大可达额定电流的8～10倍.从波形上可以看出0°合闸时，涌流的幅值最大;90°合闸时，励磁电流的幅值最小.考虑剩磁时，随剩磁的增大，涌流幅值有所增加，但增幅不大.2)励磁涌流是衰减的尖顶波，含有相当成分的非周期(直流)分量和高次谐波分量(主要是二次和三次谐波)，涌流波形在最初几个周期内完全偏于时间轴的一侧.当0°≤α＜90°时，直流分量和谐波幅值随合闸角增大而减小;当90°≤α＜180°时，直流分量和谐波幅值随合闸角增大而增大.3)励磁涌流含有显著的二次谐波分量.当0°≤α＜90°时，二次谐波含量随合闸角的增大而减小;当90°≤α＜180°时，二次谐波随合闸角的增大而增大;合闸角α=90°时，二次谐波含量最小，只有1.5%，基本无涌流.4)励磁涌流波形有明显的间断角.0°≤α＜90°时，间断角随合闸角的增大而减小;90°≤α＜180°时，间断角随合闸角的增大而增大;合闸角α=90°时，间断角最小，此时出现对称涌流.同时，互补的合闸角，其对应的间断角相同.考虑剩磁，随剩磁的增大，间断角有所减小，但减小的幅度不大甚至不再减小.5)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快.因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，几十秒后衰减到零.一般情况下，变压器容量越大，衰减的持续时间越长，但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些.4 结语随着电力系统的快速发展，变压器电压等级和容量也快速增加，励磁涌流的识别和解决问题越来越受到重视.利用PSCAD软件建立变压器仿真模型，以单相变压器为例，介绍励磁涌流产生的原因及特点，通过分析合闸时间、剩磁等因素对励磁涌流的影响，结合谐波分析，总结了励磁涌流的特点，有助于变压器励磁涌流的识别与解决.在实际应用中，励磁涌流的影响因素很多，有必要加强对变压器励磁涌流的仿真研究，进一步探讨变压器励磁涌流的判别方法.参考文献［1］朱天生.变压器励磁涌流综述［J］.江西电力职业技术学院学报，2007，20(2):35 －37.［2］王雪，王增平，徐岩.电力变压器励磁涌流和故障电流的仿真研究［J］.高压电器，2007，39(6):11 －16.［3］吕俪婷，罗建，黄正炫.电力变压器对称励磁涌流的仿真研究［J］.继电器，2007，35(5):4 －6，12.［4］姜军，王志超.变压器励磁涌流的危害及抑制方法［J］.北华大学学报，2007，8(5):469 －471.。

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真PSCAD软件是电力系统仿真软件中的一种，它可以用于设计、分析和优化电力系统的控制系统。

