1、电力变压器仿真模型的设计
基于MatLab的电力变压器建模和仿真分析(1)
2.4.2 仿真参数介绍及波形 ................................................................................... 32 2.5 仿真三相变压器 T3 的内部故障 ................................................................... 38 2.5.1 仿真 T3 相间短路（AB 相）的模型如图 .................................................. 38 2.5.2 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 38 2.5.3 仿真 T3 匝间短路的模型如图 .................................................................... 42 2.5.4 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 42 第三章 变压器仿真波形分析 ............................................................................... 45 3.1 对励磁涌流进行 FFT 分析 ............................................................................. 45 3.2 对外部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 46 3.3 对内部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 47 总结 ......................................................................................................................... 49 参考文献 ................................................................................................................. 50 附录：外文翻译 1 .................................................................................................. 51 外文翻译 2 .............................................................................................................. 56 指导教师评语表 ..................................................................................................... 60
基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真
基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真
电力变压器励磁涌流分析和仿真是电力系统工程中的重要课题之一。
励磁涌流会导致变压器内部的电流波形畸变，进而引起变压器额定电流的超过。
因此，为了保证变压器的安全运行，必须对励磁涌流进行分析和仿真。
Matlab是一款强大的数学建模和仿真软件，适用于多种工程领域。
基于Matlab进行电力变压器励磁涌流的分析和仿真可以使用以下步骤：
1. 建立变压器模型：根据变压器的参数和拓扑结构，利用Matlab建立变压器的等效电路模型。
可以使用不同的模型，如双绕组模型或多绕組模型。
2. 电源模拟：为了模拟励磁源（如励磁变压器或励磁发电机）的输出，并将其连接到变压器模型的一侧，可以使用Matlab 的函数生成正弦波源。
3. 励磁特性模拟：通过在变压器模型中增加励磁特性模块，可以模拟变压器的磁导特性。
可以使用各种励磁特性模型，如线性励磁模型、饱和励磁模型或非线性励磁模型。
4. 动态仿真：将电源和励磁特性与变压器模型连接，并对整个系统进行动态仿真。
可以使用Matlab的ode45函数或Simulink仿真工具来求解变压器模型的动态方程。
5. 结果分析：根据仿真结果，分析励磁涌流的波形、振幅和频
谱。
可以使用Matlab的绘图功能来绘制变压器电流波形和频
谱图。
基于Matlab进行电力变压器励磁涌流的分析和仿真可以帮助
工程师深入了解励磁涌流的特性，并优化变压器的设计和运行参数。
此外，Matlab还提供了丰富的工具箱和函数，可以用
于更复杂的励磁涌流分析，如短路电流计算、降压启动分析等。
电力变压器温度建模与仿真研究
电力变压器温度建模与仿真研究随着电力系统的不断发展和电力负荷的不断增长，电力变压器在电网中扮演着至关重要的角色。
而电力变压器的温度是评估其运行状态的重要指标之一，高温会导致变压器的寿命缩短甚至故障发生。
因此，对电力变压器的温度建模与仿真研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
电力变压器的温度模型是通过对变压器内部和外部的热量分布及传递进行研究，建立数学模型来描述变压器的温度分布情况。
温度建模旨在预测变压器在不同工作条件下的温度变化，并帮助决策者优化运维策略、提高变压器的运行安全性和寿命。
在电力变压器的温度建模研究中，一种常见的方法是基于热平衡方程进行建模。
这种方法将变压器视为一个热力学系统，通过热量的收支平衡方程来描述变压器内部温度的变化。
另外，还可以基于电热耦合原理，考虑电流、电压和热损耗等参数的影响，建立电流和温度之间的关系。
这些模型可以通过实测数据进行参数拟合和验证，提高其准确性和可靠性。
除了静态温度建模，动态温度建模也是电力变压器研究的重要方向之一。
动态温度建模考虑了变压器在不同负荷变化下的温度响应，可以帮助运维人员更好地了解变压器的工作状态和运行特性。
动态温度建模通常需要考虑变压器的热惯性和传热过程的时间延迟等因素，通过数学模型进行仿真分析和预测。
温度建模的研究离不开对变压器内部热量的传递和散热机制的研究。
电力变压器的内部热量是由电流激励产生的，而变压器的散热机制主要通过冷却系统实现。
因此，在温度建模研究中，对变压器内部的热量分布与传递进行准确的建模是非常重要的。
研究者可以借助流体力学和传热学等领域的理论和方法，建立冷却系统的散热模型，并将其与变压器的温度模型进行耦合，从而提高温度建模的准确性与可信度。
为了验证温度模型的准确性，仿真研究是不可或缺的一个环节。
通过对温度模型进行仿真，可以得到变压器在不同工况下的温度分布图和温度变化曲线。
同时，也可以通过与实际变压器的运行数据进行对比和验证，进一步提高模型的可靠性和适用性。
电力系统的建模和仿真方法
电力系统的建模和仿真方法电力系统是现代社会不可或缺的一部分，它是连接发电、输电、配电等各个环节的集成系统，也是保障能源供应和社会稳定运转的重要基础设施之一。
在不断变革的环境中，电力系统的稳定、安全和可靠性受到了越来越多的挑战，因此需要更加精准、高效和智能的控制和管理方式。
为此，电力系统的建模和仿真方法得到了广泛的关注和引用，本文就电力系统的建模和仿真方法进行描述和分析。
一、电力系统建模方法电力系统建模是利用数学模型将电力系统的各个组成部分进行抽象和描述，它是电力系统的分析和设计的重要基础。
目前，电力系统建模方法主要分为静态建模和动态建模两种。
