變壓器勵磁涌流檢測模型

1、中國石油大學勝利學院綜合課程設計總結(jié)報告題 目： 變壓器勵磁涌流檢測模型學生姓名： 系 別： 機械與電氣工程系 專業(yè)年級： 2012級電氣工程專業(yè)1班 指導教師： 2013年 7月1 日一、設計任務與要求1、培養(yǎng)學生文獻檢索的能力。2、培養(yǎng)學生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。3、培養(yǎng)學生運用知識的能力和工程設計的能力。4、提高學生課程設計報告撰寫水平。設計要求：1、自主學習電力系統(tǒng)仿真軟件matlab，提高自學能力；2、利用仿真軟件搭建電氣工程專業(yè)領域內(nèi)相關知識點的仿真模型；3、對模型進行調(diào)試，提高自我解決問題能力；4、利用相關知識通過仿真后得到的波形或數(shù)據(jù)對仿真模型的正確性進行必要的

2、驗證 二、方案設計與論證變壓器是根據(jù)電磁感應原理制成的一種靜止電器, 用于把低電壓變成高電壓或把高電壓變成低電壓, 是交流電輸配系統(tǒng)中的重要電氣設備。變壓器在輕載或者空載的情況下合閘通電的時候, 可能變壓器的一次側(cè)繞組中流過勵磁涌流。勵磁涌流出現(xiàn)的原因是在變壓器鐵芯被拖入飽和區(qū)甚至是深度飽和區(qū), 勵磁涌流對變壓器自身和對電網(wǎng)中的電能質(zhì)量都有不利影響。當變壓器合閘時, 可能產(chǎn)生很大的電流。當合上斷路器給變壓器充電時, 有時可以看到變壓器電流表的指針擺得很大, 然后很快返回到正常的空載勵磁電流值,這個沖擊電流通常稱之為勵磁涌流。變壓器勵磁電流的大小取決于勵磁電感L的數(shù)值, 也就取決于變壓器鐵芯是否

3、飽和, 正常運行和外部故障時變壓器不會飽和, 勵磁電流一般不會超過額定電流的2% 5%, 對變壓器的縱差動保護的影響常常略去不計。勵磁涌流的最大值可以達到額定電流的4 8 倍, 并與變壓器的額定容量有關。1 勵磁涌流的特點(1) 涌流含有數(shù)值很大的高次諧波分量( 主要是二次和三次諧波) , 因此, 勵磁涌流的變化曲線為尖頂波。(2) 勵磁涌流的衰減常數(shù)與鐵芯的飽和程度有關。飽和越深, 電抗越小, 衰減越快。因此, 在開始瞬間衰減很快, 以后逐漸減慢, 經(jīng)0. 5 1 s 后其值不超過( 0. 25 0. 5) In。一般情況下, 變壓器容量越大, 衰減的持續(xù)時間越長, 但總的趨勢是涌流的衰減速

4、度往往比短路電流衰減慢一些。 (3) 勵磁涌流的數(shù)值很大, 最大可達額定電流的8 10 倍。(4) 波形完全偏離時間軸的一側(cè), 并且出現(xiàn)間斷。涌流越大, 間斷角越小。(5) 含有很大成分的非周期分量, 間斷角越小,非周期分量越大。(6) 變壓器空載合閘時, 涌流是否產(chǎn)生以及涌流大小跟很多因素有關, 主要受到變壓器鐵芯剩磁、合閘角的影響為了更加直觀深入的了解變壓器空載合閘勵磁涌流的特性, 本文基于Mat lab 軟件平臺對變壓器的空載合閘勵磁涌流進行了仿真。本設計所采用的模型為：以230kv系統(tǒng)通過230/115型變壓器 原理圖為：分析：選擇變壓器型號為：D11-100/230（6）變壓器的有關

5、參數(shù)計算如下：基準電阻抗:標幺值為：運用matlab/simuliink軟件進行試驗模擬仿真,在電源的正玄波運行到電壓過0點時斷路器突然合閘勵磁電流的變化現(xiàn)象，利用示波器觀測電流變化情況并進行統(tǒng)計分析。三、電路設計與參數(shù)計算MATLAB軟件介紹 1、MATLAB是一種科學計算軟件。MATLAB 是 Matrix Laboratory(矩陣實驗室)的縮寫，這是一種 以矩陣為基礎的交互式程序計算語言。早期的 MATLAB 主要用于解決科學和工程的復雜數(shù)學計算問題。由于它使用方便、輸入便捷、運算高效、適應科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴展的空間，因此受到用戶的歡迎，使它成為在科技界廣

