MATLAB变压器仿真
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
matlab仿真-利用Matlab构造BP神经网络完成变压器故障诊断-5页精选文档
利用Matlab构造BP神经网络完成变压器故障诊断a)样本数据：在油色谱分析领域中，基于油中溶气体类型与内部故障性质的对应关系，以油中5种特征气体为依据的判断变压器故障的方法。
其特征量为H2，CH4，C2H4，C2H2，C2H6，如图3所示。
在对变压器的故障识别时，变压器的故障类型选择为：无故障、中低温过热、高温过热、低能放电和高能放电。
b)仿真数据如图：c)在Matlab中完成人工神经网络的创建、训练及最终的仿真，并给出仿真结果及训练误差曲线。
完成如下：一、源代码如下：%训练数据P=[46.21 11.27 33.04 8.52 0.614;41.12 32.51 14.45 8.36 0.52;33.36 29.32 32.89 27.28 2.25;45.86 34.97 8.25 7.43 0.31;14.92 21.98 17.15 46.12 0.0;0.872 43.18 27.14 26.88 0.0;36.13 50.96 8.15 5.67 0.0;37.98 30.85 7.57 23.01 0.0;10.99 21.29 11.30 52.98 2.38;0.958 16.01 2.89 58.01 1.16;11.03 22.51 3.31 57.96 1.13;15.68 21.87 10.98 53.22 2.53; 58.03 18.56 4.58 8.62 9.78;86.89 6.48 5.28 1.13 0.0;85.86 6.98 4.52 2.56 0.0;83.68 7.96 5.15 3.02 0.56;20.23 16.96 1.68 24.52 35.74; 26.76 16.56 2.98 38.76 13.61; 43.92 24.41 6.62 23.91 0.531; 48.02 10.27 4.52 22.36 23.62]'; T= [1 0 0 0 0;1 0 0 0 0;1 0 0 0 0;1 0 0 0 0;0 1 0 0 0;0 1 0 0 0;0 1 0 0 0;0 1 0 0 0;0 0 1 0 0;0 0 1 0 0;0 0 1 0 0;0 0 1 0 0;0 0 0 1 0;0 0 0 1 0;0 0 0 1 0;0 0 0 0 1;0 0 0 0 1;0 0 0 0 1;0 0 0 0 1]';%仿真数据R=[7.2 5.6 3.5 2.7 3.1;120.0 120.0 33.0 83.0 0.56;20.6 19.6 7.5 60.9 1.52;42 97 156 598 0;1556 93 34 46 0;200 46 16 109 128;98 122 31 292 15;92 56 42 35 0;31.6 5.3 1.3 12.2 13.1;72 512 138 1200 5.6]';S= [1 0 0 0 0;0 1 0 0 0;0 0 1 0 0;0 0 0 1 0;0 0 0 0 1;0 0 1 0 0;0 1 0 0 0;0 0 0 0 1;0 0 1 0 0]';%创建一个新的bp前向神经网络%newff--生成一个新的bp前向神经网络net=newff(minmax(P),[5,5],{'tansig','logsig'},'trainlm') ;%设置训练参数net.trainParam.show=10; %每10代显示一次net.trainParam.lr=0.05; %训练速率net.trainParam.mem_reduc=3;net.trainParam.mc=0.9; %动量因子net.trainParam.epochs=100000; %训练的代数net.trainParam.goal=0.01; %目标误差%训练bp前向神经网络[net,tr]=train(net,P,T);%仿真A=sim(net,R);%计算仿真误差E=S-A ;SSE=sse(E);二、仿真结果：1、训练过程曲线2、仿真情况与实际情对比，以及是否正确。
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。
例题电机学MATLAB 变压器仿真
一台双绕组三相变压器，450MV A ，YN / d 接线。
在副边空载情况下，投入运行（原边电压为额定值）。
图4、图5、图6分别为原边A 相电压、副边ab 线电压、原边A 相电流的瞬变曲线（考虑饱和）。
进行分析，并解答以下问题（必须提供简要的分析思路）：
(1) 原边额定电压近似为何值？ (2) 副边额定电压近似为何值？ (3) 变比近似为何值？ (4) 原边额定电流近似为何值？ (5) 副边额定电流近似为何值？ (6) 根据图6指出，在此瞬变过程中最大电流值近似为额定电流最大值的多少倍？ (7) 图6体现了工程实际中的什么问题？解释其成因。