1、静态建模静态建模是基于电力系统的拓扑结构和参数信息，将电力系统抽象为框架结构和等效电路网络，通过数学方法计算网络中各个节点的电压、电流、功率、损耗和能量传输等参数，以实现对电力系统静态特性的分析和评估。
静态建模主要包括拓扑建模和参数建模两部分。
拓扑建模是根据电力系统的物理层次，将发电、变电、输电、配电等不同的电力设备和线路连接起来，建立电网拓扑结构图。
参数建模是指针对电力系统的各个部位，结合拓扑信息和实测数据，计算出相应的电路参数，如电阻、电容、电感、导纳、传输损耗等，将电力系统建模为一个等效的电路网络。
2、动态建模动态建模是建立在静态建模的基础之上，对电力系统的时变特性进行描述和分析。
它考虑到了电力系统的动态过程，可以模拟电力系统出现故障或大规模负荷变化等情况下的响应过程，并预测电网的稳定性和可靠性。
动态建模主要包括相量建模和时域建模两种。
相量建模是基于瞬时相量理论，将电力系统抽象为粗略的传输线等效电路模型，通过计算机仿真技术，分析电压和电流的动态行为，预测电网的稳定性和故障分析。
时域建模是基于微分方程组的建模方法，将电力系统的动态过程建模为一个系统方程组，通过求解方程组，得到电网的响应特性。
二、电力系统仿真方法电力系统的仿真技术是模拟电力系统运行过程的一种有效方法，可以预测电力系统各种工况下的性能和响应能力，以便评估电力系统的效能和可靠性。
电力变压器高压试验虚拟仿真实验教学系统设计
实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第7期 2020年7月Experimental Technology and Management Vol.37 No.7 Jul. 2020ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2020.07.028电力变压器高压试验虚拟仿真实验教学系统设计张良力，代林刚，柴 琳（武汉科技大学 信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081）摘 要：基于绝缘电阻测量原理和判据计算方法，设计了电力变压器高压试验虚拟仿真实验教学系统，包括系统架构、实验考评点、高压试验操作流程等。
系统依托开放式虚拟仿真实验教学管理平台运行，将传统实验教学延伸至互联网终端。
实验内容涵盖变电站场景漫游、主设备认知、故障判别、试验操作、数据采集记录等环节，作业流程紧密联系工程实际。
实施效果表明，该系统能减少电气专业实验室建设成本，提升课堂和实验教学效率，对提高实践型人才培养质量有积极作用。
关键词：电力变压器；高压试验；虚拟仿真；实验教学系统中图分类号：TM743；TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)07-0125-03Design of virtual simulation experimental teaching system forpower transformer high-voltage testZHANG Liangli, DAI Lingang, CHAI Lin(School of Information Science and Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)Abstract: Based on the measuring principle and criterion calculation method of insulation resistance, a virtual simulation experimental teaching system for power transformer high-voltage test is designed including its structure, examination points, and operation process. An open virtual simulation experimental teaching management platform is used to support and drive the system execution, which extends traditional experimental teaching to Internet terminals. The experiment contents include substation scene roaming, high-voltage equipment recognition, fault identification, test operation, data acquisition and recording, etc. The operation process is closely linked with engineering practice. The application effect of the system shows that the cost of construction of electrical laboratory is reduced but the efficiency of experimental teaching is improved as well as classroom teaching. Therefore, the system can play a positive role in improving the quality of practical talents training. Key words: power transformer; high-voltage test; virtual simulation; experimental teaching system电力变压器是支撑变电站持续稳定供电的关键设备，为确保其始终运行在良好状态，必须定期或在故障修复后对其进行高压试验，测试其是否具备继续投入运行的能力[1-2]。
电力系统中的仿真模型建立与验证
电力系统中的仿真模型建立与验证电力系统的仿真模型是为了预测系统运行的结果和优化系统性能设计的一种有效手段，其建立和验证对于电力运营和管理来说有着重要的意义。
本文将介绍电力系统的仿真模型建立和验证的相关知识。
一、电力系统的仿真模型建立电力系统的仿真模型建立要考虑到各种因素，包括电力网络的结构、电力系统的控制策略、负荷的多样化、电源的分布等。
因此，建立电力系统的仿真模型是一项复杂的任务，需要对电力系统有深入的理解和应用技能。
1.建立电力系统的结构模型电力系统的结构模型是模拟电力系统结构的方式，通常采用电路或图形绘制的方式来呈现地理区域内的电力网络结构。
一般来说，电力系统的结构模型必须考虑电力系统的元件，包括发电机、负载、变压器和输电线路等。
建立电力系统结构模型时应该考虑到各个元件之间的关系和交互作用，并确保模型能够反映真实的场景。
2.建立电力系统的控制模型电力系统的控制模型是模拟电力系统控制策略的方式。
可以基于电力系统的实时运行数据和基准模型来开发控制模型。
控制模型可以用于验证控制策略的有效性，并且提供模拟控制环境，这是实际控制算法开发的一个非常重要的方面。
3.建立电力系统的负载模型电力系统的负载模型是模拟电力系统的负载多样性的方式。
负荷多样性是电力系统的一个固有特征。
任何电力系统的负载模型都必须考虑到负载的变化和负载数据的分析，以确定模型的准确度和可信度。
通过合理的负荷模型可以为电力系统的原始负荷数据和预测提供技术支持。
二、电力系统的仿真模型验证验证电力系统仿真模型的应包括单一扰动、多次扰动、自然灾害、重载、失电等情况。
如果仿真模型不能准确和合理地反映这些因素，那么对电力网络的研究和提高就是无意义的。
1.单一扰动验证单一扰动验证电力系统仿真模型的外部扰动反应。
例如：测试变压器损坏、线路断电或短路。
这种测试可以确保电力系统的仿真模型在出现系统单一扰动时能够反应出来，以便制定更好的控制策略。
2.多次扰动验证多次扰动验证电力系统仿真模型的迭代策略。
电力变压器绕组波过程仿真方法