微电网是一种能够让多种不同的能源设备和负载集成在一起的电力系统，其控制和管理对于实现微电网功率均衡和优化非常关键。

因此，本文将介绍如何使用PSCAD软件来建模和仿真微电网控制系统。

第一步，建立微电网模型。

在PSCAD中创建新项目后，选择微电网模型的拓扑结构，包括各种能源源（太阳能光伏发电、风能发电等）和负载（家庭、工厂等）。

将拓扑结构中所有的能量汇（如充电电池、ESSE等）布置在一个区域内，充当能量存储和管理的中心。

在模型设置中，设置各种能源源的容量、负载需求、电池充放电等参数。

第二步，建立微电网控制系统。

将微网设计中的器件或系统连接起来，实现对微电网的控制和管理。

利用PSCAD提供的控制器和信号处理器建立微网的分级控制系统。

根据需要，加入分布式控制算法、能量管理算法和负载控制算法等实现微电网的自动管理。

第三步，仿真并测试微电网控制系统。

使用PSCAD中的仿真功能验证微电网控制系统的功能和性能。

为了优化微电网，可以通过调整控制系统参数来达到更好的功率均衡和能量管理效果。

通过对微电网的仿真，可以对微电网的性能进行全面的评估。

例如，可以确定微电网的电池容量是否足够、是否可以满足负载要求等。

在模拟期间，可以观察模型中多个部件之间的交互，并使用数字仪表板和时间响应曲线记录电力系统中的电量和电压。

在仿真结束后，还可以使用PSCAD生成仿真报告，分析系统的性能指标并评估系统的性能。

总之，PSCAD可以用于微电网控制系统的建模、仿真和优化，可以帮助使用者快速、高效地评估微电网性能和控制系统的优化。

据此，未来微电网的发展将会有更加广阔的前景。

数据分析是现代社会中必不可少的方法之一，可以通过数据分析的结果在各种领域中做出更好的决策。

下面我们将列举一些相关数据进行分析。

首先，我们来看全球各大洲的能源消耗情况。

基于PSCAD的通用变电站进线杆塔雷击过电压计算模型浅析摘要：雷击过电压是电力系统中较为严重的故障原因，基于pscad/emtdc建立变电站进线杆塔的雷击模型，对变电站的雷击过电压进行计算，计算结果证明通过emtdc仿真能够得到过电压波形，对于进一步研究雷击的保护方案具有一定理论和应用价值。

关键词：雷击；emtdc仿真；过电压；随着电网的迅速发展，电网不断延伸扩大，雷害事故对于电力系统的影响受到越来越多的重视，相对于输电线路，变电站的雷害事故往往会导致大面积停电，影响较为严重，本文从电力系统变电站进线杆塔的雷击过电压计算入手，探讨雷击过电压计算模型。

1、雷击过电压原理雷电放电的物理过程虽然是很复杂的，但是从地面感受到的实际效果和防雷保护的工程角度，可以把它看成是一个沿着一条固定波阻抗的雷电通道向地而传播的电磁波过程，据此建立计算模型。

在雷电放电过程中，能够测得的雷击地面时流过被击物体的电流，可以使用计算模型反推出雷电波的参数。

根据雷电流源等值电路，雷电流计算公式：国际上都习惯把雷击低于接地阻抗（z≈0或zz0）物体时，流过该物体的电流定义为雷电流。

应当注意的是：定义中的雷电流恰好等于沿雷电通道传播而来的雷电流波的两倍。

因而在防雷保护计算的彼德逊等值电路中，等值雷电流源通常就直接用雷电流来表示。

雷电过电压主要可以分成三种：1.1反击过电压雷闪直接击中杆塔，或击中杆塔附一近避雷线时，雷电流通过雷击杆塔和杆塔的接地电阻使塔顶电位大大升高，当塔顶与导线之间的电位差超过线路绝缘子串的冲击放电电压时，就会引起线路绝缘子串闪络。

这种情况通常称为反击。

1.2感应过电压雷闪击中线路附近大地或杆塔时，由于电磁感应在导线上产生的过电压。

一般感应过电压只对35kv及以下的线路有威胁。

1.3直击导线过电压雷闪直接击中无避雷线的导线或绕过避雷线(屏蔽失败)而击中导线，也称为绕击雷过电压，直接在导线上引起很高的过电压，造成线路绝缘子串闪络。

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Yny0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）-34 -§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。