时间 / ms 原边A 相电压 / 105 V
图4 原边A 相电压
1
2
3
4
时间 / ms 副边a b 线电压 / 105 V
图5 副边ab 线电压
200
400
6008001000
1200
时间 / s 原边A 相电流 / A
图6 原边A 相电流。
三相变压器建模及仿真及MATLAB仿真讲解
XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：报告成绩：学院教学工作部制目录摘要 (3)第一章变压器介绍 (4)1.1 变压器的磁化特性 (4)1.2 变压器保护 (4)1.3 励磁涌流 (7)第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3.1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3.3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4.2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5.1 仿真长线路末端电压升高 (25)5.2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5.4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。
文章阐述了励磁涌流的产生及其特性，利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流，目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性。
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。
基于MATLAB的三相变压器励磁涌流仿真分析
图 3 三相励磁涌流波形
图 4 空载合闸 0. 1~ 0. 3s 发生短路时的励磁涌流波形
图 5 正常 运行 4. 1~ 4 . 3s发生短路时的 A 相电流波形
图 6 正常运 行 4. 1~ 4 . 3 s发生短路时的 A 相短路电流波形
通过 PSB 中 Powergu i模块中的 FFT Ana ly sis对变压器空载合闸时 A 相励磁涌流波形进行傅立叶变 换 ( FFT )分析, 仿真结果如图 7 所示。 对变压器各种运行情况下的电流波形进行 FFT 分析, 得到变压器各相电流中各谐波所占的比例数 据如表 1、 2 、 3 所示。 62
0 引言 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时, 由于铁芯饱和会产生很大的励磁涌流, 在最不利 的情形下, 可达到正常励磁电流的上百倍 , 或者说可达到变压器额定电流的 5~ 7 倍。这一大大超过正 常励磁电流的空载合闸电流称为励磁涌流。 励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位、 铁芯中剩磁的大小和方向、 电源容量的大小、 回路 的阻抗、 变压器容量的大小和铁芯饱和程度、 铁芯的剩磁以及合闸时的相角等因素有关 。同时, 在变 压器空载合闸这一瞬变过程中 , 电流、 电压的波形也会发生畸变, 产生谐波; 在一定的条件下, 还可能会 引起电力系统谐振, 产生过电压。 本文利用 MATLAB 软件 , 在变压器各种运行情况下进行计算机仿真, 并对所产生励磁涌流的特点 进行分析。 1 MATLAB /PSB 简介 MATLAB 是 M athwo rk 公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件, 适用于多种学科的大型仿
图 2 三 相变压器短路故障模型
3 仿真结果及分析 3 . 1 仿真结果 仿真采用可变步长连续算法中的 ode15s数字积分方式, 仿真时间为 0 . 5s, 仿真参数参考文献 [ 4]。 61
基于MATLAB的变压器故障仿真及保护分析
基于MATLAB的变压器故障仿真及保护分析变压器主要用于稳压、电压变换、隔离。
按用途分种类多，主要有单相变压器、干式变压器、箱式变压器、防雷变压器、整流变压器、配电变压器、电力变压器等。
按铁心形状主要有E 型和C型铁。
变压器是电力系统正常运行关键设备之一，由于变压器的长时间高效率运行，故障事故总不可避免的产生。
但其具有无可替代性，尤其是大型变压设备太过昂贵，没有办法经常更换，所以变压器的故障也很引起人们的高度重视。
对变压器内部故障电气量变化规律的认识是开发新的保护方案的前提，因此有必要进行变压器内部故障仿真。
本文在综合分析变压器内部故障及励磁涌流仿真现状的情况下采用simulink软件中的多路互感支路模型模拟故障变压器。