电力变压器绕组波过程仿真方法
电力变压器是电力系统中不可或缺的重要元件，其绕组波过程对于电力系统的运行和稳定性具有重要影响。
为了研究电力变压器的绕组波过程，需要进行仿真分析。
本文介绍了电力变压器绕组波过程仿真的方法。
首先，需要建立电力变压器的数学模型，其中包括绕组的拓扑结构、材料参数、绕组的电学特性等。
可以利用电磁场有限元软件进行建模和仿真分析，得到电磁场分布和电压、电流等参数。
其次，需要进行绕组波过程的仿真分析。
绕组波过程可以分为内部波和外部波，内部波是指在绕组内部产生的波动，外部波是指在绕组外部产生的波动。
可以利用时域有限元法进行绕组波动仿真分析，得到绕组内部和外部的电磁场分布和响应。
最后，需要对仿真结果进行分析和评估，根据仿真结果得到电力变压器绕组波过程的相关特性和参数，如波速、波阻抗等，为电力系统的稳定性分析和设计提供参考。
综上所述，电力变压器绕组波过程仿真方法可以有效研究电力变压器的电磁特性和波动响应，为电力系统的安全稳定运行提供重要支持。
- 1 -。
Maxwell助力电力变压器和平面变压器设计和仿真
-ANSYS Maxwell 3D Electronic Transformer Kit (ETK) 与涡流场求解器新功能介绍
内容大纲
• Maxwell 3D ETK简介 • Maxwell 涡流场求解器新功能介绍
ETK 综 述
• “Electronic Transformer Kit” 简称ETK可以做什么?
2. 复制粘贴文件ElectronicTransformerModel.py 到: Maxwell Installation directory \AnsysEM16.0\Win64\Maxwell\syslib\Toolkits\Maxwell3D
3. 打开Maxwell文件，并插入一个Maxwell 3D design 4. 菜单操作: Draw > User Defined Model > Update Menu 5. 运行脚本及调用ETK界面: Maxwell 3D > Toolkit > ElectronicTransformerModel
•Note: It is not necessary to place the “ElectronicTransformerModel.py” under Toolkit. Users can place this file under any convenient location and run the toolkit via Run Script or External Tool option
Maxwell 求解结果 – Matrix and Netlist
• 求解频率下的阻抗矩阵 •
Maxwell to Simplorer
电力变压器仿真模型设计方案
电力变压器仿真模型的设计目录绪论 ............................................................ - 6 -一．本课题意义...................................................................... - 6 -二．本文主要工作.................................................................. - 7 -三．使用工具介绍.................................................................. - 7 -第一章变压器的基本原理 ...................... - 8 -§1.1变压器的工作原理 ......................................................... - 8 -§1.2 单相变压器的等效电路 .............................................. - 10 -§1.3 三相变压器的等效电路及连接组问题 ...................... - 11 -第二章变压器仿真的方法简介 ............ - 13 -§2.1 基于基本励磁曲线的静态模型 .................................. - 13 -§2.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 ........................... - 14 -§2.3非线性时域等效电路模型 ........................................... - 15 -§2.4基于ANN的变斜率BP算法 ..................................... - 16 -第三章单相变压器的仿真 .................... - 17 -§3. 1 单相变压器仿真的数学模型 ..................................... - 18 -§3.1.1单相变压器的等效电路分析 .................................... - 18 -§3.1.2龙格－库塔法则的介绍............................................. - 19 -§3.2 单相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 20 -§3.3 单相变压器仿真的实例计算及结果分析 .................. - 21 -§3.3.1单相变压器仿真的波形分析 ..................................... - 21 -§3.3.2单相变压器的励磁涌流的分析 ................................. - 23 -§3.3.3单相变压器励磁涌流的特征 ..................................... - 26 -第四章三相变压器的仿真 .................... - 26 -§4. 1 三相变压器仿真的数学模型 ..................................... - 27 -§4.1.1仿真的数学依据.......................................................... - 27 -§4.1.1.1三相变压器Yd11连接组模式.................................. - 27 -§4.1.1.2三相变压器Ynd11连接组模式................................ - 29 -§4.1.1.3三相变压器Yny0连接组模式.................................. - 29 -§4.1.1.4三相变压器Yy0连接组模式.................................... - 30 -§4.1.2电源电压的描述.......................................................... - 31 -§4.1.3铁心动态磁化过程简述.............................................. - 31 -§4.1.3.1极限磁滞回环的数学描述........................................ - 31 -§4.1.3.2暂态局部磁滞回环的描述........................................ - 32 -§4.1.3.3剩磁的处理................................................................ - 34 -§4.2 三相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 34 -§4.2.1分段拟和加曲线压缩法方法一（两段修正的反正切函数）-34 -§4.2.2分段拟和加曲线压缩法方法二（两段修正的反正切函数加两段直线）..................................................................................... - 36 -§4.3 三相变压器仿真的计算实例及结果分析 .................. - 37 -§4.3.1励磁涌流的仿真.......................................................... - 37 -§4.3.1.1方法一：用两段修正的反正切函数拟和压缩........ - 37 -§4.3.1.2方法二：用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压缩-38 -§4.3.1.3两种方法的比较分析................................................ - 39 -§4.3.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析 ......... - 40 -§4.3.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响................................ - 40 -§4.3.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响.................... - 41 -§4.3.3三相变压器励磁涌流的特征 ..................................... - 42 -第五章结论与展望 ................................ - 44 -参考文献 ...................................................... - 45 -附录Matlab程序..................................... - 46 -§1.在Yd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序................................................................................................ - 46 -§2.在Ynd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序................................................................................................ - 49 -§3.在Yny0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序................................................................................................ - 51 -§4.在Yy0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序- 52 -§5.在Yd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序................................................................................ - 53 -§6.在Ynd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环........................................................................................ - 56 -§7.在Yny0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序................................................................................ - 57 -§8.在Yy0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序................................................................................ - 58 -摘要随着电力系统的飞速发展，对变压器的保护要求也越来越高。
PCB板平面变压器设计与仿真
2006年11月09日03:071引言当前，电力电子设备不断朝着更小体积、更高功率密度和更高效率发展，变压器作为电力电子设备中的关键元件之一，其体积变得更小、重量变得更轻、性能也在很大程度上得到了提升。
特别是PCB板平面变压器与传统线绕变压器相比，无论在成本、体积、重量、性能等方面都更胜出一筹，且发展十分迅速。
它已在通讯、计算机、汽车电子、数码相机、数字电视等得到了广泛的应用；也将在国防、航空、航天等对重量、体积和性能要求较高的领域拓展出一个崭新的局面。
2分析与设计2.1技术指标本文是为某预研课题设计的PCB板平面变压器，其基本技术要求是：a.输入电压300Vb.输出电压48Vc.输出功率1kWd.开关频率100KHze.最大工作比0.5f.变压器的高度为20mm。
2.2选择磁心为了降低变压器的高度，我们选择了铁氧体的平面磁心(PLANAR CORE)。
它与常规EE型磁心相比,其磁心高度低了很多，磁心的表面比（CORE ASPECT RATIO）也低了很多。
是制作平面变压器的最佳选择（如图1）。
如果选择常规EE型磁心，即使采用横卧式安装，其高度超过60mm；如果选择平面磁心，其高度为20mm。
正因为平面磁心的高度和表面比都小了很多，所以它的磁路长度小了很多，而表面积增加了许多。
这两个参数一小，一大，对提高变压器的功率密度和效率极为有利，磁路长度的减小，增大了励磁电感，减小了空载损耗，减小了漏感，提高了效率；表面积的增加，增加了散热面积，减小了热阻，提高了功率密度。
2.3确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J在设计变压器时，如何确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J是设计变压器的关键。
对设计平面变压器尤其重要，因为对平面变压器来说，不能有设计余量。
如果有设计余量，那么它的体积、重量就无法减小。
为了设计计算方便快捷，我们建立了最佳磁感应强度和最佳电流密度的设计软件程序。
该套设计程序的界面非常简洁，一目了然，很容易操作。
基于ADPSS的变压器模型开发及电网仿真分析的开题报告
基于ADPSS的变压器模型开发及电网仿真分析的开题报告1.选题背景与意义变压器在电网中起着重要的作用，其稳定、安全、高效的工作与电网的可靠稳定运行密切关联。
随着电力系统的发展，大型、超大型变压器的应用越来越普遍，而变压器对电力系统的稳定性、品质及经济性能的影响也越来越明显。
因此，对变压器的建模与仿真研究至关重要，不仅有助于提高电网的运行效率和可靠性，还能够引导工业界进行智能化变压器的设计与制造。
PowerFactory是一种综合的电力系统仿真软件，支持从电网建模、运行到仿真及其可视化分析。
ADPSS(Advanced Dynamic Phasor Simulation System)是PowerFactory提供的一种运动稳态仿真方法，也是PowerFactory中用于进行电磁暂态和动态计算的一种仿真方法，被广泛应用于电力系统的仿真和分析。
