三相变压器建模与仿真研究设计

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1、三相变压器建模及仿真研究湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业论文(设计)题目:三相变压器建模及仿真研究学生姓名:何少波学号:08210106专业班级:自动化0801指导教师:曾进辉完成时间:2012年5月5日54三相变压器建模及仿真研究目录摘要3Abstract4第一章绪论51.1本课题意义61.2本论文的主要工作71.3使用工具介绍7第二章变压器的基本原理92.1变压器的工作原理92.2三相变压器的等效电路及连接组问题10第三章变压器仿真的方法113.1基于基本励磁曲线的静态模型123.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型133.3非线性时域等效电路模型14第四章三相变压器的仿真

2、164.1三相变压器仿真的数学模型164.1.1三相变压器Yd11连接组模式174.1.2三相变压器Ynd11连接组模式194.1.3三相变压器Yny0连接组模式204.1.4三相变压器Yy0连接组模式204.2电源电压的描述214.3铁心动态磁化过程简述224.3.1极限磁滞回环的数学描述224.3.2暂态局部磁滞回环的描述234.3.3剩磁的处理25第五章三相变压器仿真的程序流程及功能介绍2654三相变压器建模及仿真研究5.1分段拟和加曲线压缩法(两段修正的反正切函数)265.1.1方法一265.1.2方法二285.2三相变压器仿真的计算实例及结果分析305.2.1方

3、法一:用两段修正的反正切函数拟和压缩305.2.2方法二:用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压缩315.1.3两种方法的比较分析325.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析335.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响345.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响345.3三相变压器励磁涌流的特征35结论38致谢39参考文献40附录Matlab程序4254三相变压器建模及仿真研究摘要研究三相变压器地暂态过程,建立一个完善的变压器仿真模型,对变压器保护方案的设计具有非常重要地意义。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

4、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。最后,分析了两种方法的优劣,建立比较完善的变压器仿真模型。关键词:三相变压器;励磁涌流;仿真;数学模型54三相变压器建模及仿真研究AbstractAlongwiththeelectric

5、powersystem’development,therequestoftheprotectionofthetransformerismoreandmorehigh.Ithascountformuchmeaningtothetransformerprotectingprojecttostudythetransientofathree-phasetransformer,andfoundaperfectthree-phasetransformer’sdigitalmodel.ThispaperisworkedwithMatlab,analyzesthecurrentmetho

6、dsoftransformer’sdigitalmodel.Insingle-phasetransformer,itisanalyzedthattheinrushcurrentinsaturateandunsaturatedstates,andthecharactersofthesingle-phasetransformer’sinrushcurrent.Inthree-phasetransformer,withthefoundationofthemethodofcompressingcurves,weuserespectivelytwomodifiedfunctions

7、,andtwomodifiedfunctionsandtwostraightlinetoestablishfourkindsoftransformer’sdigitalmodel,suchasYd11,Ynd11,Yny0,Yy0,andrealizethesewithMatlab.Afteranalyzingthewaveformofthethree-phasetransformer’sinrushcurrentandhysteresis,andthecharactersofthree-phasetransformer’si

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1、三相变压器建模及仿真研究湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业论文(设计)题目:三相变压器建模及仿真研究学生姓名:何少波学号:08210106专业班级:自动化0801指导教师:曾进辉完成时间:2012年5月5日54三相变压器建模及仿真研究目录摘要3Abstract4第一章绪论51.1本课题意义61.2本论文的主要工作71.3使用工具介绍7第二章变压器的基本原理92.1变压器的工作原理92.2三相变压器的等效电路及连接组问题10第三章变压器仿真的方法113.1基于基本励磁曲线的静态模型123.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型133.3非线性时域等效电路模型14第四章三相变压器的仿真

2、164.1三相变压器仿真的数学模型164.1.1三相变压器Yd11连接组模式174.1.2三相变压器Ynd11连接组模式194.1.3三相变压器Yny0连接组模式204.1.4三相变压器Yy0连接组模式204.2电源电压的描述214.3铁心动态磁化过程简述224.3.1极限磁滞回环的数学描述224.3.2暂态局部磁滞回环的描述234.3.3剩磁的处理25第五章三相变压器仿真的程序流程及功能介绍2654三相变压器建模及仿真研究5.1分段拟和加曲线压缩法(两段修正的反正切函数)265.1.1方法一265.1.2方法二285.2三相变压器仿真的计算实例及结果分析305.2.1方

3、法一:用两段修正的反正切函数拟和压缩305.2.2方法二:用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压缩315.1.3两种方法的比较分析325.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析335.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响345.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响345.3三相变压器励磁涌流的特征35结论38致谢39参考文献40附录Matlab程序4254三相变压器建模及仿真研究摘要研究三相变压器地暂态过程,建立一个完善的变压器仿真模型,对变压器保护方案的设计具有非常重要地意义。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

4、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。最后,分析了两种方法的优劣,建立比较完善的变压器仿真模型。关键词:三相变压器;励磁涌流;仿真;数学模型54三相变压器建模及仿真研究AbstractAlongwiththeelectric

5、powersystem’development,therequestoftheprotectionofthetransformerismoreandmorehigh.Ithascountformuchmeaningtothetransformerprotectingprojecttostudythetransientofathree-phasetransformer,andfoundaperfectthree-phasetransformer’sdigitalmodel.ThispaperisworkedwithMatlab,analyzesthecurrentmetho

6、dsoftransformer’sdigitalmodel.Insingle-phasetransformer,itisanalyzedthattheinrushcurrentinsaturateandunsaturatedstates,andthecharactersofthesingle-phasetransformer’sinrushcurrent.Inthree-phasetransformer,withthefoundationofthemethodofcompressingcurves,weuserespectivelytwomodifiedfunctions

7、,andtwomodifiedfunctionsandtwostraightlinetoestablishfourkindsoftransformer’sdigitalmodel,suchasYd11,Ynd11,Yny0,Yy0,andrealizethesewithMatlab.Afteranalyzingthewaveformofthethree-phasetransformer’sinrushcurrentandhysteresis,andthecharactersofthree-phasetransformer’si

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