pscad模型案例PSCAD模型案例1. 交流电机模型在PSCAD中，可以建立交流电机模型，通过输入电压和频率来模拟电机的运行状态。

该模型可以用于分析电机的转速、电流和功率等参数，以及电机的启动、停止和过载等情况。

2. 变压器模型PSCAD可以建立变压器模型，用于模拟变压器的运行行为。

通过输入的电压和负载情况，可以分析变压器的变比、功率损耗和效率等参数，以及变压器的过载和短路等故障情况。

3. 电力系统稳定模型PSCAD可以建立电力系统稳定模型，用于模拟电力系统的稳定性。

通过输入电源电压和负载情况，可以分析电力系统的频率、电压和功率等参数，以及电力系统的稳定裕度和动态响应等性能。

4. 光伏发电模型PSCAD可以建立光伏发电模型，用于模拟光伏发电系统的运行情况。

通过输入太阳辐射和温度等参数，可以分析光伏发电系统的发电功率、效率和电压等参数，以及光伏发电系统的阵列布置和逆变器控制等问题。

5. 电动汽车充电模型PSCAD可以建立电动汽车充电模型，用于模拟电动汽车充电桩的运行情况。

通过输入充电功率和充电时间等参数，可以分析电动汽车充电桩的电流、电压和充电效率等参数，以及充电桩的负载管理和通信控制等问题。

6. 风力发电模型PSCAD可以建立风力发电模型，用于模拟风力发电机组的运行情况。

通过输入风速和风向等参数，可以分析风力发电系统的发电功率、效率和电压等参数，以及风力发电系统的风机控制和功率调节等问题。

7. 储能系统模型PSCAD可以建立储能系统模型，用于模拟电池储能系统的运行情况。

通过输入充电和放电功率等参数，可以分析储能系统的充放电效率、能量损耗和电压调节等参数，以及储能系统的能量管理和储能容量等问题。

8. 电力负荷模型PSCAD可以建立电力负荷模型，用于模拟电力系统的负荷变化情况。

通过输入负荷功率和负荷类型等参数，可以分析电力系统的负载率、功率因数和电压变化等参数，以及负荷的平衡和优化调节等问题。

9. 智能电网模型PSCAD可以建立智能电网模型，用于模拟智能电网的运行情况。

!"#$%&电路仿真中变压器模型的使用张东辉!，"严萍!高迎慧!孙鹞鸿!（!#中国科学院电工研究所!$$$%$"#中国科学院研究生院!$$$&’）摘要详细阐述了()*+,-电路仿真中变压器模型的使用方法和注意事项，包括通用线性变压器模型、由线性磁心模型构成的线性变压器模型、具有磁滞现象和饱和特性的非线性磁心构成的非线性变压器模型。

还介绍了利用电压控制电压源和电流控制电流源构成的具有交流和直流传输特性的理想变压模型。

另外，提出了利用模型编辑器建立非线性磁心模型的两种方法：参数提取法和试错法，并且设计了测试电路对磁心模型进行测试。

关键词计算机辅助分析()*+,-变压器./0’引言利用计算机辅助设计的方法设计电力电子电路，可以提高设计工作的生产率和设计质量［!］。

()*+,-仿真软件以其通用性、准确性和高效性等优点在电力电子电路辅助分析领域发挥了重要的作用。

变压器和磁性元件是电力电子电路中重要的组成部分，如何在电路仿真中使用它们往往决定了仿真结果对实际电路指导作用的正确与否。

()*+,-仿真软件中包含多种变压器，其中线性变压器（12345+6-78）和由线性磁心（95+6:-78）构成的线性变压器在特定情况下可以当作理想变压器使用［"］。

由非线性磁心构成的非线性变压器存在磁滞现象和饱和特性，应用时可以很好地反映实际情况。

另外，电力电子电路进行稳态分析和小信号分析时常常需要直流变压器模型，实际电路中却不存在，可以通过电压控制电压源和电流控制电流源构成理想变压器模型。

()*+,-仿真软件包含模型编辑器（4;<-=.<+>;8）组件，可以利用模型编辑器对非线性磁心的!?"回线进行修改，当符合要求时提取@+=-):0>A -8>;6参数，根据参数选取所需要的磁心。

还可以利用试错法（B 8+7=76<.88;8），通过修改@+=-):0>A -8>;6参数来测试!?"回线是否符合要求，根据最后确定的@+=-):0>A -8>;6参数选取磁心进行试验研究。

基于PSCAD的变压器直流偏磁特性的研究作者：蔡盛来源：《科学与财富》2019年第04期摘要：直流偏磁现象是变压器的一种不正常的运行状况，这种不正常的情况对于变压器是极为不利的。