本文将从基于ADPSS的变压器模型开发和电网仿真分析两个方面展开，针对电力系统的稳定性和品质分析，开展变压器模型研究，以期推动变压器的智能化设计。
2.研究内容本文将通过以下几个步骤，完成基于ADPSS的变压器模型开发及电网仿真分析：(1)研究变压器的基本理论和工作原理；(2)在PowerFactory中建立变压器的专业模型库；(3)设计变压器的ADPSS仿真模型；(4)将所设计的模型应用于电网的仿真分析中，分析变压器的影响和性能；(5)通过仿真结果，对变压器的特性、性能和智能化设计进行探讨。
3.研究方法本文的研究方法主要采用以下两种：(1)理论分析：通过对变压器的基本理论和工作原理进行研究，了解变压器的原理、特性、参数及其与电力系统的关系性；(2)仿真分析：在PowerFactory中建立变压器的专业模型库，设计变压器的ADPSS仿真模型，并将所设计的模型应用于电网的仿真分析中。
4.预期研究成果(1)基于ADPSS的变压器仿真模型的设计与开发；(2)通过仿真分析，探究变压器在电网中的影响和特性；(3)为电力系统的稳定性和品质分析提供理论和实践支持；(4)为变压器的智能化设计提供参考意见。
电力系统的建模与仿真分析
电力系统的建模与仿真分析电力系统是现代社会的重要组成部分，为人们的生产和生活提供不可或缺的能源保障。
但是，电力系统的复杂性和敏感性导致其在运行过程中会出现各种问题，如电力稳定性、电力质量、能源效率等方面的问题。
因此，电力系统的建模与仿真分析非常重要，可以帮助提高电力系统的效率，保证电力系统的稳定性和安全性。
一、电力系统的建模电力系统的建模是指将电力系统的各个部分进行拆解和抽象，使得这些部分能够通过一定的数学建模方式相互联系。
电力系统的建模通常是从以下几个方面出发：1. 发电机模型发电机是电力系统的核心组成部分，其输出功率和电动势对整个电力系统的运行稳定性和电能质量有着非常重要的影响。
因此，发电机模型对电力系统的建模非常重要。
通常，发电机模型可以分为几类，如同步发电机模型、感应发电机模型等。
2. 变压器模型变压器是电力系统中运输能量的主要方式之一，其在电力系统的输电和配电环节中发挥着非常重要的作用。
变压器模型通常包括变流器、变压器核等组成部分。
3. 电力负载模型电力系统的负载对于电能的稳定输出和电能质量的保证有着非常重要的作用。
如何对电力负载模型进行建模也是电力系统建模的一个重要方面。
通常，电力负载模型可以分为不同的类型，如电阻性负载模型、电感性负载模型、电容性负载模型等。
4. 电力网络模型电力系统中的电力网络是连接各个组成部分的核心部分，如何对电力网络进行建模也是电力系统建模的重要方面。
通常，电力网络模型可以表示为复杂的网络图，其中每个节点代表一个组成部分，每条边代表两个节点之间的连接。
二、电力系统的仿真分析电力系统的仿真分析是采用电力系统建模的方式，通过一定的仿真分析方法，对电力系统的运行模拟与分析。
一般来说，电力系统的仿真分析可以从以下几个方面出发:1. 種種电力系统参数的仿真分析电力系统中的参数涉及到功率、电压、潮流、短路电流等多个方面。
在电力系统的仿真分析中，电力系统参数的仿真分析可以提供电力系统运行状态的实时监测和分析，发现潜在问题并进行预测和解决。
电力变压器绕组短路故障仿真与分析
电力变压器绕组短路故障仿真与分析电力变压器是电能传输和分配中不可或缺的设备，它的正常运行关系着电网的稳定性和供电质量。
然而，由于各种外界因素和内部原因，电力变压器也可能发生各种故障，其中绕组短路故障是比较常见的一种。
本文将对电力变压器绕组短路故障的仿真与分析进行探讨。
1. 介绍电力变压器绕组短路故障的背景和现象电力变压器绕组短路故障是指变压器绕组中出现短路现象，导致电流异常增大、温升加剧甚至发生局部放电等。
常见的绕组短路故障有匝间短路、相间短路和对地短路等。
这些故障会对电力系统的稳定性和设备的安全性造成严重威胁。
2. 电力变压器绕组短路故障的原因分析绕组短路故障的原因可以是多方面的，包括设备老化、局部绝缘损坏、外界电力负荷突变等。
其中，绝缘损坏是绕组短路故障的主要原因之一。
绕组的绝缘材料受热和电流的侵蚀，会发生劣化甚至破裂，导致电压与电流之间发生短路。
因此，检测和诊断绕组的绝缘状态非常重要。
3. 电力变压器绕组短路故障的仿真与分析方法为了更好地了解电力变压器绕组短路故障的发生机理，研究人员提出了各种仿真与分析方法。
其中，有限元分析是一种有效的方法。
通过建立绕组短路故障的有限元模型，可以对故障前后的电场分布、电流分布等进行模拟和分析。
这些分析结果有助于对故障状态进行识别和预测。
另外，还有基于模型的仿真方法，如绕组短路电路模型。
该模型基于电路理论和电磁理论，通过对绕组中电流和电压的计算，可以获得故障前后的参数变化。
这种方法可以有效地模拟和分析绕组短路故障的影响。
4. 电力变压器绕组短路故障的仿真与分析案例研究通过具体案例的研究，可以更加深入地了解电力变压器绕组短路故障的仿真与分析方法。
以某变电站的一个500kV变压器为例，观察到绕组短路故障后的电流波形异常，经过有限元仿真和模型分析，发现短路位置和短路电阻的影响。
同时，还可以结合实际测量数据，对仿真与分析结果进行验证。
5. 预防和处理电力变压器绕组短路故障的方法探讨除了仿真与分析方法外，对电力变压器绕组短路故障进行预防和处理也是非常重要的。
Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建
Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建摘要：PSCAD是电力系统常用的仿真软件，在利用其进行电力系统仿真时却发现在元件库中不存在实际常用的Z 型接地变压器。
针对在仿真中发现的问题，文章在分析Z型接地变压器原理的基础上，利用PSCAD 中的单相三绕组变压器模块，设计搭建了Z 形接地变压器模型，并对其进行了理论分析和仿真验证。
通过对某35kV配电网经消弧线圈接地系统的仿真表明该接地变压器模型设计合理，从而为中性点接地系统建立正确仿真模型奠定了基础。
Abstract：PSCAD is a commonly used simulation software in power system，but there isn′t the commonly used zigzag grounding transformer in the component library. In view of this problem，based on the analysis of the principle of zigzag grounding transformer，this paper designed and built the zigzag grounding transformer model，and carried on theoretical analysis and simulation verification. The simulation of a 35kv power distribution network earthing via arc extinguishing coil system shows that the design of the grounding transformer model is reasonable，thus laying a foundation for neutral point grounding system to establish acorrect simulation model.关键词：Z型接地变压器；PSCAD；中性点接地方式；仿真验证分析Key words：zigzag grounding transformer；PSCAD；neutral point grounding way；simulation analysis中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）29-0137-020 引言随着电网规模的不断扩大以及城市电缆线路越来越多的应用，当系统发生接地故障时，因接地而产生的接地电流变的很大，加之有可能产生的间歇性弧光接地过电压都有可能导致接地电弧不能自熄从而危及系统安全，对此必须加以限制。
