基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析

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1、2007年第22卷第2期电力学报Vd．22No．22007(总第79期)JoURNAI．0FEI，E(XRICPOWER(Sum．79)文章编号：1005—6548(2007)02-0175一晒基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析。袁兆强，凌艳(三峡大学电气信息学院，湖北宜昌443002)SimulationModelingandCharacteristicAnalysisofSingle。—。PhaseTransformerBasedonMATLABYUANZhao-qiang，LINGYan(Collegeo

2、fElectricalEngineeI'ingandInformationScience，ThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)摘要：利用MATLAB软件中的电力系统模块视化程序设计融合到1个交互的工作环境中，可实库(PSB)，建立了分析变压器饱和特性的系统仿真现工程计算、算法研究、建模与仿真、数据分析及可模型。使用该模型，对考虑磁滞、剩磁影响时的变视化、工程绘图等功能。PSB是MATl2扭软件中1压器饱和特性及变压器在空裁合闸瞬变过程中励种针对电力系统的可视化建模与仿真的

3、工具。PSB磁涌流及其影响因素、谐波的变化等进行了仿真分和SIMULINK同时使用将使一些复杂的、非线性析，为分析变压器的特性提供了简单有效的手段。的电力系统建模与仿真变得简捷。关键词：变压器；饱和特性；励磁涌流；仿真本文利用MATLABPSB中的饱和变压器模中图分类号：皿幽01．+1文献标识码：A型，建立1个系统仿真模型，对电力变压器的饱和Al，st翰ct：Byusingpowersystem-blockset(PSB)特性及变压器空载合闸瞬变过程进行仿真分析。’ofMATLAB。asimulationmodelap

4、pliedtoanalyze1变压器特性分析thesaturationcharacteristicsoftransformerisbuilt．1．1变压器的磁滞与饱和特性Byutilizing血issimulationmodel．saturationcharac—电力变压器的磁滞与饱和特性可以通过对变teristicoftransformerconsideringhysteresisandrelTl—压器空载运行进行测试和分析得到。nantfluxisanalyzed．Thepaperanalyzesthevari—变

5、压器空载时，一次绕组流过空载电流，它的etiesofinrushoR'rentanditsinfluencecomplication，主要作用是在磁路中产生磁动势建立磁通。磁通ha_rnaonicintheinstantaneouschanges．T}lisisasire．西与励磁电流i的关系是由变压器铁心磁路的磁化pieandeffectivewaytoanalyzesaturationcharacter-曲线和滞回线决定的。图l是不考虑磁滞和涡流istics．影响时的变压器基本磁化曲线。当磁路不饱和时，KeyWor

6、ds：transfon-ner；saturationcharacteristic；变压器工作于磁化曲线的直线部分，磁通与励磁电i11n】sbcurrent；simulation流呈线性关系；当磁路饱和时，磁通随励磁电流的变化相对于不饱和时要小得多。MATLAB软件以矩阵运算为基础，把计算可变压器的铁心存在磁滞现象。当选择不同的·收稿日期：2007．03-08修回日期：2007-04-12作者简介：衰兆强(1957一)，男，山东临沂人，副教授．电力系统继电保护技术及综合自动仪；凌艳(1983-)。女，湖北武汉人，硬士研究

7、生，电力系统继电保护。万方数据万方数据176电力学报2007年圈1l本磁化曲线磁场强度(即励磁电流)进行反复磁化时，可以得到一系列大小不同的磁滞回线，见图2。当增大磁场强度(励磁电流)时，磁滞回线所围的面积随之增大。当磁场强度(励磁电流)足够大时，该面积达到一定极限，这个包围最大面积的磁滞回线就称为饱和磁滞回线。将各磁滞回线的顶点联接起来，所得到的1条曲线，就是图1所示的基本磁化曲线。垂J丽‘j0崖乡’圈‘2磁滑回线1．2励磁涌流当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，由于铁芯饱和会产生很大的励磁电流，在最不利的情

8、形下，可达到正常励磁电流的上百倍，或者说可达到变压器额定电流的几倍。这一大大超过正常励磁电流的空载合闸电流称为励磁涌流。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。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。2饱和变压器模型MATLAB6．5中的三相三绕组饱和变压器的电路