如果在变压器中加上含有直流成分的电流，那么在这种情况下会对变压器产生较为严重的紊乱甚至可能会出现较大的风险。

本论文首先会研究直流偏磁产生的原因，然后根据变压器的主要参数，利用PSCAD软件对变压器直流偏磁进行仿真，由得到的波形图来分析并说明成因然后进行总结。

关键词：变压器;直流偏磁;PSCAD软件;仿真0.引言推进更加全面的电力资源整合，要不断优化水电，发展煤电核电，推进智能电网的建设。

我国大力进行直流输电。

其优点为：输送容量大，线路损耗低，走廊利用率高等等[1]。

但是任何事物都不是十全十美的，特高压直流输电传输也存在一些缺陷和漏洞，主要的缺点是换流装置较昂贵。

直流输电换流设备成本相对较高，缺少直流开关的应用。

除了装配换流器的成本较高外，还有在以交流为输电的电网时，直流电流流过中性点将会导致电网中形成回路，那么对变压器将会造成严重影响。

增加无功功率的损耗时，直流电流将会使接地电极腐蚀等。

由于含有直流分量电流的因素存在，这样会使变压器产生不容忽视的紊乱状况[2]。

综上所得，研究变压器的直流偏磁是十分有价值的，并且对于电力网络甚至电力系统的优化和改良也都是大有裨益的[3]。

1.变压器直流偏磁产生的具体原因工作在正常运行状态。

变压器工作在铁心的磁化曲线OA 段。

如下图当制造一个性能良好的变压器时。

在一般的情况下，A点要作为一个变压器运行点。

也即变压器主磁通运行的正常工作点。

当含有直流分量的电流进入变压器绕组时。

此时出现的直流磁通φ 0和交流磁通φ。

这两者相互叠加。

在以上的情况下，励磁电流波形将会形成以横轴为中点线的正负半波不对称的尖波[4]。

2.基于PSCAD软件的直流偏磁仿真本论文所研究的变压器的主要技术参数如下：产品型号：ODES-334000/500;额定容量：334000/334000/100000KVA;额定电压：（505/√3）/（230/ √3±2*2.5%）/36KV;额定电流：1145.6 / 2515.24 / 2777.78 A;空载电流：Io=0. 08%;阻抗电压（%）：HV-MV：20.2; HV-LV：;66.6 MV-LV：; 39.4;空载损耗：P0=125KW;心柱磁密：1.717T;硅钢片：27ZDK090;匝数：HV： 419; MV： 347; LV： 99;负载损耗：440KW;直流电阻：串联绕组：0.09847公共绕组：0.05059;联结组号标号：Ii 10;冷却方式：ONAN/ONAF由以上主要技术参数可建立仿真模型，如上图4.1所示。

基于PSCAD的35 kV变电站保护建模仿真杨建【摘要】基于PSCAD软件对35 kV变电站保护装置进行建模,对各种故障情况下的保护配置整定仿真,保证保护元件正确动作.在PSCAD软件中,以自定义元件为基础,结合实际变电站一次设备及实际线路构建模型,建立变压器后备保护、10kV母联分段备自投保护逻辑,验证了保护配置整定的正确,同时可将其应用于相关专业人员培训,变电站保护联动仿真演示,给以直观展现增强培训效果.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2018(046)003【总页数】4页(P58-60,68)【关键词】PSCAD;变电站;变压器后备保护;备自投【作者】杨建【作者单位】元江供电有限公司,云南玉溪 653300【正文语种】中文【中图分类】TM740 前言继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证未故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，备用电源自动投入装置的引入，在切除故障的同时提高了系统运行的可靠性，最大限度保证向用户安全、连续供电。

这一切的前提是保护定值的正确整定，备投方案的合理选取。

随着计算机的发展，将仿真技术应用于继电保护及安全自动装置领域成为必然的趋势。

建立合理的模型仿真对继电保护及安全自动装置应用具有实际意义。

本文使用PSCAD 建立仿真模型，利用自定义保护模块及备自投模块建立了35kV站点主变高低后备保护及10 kV分段备自投方案模型，根据保护安全自动装置说明书建立了合理的控制逻辑，由建模仿真结果分析了各种故障情况下保护及备自投的动作情况。

1 PSCAD/EMTDC软件PSCAD（Power System CAD）是一个功能强大且灵活的与EMTDC （Electromagnetic Transients including DC）电磁暂态仿真引擎对接的图形化用户界面[1]。

PSCAD允许用户以图形化的方式建立电路、运行仿真、分析结果，同时可在线绘图、控制，仿真运行中改变系统参数，对正在运行的仿真结果进行可视化观测，极大的提高了电力系统仿真模型的建立及运行结果的可视化分析能力。

PSCAD使用教程
1.软件安装和启动
2.创建电力系统
在左侧的工具栏上，可以找到各种元件和工具，用于创建电力系统。

例如，可以通过拖拽电动机、变压器、发电机等元件到画布上来创建一个简单的电力系统。

3.连接元件
在画布上选择一个元件，然后点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“连接...”，然后选择另一个元件进行连接。