电力变压器的温度分布仿真与优化设计
电力变压器的温度分布仿真与优化设计电力变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，它起着调整电压、提供稳定电流的关键作用。
而电力变压器的温度分布对其正常运行及寿命具有重要影响。
因此，对电力变压器的温度分布进行仿真与优化设计是非常必要且具有挑战性的工作。
电力变压器的温度分布与其内部结构、工作负载、冷却系统等因素密切相关。
为了准确地模拟电力变压器的温度分布，首先需要对其内部结构进行建模。
电力变压器通常由高压绕组、低压绕组、铁芯等组成。
高压绕组和低压绕组是变压器中的关键元件，它们承受着电流的冲击和磁场的影响。
为了能够更好地模拟电力变压器的温度分布，需要对绕组的电流分布进行准确的建模。
接下来，需要考虑电力变压器的工作负载。
电力变压器在运行过程中会承受不同的负载，这些负载会导致变压器内部产生热量。
因此，对电力变压器在不同负载下的温度分布进行模拟是必要的。
可以通过建立变压器的热力学模型，结合实测数据，计算出变压器在不同负载下的温度分布。
除了内部结构和工作负载外，冷却系统也是影响电力变压器温度分布的重要因素。
冷却系统可以通过冷却油或风扇等方式，将变压器内部的热量散发出去。
因此，在进行电力变压器的温度分布仿真与优化设计时，需要考虑冷却系统的效果。
可以通过建立冷却系统的数学模型，计算出冷却系统对于温度分布的影响，并根据仿真结果进行优化设计。
温度分布仿真与优化设计涉及到多个学科的知识，包括热传导、电磁场、流体力学等。
因此，需要运用数值仿真方法进行模拟。
数值仿真方法可以通过离散化求解控制方程，得到电力变压器的温度分布。
目前，常用的数值仿真方法包括有限元法、网格法、有限体积法等。
这些方法能够较为准确地模拟电力变压器的温度分布，为优化设计提供依据。
在进行电力变压器的温度分布优化设计时，需要权衡多个影响因素。
除了内部结构、工作负载和冷却系统外，还需要考虑成本、能效等因素。
优化设计的目标是使电力变压器在满足工作要求的前提下，达到最佳的温度分布。
ANSYS电力变压器仿真案例
Cut-away of typical 3ph oil-filled power transformer
Oil-flow though winding having LV layers and HV disks
电力变压器温升计算
—模型介绍
• Maxwell 3D 涡流场求解器 • 频率 = 60Hz sinusoidal • 铁心相对磁导率= 300 • 铁心电导率= 0 • 只考虑LV 线圈集肤效应和
BranchCurrent(VI9) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI10) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI11) Setup1 : Transient
BranchCurrent(VI12) Setup1 : Transient
Calculate Field
Calculate Field Accuracy
Error Acceptable?
Yes
No Refine Mesh
Display Simulation Results
Adaptive meshing is available for all non-transient solvers
Simplorer
System / Circuit
IA
A
IB
A
IC
A
PMSYNC
ICA: PP := 6
Torque
J
A
D2D
GAIN
PExprt
Magnetics Design
ANSYS Mechanical
Thermal / Stress
Maxwell 2D/3D
电力变压器的温度场仿真模拟与分析
电力变压器的温度场仿真模拟与分析1. 引言电力变压器作为电力系统中重要的设备之一，在电能的传输与分配中发挥着关键的作用。
然而，由于其内部工作过程中产生的热量，电力变压器的温度分布对于设备的安全运行和寿命有着重要的影响。
因此，深入研究电力变压器的温度场分布，进行仿真模拟与分析，对于优化设备性能、提高运行效率具有重要意义。
2. 电力变压器结构与工作原理电力变压器主要由铁心、绕组、油箱和冷却系统等组成。
当变压器运行时，主要产生的热量是由电流通过绕组导致的，这些热量通过冷却系统中的油进行传导和扩散。
3. 温度场分布的影响因素电力变压器的温度场分布受到许多因素的影响，包括环境温度、绕组材料、冷却系统效率等。
其中，绕组的额定电流是影响温度升高的重要因素之一。
4. 温度场仿真模拟方法为了对电力变压器的温度场进行仿真模拟与分析，常用的方法是基于计算机辅助工程（CAE）软件进行数值计算。
通过建立变压器的几何模型和电磁热耦合模型，利用有限元法或有限差分法等数值求解技术，可以得到变压器内部和外部各个部位的温度分布情况。
5. 仿真结果与分析通过对电力变压器的温度场进行仿真模拟，可以得到详细的温度分布图和温度场曲线。
通过对仿真结果的分析，可以了解变压器不同部位的温度升高情况和温度梯度。
这些信息对于设计电力变压器、优化冷却系统和预防设备故障都具有重要的参考价值。
6. 电力变压器温度场优化措施通过对温度场仿真结果的分析，可以得出一些优化电力变压器温度场的措施。
例如，在电力变压器设计过程中，可以优化绕组材料的热导率，改进冷却系统的散热效果，合理布置变压器各个部位的散热装置等。
这些措施可以有效降低变压器的温度升高、提高设备的运行效率和寿命。
7. 结论电力变压器的温度场仿真模拟与分析是提高其性能和可靠性的关键工作之一。
通过对温度分布的仿真模拟，可以深入了解变压器内部的温度情况，并进行相应的优化措施。
这将对电力系统的安全运行和电能传输的效率起到重要的保障作用。
基于SOLIDWORKS与COMSOL的电力变压器主绝缘参数化建模与电场仿真
Keywords: Solidworks；COMSOL；Parametric modeling；3-D electric-field simulation； Power transformers；Main insulation (“Keywords”： Times New Roman 字体， 小四号， 加粗， 居左） （关键词： Times New Roman 字体，小四号）
结合变压器绕组端部结构图及第三小节特征库的建立有助于理解以下参第二章变压器的三维参数化建模表21变压器参数化模型的约束变量约束参数序号变量名变量值变量描述绕组部分r10490m低压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离r20655m中压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离r30885m高压绕组矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离h11450m低压绕组高度h21450m中压绕组高度h31450m高压绕组高度w10060m低压绕组圆柱筒径向厚度w20120m中压绕组圆柱筒径向厚度w30140m高压绕组圆柱筒径向厚度绝缘压板部分10yabanr07775m压板矩形纵截面中心与圆柱中心轴的距离11yabanph0950m压板矩形纵截面中心与中位水平横截面的距离12yabanh0030m压板纵截面矩形竖直方向厚度13yabanw0635m压板纵截面矩形水平方向宽度铁芯部分14txh2790m铁芯最大窗高15txw2190m铁芯最小窗宽16txr0400m主芯半径17txhou0020m叠片厚度油箱部分18xiangpx0600m油箱箱体中心位置的x坐标19xiangl4000m箱体长20xiangw3300m箱体宽21xiangh4050m箱体高22xiangaddw1500m箱顶梯形部分上底宽度23xiangaddh0450m箱顶梯形部分高度高压引线部分24ly0540mr3w32引线横出距离25deg38引线所在平面延绕组中心轴与铁芯窗所在平面形成的角度26yxhou50010m引线处油纸绝缘的油隙厚度27ballr10165m均压球的形状参数28ballr20075m均压球的形状参数29ballr30050m均压球的形状参数30ballh10280m均压球的形状参数华南理工大学学士学位论文1031ballh20030m均压球的形状参数32pothou0018m瓷套管的形状参数33poth20115m瓷套管的形状参数34poth30480m瓷套管的形状参数35poth40040m瓷套管的形状参数36potr10075m瓷套管的形状参数37potr20168m瓷套管的形状参数38potr30260m瓷套管的形状参数39rwaiy00425m瓷套管内导体半径预设参数选择40jhou10005m绝缘厚度141jhou20005m绝缘厚度242jhou30010m绝缘厚度343yxhou40050m油隙厚度444cdqh0040m绝
