0. 1.2 Содержание работы

1. Определение параметров схемы замещения при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания.

2. Снятие нагрузочной и рабочих характеристик.

2. Моделирование трансформатора

Параметры схемы замещения трансформатора представлены в относительных единицах.

Базовыми значениями параметров трансформатора являются:

• Расчётная полная мощность S_н, обозначенная как Pn(VA),

• Номинальная частота (Гц) – fn(Hz),

• Действующее номинальное напряжение (В) – V1,V2,V3 (Vrms).

Для каждой обмотки относительные сопротивления и индуктивность в относительных единицах (pu) определяются с помощью следующих выражений:

; (1.18)

, (1.19)

где .

Удобство задания параметров в относительных единицах заключается в том, что относительные сопротивления и индуктивности первичной и вторичной обмоток оказываются равными.

Расчёт относительных параметров трансформатора осуществляется на основании паспортных данных завода-изготовителя.

1. Номинальный ток в первичной обмотке:

(1.20)

2. Ток в первичной обмотке в режиме холостого хода:

(1.21)

3. Напряжение в первичной обмотке при опыте короткого замыкания:

(1.22)

4. Разность фаз между напряжением и током в первичной обмотке в режиме холостого хода:

(1.23)

в режиме короткого замыкания:

(1.24)

5. Полная мощность в первичной обмотке в режиме холостого хода:

(1.25)

6. Параметры схемы замещения, необходимые для анализа трансформатора:

;

; (1.26)

;

; (1.27)

7. Относительные параметры схемы замещения трансформатора:

, (1.28)

(1.29)

3. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка представлена на рис. 1.5.

Рис 1.5. Структурная модель для исследования однофазного трансформатора

Модель содержит:

► источник переменного напряжения Е1 из библиотеки SimPowerSystems /Electrical Sources;

► измерители напряжения V1, V2 и измерители тока I1, I2 в первичной и вторичной цепях трансформатора из библиотеки SimPowerSystems /Measurement;

► исследуемый трансформатор (Linear Transformer) и нагрузку (R Load) из библиотеки SimPowerSystems /Elements;

► измерители активной и реактивной мощности в первичной (P1, Q1) и вторичной цепях трансформатора (P2, Q2): (Active & Reactive Power 1, Active & Reactive Power 2) - из библиотеки SimPowerSystems/Extra Library/Measuremernt;

► блок пользователя (Powergui-Continuous) из библиотеки SimPowerSystems, который измеряет значения V1, V2, I1, I2;

► блоки (Display 1, Display 2) для количественного представления измеренных мощностей и блок (Scope) для наблюдения формы кривых формы и напряжения в первичной во вторичной цепях являются блоками главной библиотеки Simulink/Sinks.

Полученные предварительно значения R₁, L₁, L_m, R_m для заданного трансформатора необходимо подставить в окно настройки параметров трансформатора, показанного на рис 1.6. Для того чтоб открыть данное окно, необходимо дважды щёлкнуть правой кнопкой мышки по модели трансформатора (Linear Transformer).

В полях окна через пробел последовательно задаются:

• мощность трансформатора Pn(VA) и частота fn(Hz);

• действующее напряжение V₁ (Vrms) и относительные параметры схемы замещения первичной обмотки R₁ (pu), L₁ (pu);

• действующее напряжение V₂ (Vrms) и относительные параметры схемы замещения вторичной обмотки (pu), (pu);

• относительные параметры ветви намагничивания R_m, L_m.

В поле Measurement из выпадающего меню необходимо выбрать опцию None, поскольку в данной схеме не используется блок Multimeter, который измеряет переменные состояния трансформатора.

В случае, когда трансформатор двухобмоточный, необходимо убрать значок ۷ напротив надписи «Three winding transformer».

Рис 1.6. Окно настройки параметров однофазного линейного трансформатора