对于变压器的异常状态运行和常见故障进行仿真分析和经验总结，对于及时准确的把握故障原因，及时的采取处理方法确保设备的安全运行意义重大。
所以将变压器故障进行全面的总结以及将新流行的方法用于实际十分重要。
目录1绪论 (2)2变压器异常现象及分析 (2)2.1 变压器内部故障 (2)2.1.1 变压器线路故障 (2)2.1.2 变压器内部异响 (3)2.1.3 爆炸事故及套管闪络故障 (3)2.1.4 变压器油箱温度和油管故障 (3)2.1.5 匝间绝缘故障 (4)2.2 内部故障励磁涌流仿真 (4)2.2.1 仿真要求及目的 (4)2.2.2 仿真参数介绍及波形 (5)3 变压器外部故障 (10)4变压器保护动作处理 (13)4.1基于变压器模型的保护原理 (13)4.1.1基本原理 (13)4.1.2算法 (13)4.2 瓦斯保护 (15)4.2.1 瓦斯保护动作 (16)4.2.2 瓦斯保护在跳闸时的作用 (16)4.3 零序电流保护 (17)4.4 气相色谱分析法的使用判断 (17)5跳闸及冷却器故障分析及处理 (20)5.1 变压器负荷承载过量 (20)5.2 短路的电流和不平衡电流 (21)5.3 短路故障 (22)5.4 冷却器故障处理 (22)5.5 变压器内油量警报 (23)5.6 冷却器电源故障信号处理 (23)5.7 冷却器检测 (23)6变压器开关故障分析及处理方法 (24)6.1 无负载的分接开关分析 (24)6.2 有负载的分接开关分析 (25)7总结分析 (26)1绪论变压器在常见电气设备中，属于构造相对简单实用的电器设备，却又是各个领域绝对不能缺少的。
基于Matlab的变压器运行特性仿真专题报告
变压器运行特性数字仿真专题报告学生姓名：班级：学号：指导教师：所在单位：电气工程学院提交日期：2018作业评分一、概述（一）电压调整率对于负载来说，变压器相当于一个交流电源，其运行特性主要有外特性和效率特性，电压调整率和运行效率是与之对应的反映变压器运行性能的主要指标。
1、定义由于变压器一、二次绕组都有漏阻抗，负载电流流过时必然在这些漏阻抗上产生压降，二次侧电压将随负载的变化而变化。
为了描述这种电压变化的大小，引入了电压调整率。
电压调整率定义为：变压器一次绕组施加额定电压，由空载到给定负载时二次电压代数差与二次额定电压的比值，即2、对变压器运行的影响 当一次电压为额定值，负载功率因数不变时，二次电压与负载电流的关系称为电压调整特性，也称外特性。
当负载为额定值，功率因数为指定值（通常为0.8滞后）时的电压调整率，称为额定电压调整率，它是变压器的一个重要性能指标，反映了变压器输出电压的稳定性。
显然，电压调整率只是对所设计的额定负载而言的，不随负载的改变而改变，换句话说，设计时只考虑额定负载状态那个点。
当负载轻时(小于额定负载)，输出电压高于设计值，负载重时，输出电压低于设计值。
过高的电压调整率会使变压器的温升超过规定值,并使输出电压变化增大,影响负载特性，特别在负载变化较大或工作环境温度变化大的场合。
3、对电力系统的影响及意义电力系统中负载的变化对运行电压影响较大，在夏季用电高峰期表现得极为突出。
电压的变化，在直观上影响电力设施的正常运行，在微观上主要是损耗加大。
为了保证供电的电压质量和安全运行，往往采取调压等手段将用户终端电压控制在一定范围之内。
U 1NU 2NU 202221200000022221001001001N N N N NU U U U U U U U U U U *'---=⨯=⨯=⨯=-1NU 2cos ϕ2U 2I()22U f I =（二）运行效率变压器的效率一般都较高，大多数在以上，大型变压器效率可达以上。
根据MATLAB的变压器空载运行状态的仿真实验报告
实验报告一基于MATLAB的变压器空载运行状态的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器空载运行状态的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建变压器空载运行状态的仿真框图。
二、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem三、实验模块介绍1.示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
2.为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.3.电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。
4.电流测量，用于检测电流，使用时串联在被测电路中，相当于电流表的检测棒，其输出端“i”则输出电流信号。
5.交流电压源，提供一个交流电。
6.饱和变压器。
7.串联RLC支路。
四、实验原理图1-1 单相变压器空载运行原理图五、仿真实验内容图1-2单相变压器空载运行仿真模型仿真参数设置如下：示波器参数设置如图1-3、1-4所示：采样时间Sample time 为1e-6s,端口number of axes为4。
