【matlab】变压器

2023-06-11 15:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

变压器一、三相连接方式1）星形型接法2）三角形接法二、matlab模型属性设置等效电路参数计算拓展开路实验短路实验原副边阻抗折算

一、三相连接方式 1）星形型接法把三相电源三个绕组的末端X、Y、Z连接在一起，成为公共点N，从始端A、B、C引出三条端线，这种接法称为‘星形接法’又称’Y行接法’。其线电压是相电压的倍，线电流等于相电流。好处：有助于降低绕组承受电压。 2）三角形接法把三相电源三个绕组的始端A、B、C首尾连接在一起，其线电流是相电流的倍，线电压等于相电压。好处：有助于提高电机功率二、matlab模型

Three-Phase Transformer(Two Windings)2 三相变压器在这里插入图片描述

属性设置

configuration

A. 设置一二次侧绕组的连接形式

Y 无中性点的星形连接 Yn有中性点的星形连接 Yg带接地的星形连接 deltaD1 电压相位滞后，Y连接的三角形连接 deltaD11电压相位超前，Y连接的三角形连接 B. 设置变压器铁芯连接形式 three single-phase transformer 组式变压器 three-limb core 三相三柱式 five-limb core 三相五柱式 C. Type simulate saturation 设置铁芯饱和 simulate hysteresis 磁滞饱和特性仿真 specify initial fluxes 设置初始磁通 parameters

Units: SI:国际单位制 pu. 标幺值

Pn(VA)变压器容量 fn(Hz)变压器频率

Winding 1/2 parameters 一二次侧绕组：U1/U2 R1/R2 L1/L2

magnetization resistance and inductance 励磁电路

等效电路

在这里插入图片描述电流流过变压器绕组产生的损耗体现在R1和R2；由于变压器耦合不好产生的漏感L1和L2；在磁芯激励磁场将能量转换到次级侧，出现了励磁电感Lm，在磁芯中支撑变化磁场的能量体现在励磁损耗Rm。中间是理想变压器，只起到隔离的作用，因此通过阻抗变换可以去掉它。

参数计算 Zg=( Vg/sqrt(3) )^2 / (Pn/3); r=10; %Zl/Zr SCR=20; %短路比 Rg=1/sqrt(1+r^2)/SCR*Zg; Zg=r/sqrt(1+r^2)/SCR*Zg; Lg=Zg/(2*pi*fbase);

其中一次侧短路计算得到二次侧的等效参数，二次侧短路得到一次侧的等效参数举例： U1=10000V U2=690V SN=2MVA F=50 SCR=20 r=10

Zg1=100002/2000000= 50;

Rg1=50/20/sqrt(101)=0.2488;

Lg1=2.488/2/pi/50=7.9163e-3;

同理得： Zg2= 0.23805; Rg2=0.0012； Lg2=3.75e-5; 验证：

I1n=SN/U1=2000000/10000/sqrt(3)=115A

I1n=SN/U1=2000000/690/sqrt(3)=1673A

Z1=10000*0.05/115=4.35Ω ≈ sqrt(3142*L12+R12)=2.4961

Z2=690*0.05/1673=0.02Ω ≈ sqrt(3142*L22+R22)=0.011835

拓展开路实验

确定变压器中的损耗、空载电流和空载等效电路参数

次级绕组开路，则初级绕组流过的电流为开路电流（空载电流）Io。变压器产生的铁损取绝于电源电压和频率，因此当提供给初级绕组的电源电压是额定电压和频率时，变压器铁芯产生的磁通是正常的，并且这种通量对于所有负载条件都是相同的。

空载功率：W0=V1*I0*cosθ =铁损

变压器铁损又叫空载损耗，是变压器的一种固定损耗。它是由变压器中的铁芯所产生的损耗，因此也称为铁芯损耗。当一次侧额定电压，二次侧开路下，在铁芯中损耗的功率，其中包括磁滞损耗和涡流损耗。

短路实验

短路测试一般在高压侧进行，低压侧短路。该测试可以在低压侧进行，但该测试几乎不需要额定电压的5%到7%。在低压侧这个电压非常小，有可能出现测量误差。因此，在高压侧进行短路测试。在这种情况下，磁芯中产生的磁通非常低，铁损与磁通量的平方成正比，铁损也非常小，可以忽略不计。

此外，通过绕组的电流是满载电流，所以在测试过程中出现的铜损是正常的满载铜损。由于次级电压为零，因此整个初级电压被用来供给总阻抗的电压降，称为初级侧。

初级侧变压器等效电阻：R1=Pc/Isc2

初级侧变压器等效阻抗：Z0=Vsc/Isc

初级侧变压器等效电抗：X1=sqrt(Z12-R12)

功率因数：cosθ =R1/Z1

变压器铜损也称为负荷损耗，指变压器一、二次电流流过该线圈电阻所损耗的能量和，由于线圈多用铜导线制成，故称铜损。变压器铜损大小和电流的平方和正比，铭牌上所标的千瓦数，系指线圈在75℃时通过额定电流的铜损。

原副边阻抗折算

主边N1、U1、L1 副边N2、U2、L2 U1/U2=N1/N2=K L1/L2=(U1/U2)2 主边电感折算到副边等效电感为 L2=L1*(U2/U1)2

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