通过这种方式，可以将不同的元件连接在一起，以构建电力系统。

4.设置元件参数
5.添加控制逻辑
6.运行仿真
完成电力系统的搭建后，可以点击软件界面上的“运行”按钮，开始进行仿真。

在仿真过程中，软件会模拟电力系统的运行情况，并显示相应的波形图和结果。

7.分析结果
仿真完成后，可以通过查看软件界面上的波形图和结果来分析电力系统的性能。

例如，可以查看电压、电流、功率等参数的变化情况，以评估系统的稳定性和效率。

8.导出结果
在完成仿真和分析后，可以将结果导出为图片或文本文件，以便进一
步处理和展示。

PSCAD还支持将结果导出到Excel或MATLAB等软件进行
更加复杂的分析和处理。

总结：
通过以上步骤，我们可以了解到PSCAD的基本功能和使用方法。

当然，PSCAD还有更多复杂的功能和应用，如交互式建模、多物理域耦合等。

希
望这篇教程对初学者能够有所帮助，更好地使用PSCAD进行电力系统仿真
和分析。

ZNyn1接法的接地变ZNyn1接法的接地变矢量图ZNyn11接法的接地变ZNyn11接法的接地变矢量图一般系统不平衡电压较大时，Z型变压器的三相绕组做成平衡式，就可以满足测量需要。

当系统不平衡电压较小时，Z型变压器的中性点要做出30V～70V的不平衡电压以满足测量需要。

接地变压器除可带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。

在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。

接地变的最大功能就是传递接地补偿电流。

Z型接地变压器的接线有ZNyn11（如下图）和ZNyn1有两种接线方式。

其降低零序阻抗的原理是：在接地变压器三相铁芯的每一相都有两个匝数相同的绕组，分别接不同的相电压。

当接地变压器线端加入三相正、负序电压时，接地变压器每一铁芯柱上产生的磁势是两相绕组磁势的向量和。

三个铁芯柱上的合成磁势相差120°，是一组三相平衡量。

三相磁通可在三个铁芯柱上互相形成磁通路，磁阻小、磁通量大、感应电势大，呈现很大的励磁阻抗。

当接地变压器三相线端加入零序电压时，在每个铁芯柱上的两个绕组产生的磁势大小相等，方向相反，合成的磁势为零，三相铁芯柱上没有零序磁通。

零序磁通只能通过外壳和周围介质形成闭合回路，磁阻很大，零序磁通很小，所以零序阻抗也很小。

接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈，该变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是每相线圈分别绕在两个磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。

P s p i c e仿真常用变压器模型Pspice仿真——常用变压器模型时间：2012-04-12 2176次阅读【网友评论0条我要评论】收藏因为电感元件的参数比较单一，而且在仿真中，主要是仿真元件的电子特性。

所以，这里就不谈电感，而主要讨论一下变压器和耦合电感的问题。

不少朋友在使用pspice仿真的时候，只会使用元件库中的几个理想化的耦合电感和变压器模型，却不会用那种带磁芯参数的耦合电感和变压器。

下面让我们画一张原理图，把常用的理想化的和非理想话的耦合电感及变压器包含进去，进行一个仿真比较，这样才能掌握模型的特点，从而在实际工作中运用。

在这张原理图中，我们一共放置了5个耦合电感和变压器模型。

其中左边的2个是理想化的，右边三个是非理想化，模拟的是带着实际的磁芯的磁性元件，磁芯的规格是3C90材质的ER28L。

有必要先简单说一下耦合电感这个模型，让一些刚入门的朋友便于自己动手尝试。

在图中的K1、K2、K3就是以耦合电感为核心构造的几个变压器。

我们构造这种变压器的时候，需要放置一个耦合电感模型K_Linear或K_Break或一个带磁芯的耦合电感模型例如K3所用的ER28L_3C90这个模型。

然后需要根据实际的需要放置一个电感模型作为绕组，有几个绕组就放几个电感模型，但对于一个耦合电感模型，绕组不能超过6个。

下面说说这几个模型的设置。

左边两个理想化模型：K1：耦合电感模型为K_Linear，绕组为L1和L2，必须双击K_Linear模型在其参数L1中输入L1，在参数L2中输入L2，才能实现两个绕组的耦合。

耦合系数设定为1，说明是完全耦合。

电感L1和L2的电感量，就代表绕组的电感量。

我们设定L1为250uH，L2为1000uH。

这就意味这初级与次级的匝比为1：2。

因为电感量之比是匝比的平方。

TX1：采用理想变压器模型XFRM_LINEAR，这个模型只有两个绕组，双击模型后设定耦合系数为1，两个绕组的电感量也分别设定为250uH和1000uH。