图1-3示波器参数设置图1-4示波器参数设置交流电压源参数设置，U=220，f=50Hz,如图1-5所示。
图1-5交流电压源参数设置阻感参数设置,R=0.14 ,L=1e-3 H如图1-6所示：图1-6阻感参数设置饱和变压器参数设置，如图1-7所示。
图1-7饱和变压器参数设置多路测量仪参数设置，如图1-8所示。
A)B)图1-8多路测量仪参数设置分离器参数设置，图1-9所示。
图1-9分离器参数设置有效值参数设置，如图1-10显示。
图1-10有效值参数设置六、仿真实验运行结果七、实验体会通过这次仿真实验，我更深入理解了变压器空载运行状态的工作原理。
另外要感谢老师的辛苦指导，使得我的仿真实验顺利完成。
实验报告二姓名：梁玉梅学号：1112090137 指导教师：刘桂英基于MATLAB的变压器负载运行的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器负载运行的工作原理。
基于MATLAB的变压器暂态过程的仿真实验报告
基于MATLAB的变压器暂态过程的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器暂态过程的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建变压器暂态过程的仿真框图。
二、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem三、实验模块介绍1.示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
2.为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.3.饱和变压器。
4.交流电压源，提供一个交流电。
5.多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。
6.产生一个阶跃信号。
7.断路器块的执行能从一个外部Simulink信号(外部控制方式) 或者是从一个内部的控制定时器(内部的控制方式)控制一个电路的断开和闭合的状态。
8.分离器，将向量信号分解输出。
四、实验原理过渡过程（暂态过程）：电路从一种稳定状态到另一种稳定状态中间发生的转换过程。
换路：电路条件的变化，例如电路的接通与断开、短路、电压改变或电路参数改变等，称之为换路。
产生暂态过程的原因：外因是电路发生换路，内因则是电路中含有储能元件，它们所储存的能量不能跃变，其积累和消耗都需要一定的时间，故而发生暂态过程。
五、实验内容图1-1变压器暂态过程仿真模型仿真参数设置如下：示波器参数设置如图1-2所示：采样时间Sample time为1e-4s,端口number of axes为2或5。
图1-2示波器参数设置交流电压源参数设置，U=380V，f=50Hz,如图1-3所示。
图1-3交流电压源参数设置阻感参数设置,R=4 ,L=1e-3 H如图1-4所示：图1-4阻感参数设置饱和变压器参数设置，如图1-5所示。
图1-5饱和变压器参数设置断路器块参数设置，如图1-6所示。
图1-6断路器块参数设置阶跃信号参数设置，如图1-7所示。
A)B)图1-7阶跃信号参数设置多路测量仪参数设置，如图1-8所示。
MATLAB变压器仿真
扬州大学专业软件应用综合设计报告水能学院13级电气专业题目变压器综合仿真设计二学生某某某学号131504207指导教师张建华2015年12月30日目录一、设计题目 (2)二、正文 (2)1、引言 (2)2、设计依据及框图 (3)2.1 设计平台 (3)2.2 设计思想 (4)2.3 设计结构框图或流程图 (6)2.4各模块功能简介 (6)3、软件调试分析 (10)4、结语 (23)5、参考文献 (25)6、致谢 (25).变压器综合仿真设计二摘要：随着变压器技术的进步，传统仿真已经受到了很大的限制。
并且当下要推动变压器技术的发展，已经不能再依靠传统仿真。
因此，对于变压器的计算机仿真技术势在必行。
本为通过MATLAB软件，对变压器的运行特性进行了仿真。
主要仿真的内容包括：变压器磁路电流畸变以及变压器负载运行特性曲线研究。
仿真所用到的方法为数值计算方法，通过插值的方法实现了对曲线的拟合。
仿真时，结合实际情况可输入不同参数便于研究。
文中给出了各种运行特性的仿真结果图，并且结合理论对其做了简单的分析，验证了仿真方法的准确性和可行性。
关键字：变压器；MATLAB仿真分析；曲线拟合1 引言设随着科学技术进步，电工电子新技术的不断发展，新型电气备不断涌现，人们使用电的频率越来越高，人与电的关系也日益紧密，对于电性能和电气产品的了解，已成为人们必需的生活常识。
变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能，以满足不同负载的需要。