6、為使用的軟件，也是國內(nèi)外高校教學和科學研究的常用軟件。2、MATLAB組成MATLAB軟件系統(tǒng)的構(gòu)成（MATLAB主體- Simulink -工具箱）、MATLAB語言：是一種基于矩陣/數(shù)組的高級語言，具有流程控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出以及面向?qū)ο蟮某绦蛟O計特性。用MATLAB語言可以迅速地建立臨時性的小程序，也可以建立復雜的大型應用程序。、Simulink Simulink用于動態(tài)系統(tǒng)仿真的交互式系統(tǒng)，采用鼠標驅(qū)動方式 。 Simulink允許用戶在屏幕上繪制框圖來模擬一個系統(tǒng)，并能夠動態(tài)地控制該系統(tǒng)3、SIMULINK系統(tǒng)仿真SIMULINK是隨著MATLAB一同發(fā)行的動態(tài)系統(tǒng)通用

7、仿真軟件,使用SIMULINK必須在MATLAB的環(huán)境下進行.從名稱上看SIMULINK有兩個主要功能：SIMU（仿真）和LINK（連接），即該軟件可以利用鼠標在模型窗口上繪制出所需要的控制系統(tǒng)模型，然后利用SIMULINK提供的功能來對系統(tǒng)進行仿真和分析。進入仿真庫瀏覽器窗口后，在左側(cè)一欄可以看到SIMILINK標準模塊庫。標準模塊庫按功能分為8類子庫。4、 MATLAB工具箱用來解決各個領域特定問題的函數(shù)庫，是開放式的-可以拿來就用，也可以根據(jù)自己的需要進行擴展。MATLAB提供的工具箱涵蓋了科學研究的很多門類。目前，已經(jīng)涉及到數(shù)學、控制、通信、信號處理、圖像處理、經(jīng)濟、醫(yī)學、電力系統(tǒng)等多

8、種學科。在電力系統(tǒng)元件庫中包含了多種電力系統(tǒng)元件的圖標,分別是電源元件（electrical sources）、線路元件（elements）、電力電子元件（power electronics）、電機元件(machines)、連接器元件(connectors)、電路測量儀器(measurements)、附加元件(extras)、演示教程(demos)、電力圖形用戶接口(powergui)等。1、總原理圖（含仿真模塊名稱與型號）變壓器勵磁涌流檢測原理圖2、仿真電路設計和參數(shù)勵磁涌流仿真電路所需模塊：單相交流電源，變壓器，斷路器，直流源，示波器各模塊形狀及參數(shù)如下所示電源的參數(shù)的選擇變壓器等參數(shù)選擇

9、斷路器參數(shù)的選擇受控電流源示波器常量3、元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注S1電壓：230kv，頻率：50hz1單相電源T1D11-100/230(6)容量：100MVA，變比230/115,空載損耗：600W，短路損耗：1470W，空載電流：4%，阻抗電壓：4%1變壓器FU合閘時間0.02s1斷路器D1電流：1A1電流源 勵磁涌流波形五、調(diào)試優(yōu)化1單相電源的設置參數(shù)中特殊的阻抗使用短路級（special impedance using short -circuit leve）的設置系統(tǒng)默認是選中，在進行調(diào)試時，模塊一直報錯，去掉該選項后系統(tǒng)才能正常調(diào)試。2合閘瞬間電壓電流同相時，勵磁電流很

10、大，經(jīng)過一段時間電流恢復正常為正弦波六、仿真正確性驗證 在0 s單相電壓過零點時斷路器合閘，此時出現(xiàn)勵磁涌流由于角度設置在第一個周期內(nèi)與電壓同相出現(xiàn)單相中勵磁涌流的最大值；在穩(wěn)態(tài)時電流變化為正弦波電流與理論一致。七、結(jié)論與心得回顧起此課程設計，至今仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨

11、立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。實驗過程中，在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。八、參考文獻 1 張保會, 尹項根. 電力系統(tǒng)繼電保護 M . 北京: 中國電力出版社 2 萬凱, 劉會金, 陳允平. 考慮鐵磁特性的