PCB板平面变压器设计与仿真
PCB板平面变压器设计与仿真一、背景介绍PCB板平面变压器是一种将信号从一个电路传输到另一个电路的器件。
它通过不同的线圈比例来改变电压或电流。
由于其体积小、功耗低、效率高以及易于集成到电路板上等优点，使得PCB板平面变压器在通信、电力传输、电源管理等领域得到了广泛的应用。
二、设计原则1.确定变压器的参数：包括输出和输入电压、输出和输入电流、工作频率等。
2.选择合适的磁芯材料：根据工作频率确定磁芯材料，常用的有铁氧体、镍锌铁氧体等。
3.计算线圈的参数：包括线圈的匝数、电流和线径。
4.设计线圈布局：将一组线圈堆叠在一起，根据需要的变压比选择不同的线圈堆叠顺序。
5.设计平面布局：将线圈布置在PCB板的两侧，并在PCB板上绘制合适的引线和连接。
6.实施仿真并进行优化：使用电磁仿真软件对设计的变压器进行仿真，根据仿真结果进行调整和优化。
三、设计步骤1.确定设计参数：根据实际需求确定输入和输出的电压、电流和工作频率等参数。
2.选择磁芯材料：根据工作频率选择合适的磁芯材料，并确定磁芯的尺寸。
3.计算线圈参数：根据输入和输出的电压、电流和变压比计算需要的线圈参数，包括匝数、线径和电流。
4.设计线圈布局：根据需要的变压比选择线圈的堆叠顺序，并将线圈布置在磁芯上。
5.设计平面布局：将线圈分布在PCB板的两侧，并在PCB板上绘制引线和连接。
6.仿真和优化：使用电磁仿真软件对设计的变压器进行仿真，根据仿真结果进行调整和优化。
四、仿真结果分析在完成设计和仿真后，可以通过以下几个方面对仿真结果进行分析：1.输入和输出电压：通过仿真结果可以得到设计的变压器的实际输入和输出电压，判断是否符合设计要求。
2.输入和输出电流：通过仿真结果可以得到设计的变压器的实际输入和输出电流，判断是否能够正常工作。
3.效率：通过仿真结果可以得到设计的变压器的实际效率，判断能量是否能够有效传输。
4.波形诊断：通过仿真结果可以得到设计的变压器输入输出的波形，判断是否存在失真或者其他问题。
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电力变压器仿真模型的设计摘要随着电力系统的飞速发展，对变压器的保护要求也越来越高。
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AbstractAlong with the electric power system’ development, the request of the protection of the transformer is more and more high. It has count for much meaning to the transformer protecting project to study the transient of a three-phase transformer, and found a perfect three-phase transformer’s digital model.This paper is worked with Matlab, analyzes the current methods of transformer’s digital model. In single-phase transformer, it is analyzed that the inrush current in saturate and unsaturated states, and the characters of the single-phase transformer’s inrush current. In three-phase transformer, with the foundation of the method of compressing curves, we use respectively two modified functions, and two modified functions and two straight line to establish four kinds of transformer’s digital model, such as Yd11, Ynd11, Yny0, Yy0, and realize these with Matlab. After analyzing the wave form of the three-phase transformer’s inrush current and hysteresis, and the characters of three-phase transformer’s inrush current, it is concluded that the primary factors which affect three-phase transformer’s inrush current. Finally, after analyzing the advantages and disadvantages of two methods, a good digital model of three-phase transformer is established.Keywords:three-phase transformer, inrush current, simulation, digital model目录绪论............................................................ - 7 -一．本课题意义...................................................................... - 7 -二．本论文的主要工作.......................................................... - 8 -三．使用工具介绍.................................................................. - 8 -第一章变压器的基本原理.................... - 10 -§1.1变压器的工作原理........................................................ - 10 -§1.2 单相变压器的等效电路............................................... - 11 -§1.3 三相变压器的等效电路及连接组问题 ...................... - 12 -第二章变压器仿真的方法简介............ - 14 -§2.1 基于基本励磁曲线的静态模型................................... - 14 -§2.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 ........................... - 15 -§2.3非线性时域等效电路模型............................................ - 16 -§2.4基于ANN的变斜率BP算法...................................... - 17 -第三章单相变压器的仿真.................... - 19 -§3. 1 单相变压器仿真的数学模型...................................... - 19 -§3.1.1单相变压器的等效电路分析.................................... - 19 -§3.1.2龙格－库塔法则的介绍 ............................................ - 20 -§3.2 单相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 22 -§3.3 单相变压器仿真的实例计算及结果分析 .................. - 23 -§3.3.1单相变压器仿真的波形分析..................................... - 23 -§3.3.2单相变压器的励磁涌流的分析................................. - 24 -§3.3.3单相变压器励磁涌流的特征..................................... - 27 -第四章三相变压器的仿真.................... - 28 -§4. 1 三相变压器仿真的数学模型...................................... - 28 -§4.1.1仿真的数学依据 ......................................................... - 28 -§4.1.1.1三相变压器Yd11连接组模式 ................................. - 28 -§4.1.1.2三相变压器Ynd11连接组模式 ............................... - 30 -§4.1.1.3三相变压器Yny0连接组模式 ................................. - 31 -§4.1.1.4三相变压器Yy0连接组模式 ................................... - 31 -§4.1.2电源电压的描述 ......................................................... - 32 -§4.1.3铁心动态磁化过程简述 ............................................. - 32 -§4.1.3.1极限磁滞回环的数学描述........................................ - 33 -§4.1.3.2暂态局部磁滞回环的描述........................................ - 34 -§4.1.3.3剩磁的处理................................................................ - 35 -§4.2 三相变压器仿真的程序流程及功能介绍 .................. - 35 -§4.2.1分段拟和加曲线压缩法方法一（两段修正的反正切函数） ........................................................................................ - 35 -§4.2.2分段拟和加曲线压缩法方法二（两段修正的反正切函数加两段直线） ........................................................................ - 37 -§4.3 三相变压器仿真的计算实例及结果分析 .................. - 38 -§4.3.1励磁涌流的仿真 ......................................................... - 38 -§4.3.1.1方法一：用两段修正的反正切函数拟和压缩 ....... - 38 -§4.3.1.2方法二：用两段修正的反正切函数加两段直线拟和压缩.............................................................................................. - 40 -§4.3.1.3两种方法的比较分析................................................ - 41 -§4.3.2影响变压器励磁涌流的主要因素及结果分析......... - 41 -§4.3.2.1剩磁对变压器励磁涌流的影响 ............................... - 41 -§4.3.2.2合闸初相角对变压器励磁涌流的影响 ................... - 42 -§4.3.3三相变压器励磁涌流的特征..................................... - 43 -第五章结论与展望................................ - 45 -参考文献...................................................... - 46 -附录Matlab程序 .................................... - 47 -§1.在Yd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 47 -§2.在Ynd11接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序.................................................................................... - 51 -§3.在Yny0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 53 -§4.在Yy0接线方式下两段反正切函数拟和极限磁滞回环的程序 ........................................................................................ - 54 -§5.在Yd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 55 -§6.在Ynd11接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环............................................................................ - 58 -§7.在Yny0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 59 -§8.在Yy0接线方式下两段反正切函数加两段直线拟和极限磁滞回环的程序.................................................................... - 60 -致谢............................... 错误！未定义书签。