在电力系统中，变压器是一个重要的电气设备，它对电能的经济传输，灵活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人们能够方便地解决输电和用电这一矛盾。
由于计算机仿真技术的出现，传统的物理仿真系统逐渐的被计算机仿真系统代替。
计算机仿真系统所具有的效率高、精度高、重复性和通用性好、容易改变仿真参数等优点，还可以实现物理仿真无法实现的有危险性的或者是成本昂贵的仿真。
MATALAB软件完成变压器与电机仿真
课程设计项目名称： MATALAB 软件完成变压器与电机仿真同组人： 尙琛展 邓恒昆 黄骁 郭建巡 马栋成 时间： 2015年1月20日一.课题分析：仿真题目为以下内容： 1.进行变压器空载运行仿真 2.进行直流电动机的软启动 3.进行直流电动机的调速通过运用MATALAB ，在软件中画出原理图，对变压器，直流电动机等理论知识的运用及操作，更加熟悉各参数，各环节对其的影响和改变，理解加深对电动机和变压器的特性和操作。
二.设计程序及仿真结果分析题目一：进行变压器空载运行仿真 1.变压器空载运行仿真图:v +-Voltage Measurement1v +-Voltage MeasurementSeries RLC Load Scope2Scope112Saturable TransformerGroundi +-Current MeasurementAC Voltage Source2.各表仿真图：3.仿真结果分析：（1）改变交流电源的频率和电压。
=50Hz,V=311v（2）可以改变变压器一次和二次的电压，改变变比K ，实现降压和升压。
上图为降压变压器．K 1U 2U ＝０．５题目二：直流电动机的调速１.直流电动机的调速图:w Ia TemVa+-vVaTimer1g2mIdeal SwitchE240 V1E240 VDemuxF+A+TLF-A-mDC_Motor0.2287BL9e-1F1ohm2．仿真图表：3．仿真结果分析：（1）Timer可以看出启动时间，Ｔ＝０．５Ｓ（2）上图对应的参数为：转速，电枢电流，励磁电流，转矩题目三：进行直流电动机的调速１.流电动机的软启动图:2.仿真图表：Uf=200V3.仿真结果分析：（1）上图对应的参数为：转速，电枢电流，励磁电流，转矩. （2）当改变历次电压Uf时，转速变大，如下图：Uf=50V。
基于MATLAB的变压器故障仿真及保护分析
基于MATLAB的变压器故障仿真及保护分析变压器主要用于稳压、电压变换、隔离。
按用途分种类多，主要有单相变压器、干式变压器、箱式变压器、防雷变压器、整流变压器、配电变压器、电力变压器等。
按铁心形状主要有E 型和C型铁。
变压器是电力系统正常运行关键设备之一，由于变压器的长时间高效率运行，故障事故总不可避免的产生。
但其具有无可替代性，尤其是大型变压设备太过昂贵，没有办法经常更换，所以变压器的故障也很引起人们的高度重视。
对变压器内部故障电气量变化规律的认识是开发新的保护方案的前提，因此有必要进行变压器内部故障仿真。
本文在综合分析变压器内部故障及励磁涌流仿真现状的情况下采用simulink软件中的多路互感支路模型模拟故障变压器。
对于变压器的异常状态运行和常见故障进行仿真分析和经验总结，对于及时准确的把握故障原因，及时的采取处理方法确保设备的安全运行意义重大。
所以将变压器故障进行全面的总结以及将新流行的方法用于实际十分重要。
目录1绪论 (2)2变压器异常现象及分析 (2)2.1 变压器内部故障 (2)2.1.1 变压器线路故障 (2)2.1.2 变压器内部异响 (3)2.1.3 爆炸事故及套管闪络故障 (3)2.1.4 变压器油箱温度和油管故障 (3)2.1.5 匝间绝缘故障 (4)2.2 内部故障励磁涌流仿真 (4)2.2.1 仿真要求及目的 (4)2.2.2 仿真参数介绍及波形 (5)3 变压器外部故障 (10)4变压器保护动作处理 (13)4.1基于变压器模型的保护原理 (13)4.1.1基本原理 (13)4.1.2算法 (13)4.2 瓦斯保护 (15)4.2.1 瓦斯保护动作 (16)4.2.2 瓦斯保护在跳闸时的作用 (16)4.3 零序电流保护 (17)4.4 气相色谱分析法的使用判断 (17)5跳闸及冷却器故障分析及处理 (20)5.1 变压器负荷承载过量 (20)5.2 短路的电流和不平衡电流 (21)5.3 短路故障 (22)5.4 冷却器故障处理 (22)5.5 变压器内油量警报 (23)5.6 冷却器电源故障信号处理 (23)5.7 冷却器检测 (23)6变压器开关故障分析及处理方法 (24)6.1 无负载的分接开关分析 (24)6.2 有负载的分接开关分析 (25)7总结分析 (26)1绪论变压器在常见电气设备中，属于构造相对简单实用的电器设备，却又是各个领域绝对不能缺少的。
变压器MATLAB仿真实验
实验一单相变压器空载仿真实验一、实验目的1 用仿真的方法了解并求取变压器的空载特性。
2 通过变压器空载仿真了解并求取变压器的参数和损耗。
二、预习要点1 变压器空载运行有什么特点？2 在变压器空载实验仿真中，如何通过仿真测取变压器的铁耗。
三、仿真项目1 完成变压器空载运行仿真模型的搭建和参数设定。
2 仿真测取空载特性U0=f(I0)，P0= f(U0)，cosΦ0= f(U0)。
四、仿真方法1 仿真模块三相交流电压源可饱和单相变压器交流电压表交流电流表有功、无功功率表示波器显示测量数据计算均方根值（有效值）模块电力系统仿真环境模块（电力系统仿真模型中必须含有一个）2 仿真模型三相交流电压源V 1W AV2 UVWP0U0I0a Ax X55V U AX**图1 变压器空载实验接线图图2 单相变压器空载仿真模型示例图图3 变压器参数设置示例图（右侧饱和曲线数据请输入到左侧Saturation Characteristic一栏）3 空载仿真1）根据图1的接线图进行仿真模型搭建，搭建仿真模型如图2所示，所有频率的设置均改成50。
2）对单相变压器以及其他元器件模块的参数设置，选定额定电压，变压器变比等。
设定其额定容量S N=77 V A，U1N/U2N=55/220V。
变压器低压侧接电源，高压侧开路。
变压器参数设置如图3所示。
3）可自行根据需要选择需要测量的波形以及有效值量，加入示波器以及计算模块进行测量并设定仿真时间。
4）调节电压源电压，调节范围在（1.25~0.2）U N范围内，测取变压器的U0，I0，P0，cosΦ0以及二次侧电压U AX等数据。
5）测取数据时，在额定电压附近侧的点较密，共测取10组数据记录于下表。
表1 空载实验数据五、实验报告1. 完成表12. 绘制U0-I0特性曲线3. 计算变压器变比4. 计算低压侧的励磁参数实验二单相变压器短路仿真实验一、实验目的1 用仿真的方法了解并求取变压器的短路特性。
利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真
四.课程设计项目名称：利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真（一）.课题分析：（包括软件介绍）1.课题设计原理：Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。
新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。
使之更利于非计算机专业的科技人员使用。
而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
2.设计的任务：利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真参考《MATLAB电机仿真精华50例》（1）、进行变压器空载运行仿真设计（必选）（2）、进行变压器负载运行仿真设计（3）、进行直流电动机的转矩特性仿真设计（4）、进行直流电动机的机械特性仿真设计（5）、进行直流电动机的起动仿真设计（6）、进行直流电动机的调速仿真设计（必选）（7）、进行直流电动机的制动仿真设计（8）、进行三相异步电动机的机械特性仿真设计（9）、进行三相异步电动机的起动仿真设计（10）、进行三相异步电动机的调速仿真设计（11）、进行三相异步电动机的反转仿真设计（12）、进行三相异步电动机的制动仿真设计3.设计的要求：（1）.基本要求：（1）完成变压器空载运行仿真设计（2）完成直流电动机的机械特性仿真设计（3）完成直流电动机的起动仿真设计（4）完成直流电动机的调速仿真设计（5）完成直流电动机的制动仿真设计（6）完成三相异步电动机的机械特性仿真设计（7）完成三相异步电动机的起动仿真设计（8）完成三相异步电动机的调速仿真设计（9）完成三相异步电动机的反转仿真设计（10）完成三相异步电动机的制动仿真设计（11）完成直流电动机的反转仿真设计4.技术要求：（1）程序设计完整（2）程序运行正确5.拓展部分：（1）进行三相异步电动机的起动仿真设计（2）进行三相异步电动机的反转仿真设计（3）进行三相异步电动机的调速仿真设计（二）.设计电路图及分析1.变压器空载运行仿真设计2.直流电动机的调速仿真设计他励3. 直流电动机的调速仿真设计串励-7.4-7.2-7wm-4.8-4.78-4.76x 10-3ra-4.8-4.78-4.76x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.951011.1x 10-4Te4. 直流电动机的调速仿真设计并励5.变压器负载运行仿真设计-4.5-4wm-1.698-1.697-1.696ra-4.1666-4.1666-4.1665-4.1665x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.9510789x 10-3Te6.三相异步电动机的起动仿真设计0204060801000.0290.030.0310.0320.0330.0340.035-0.15-0.1-0.05-2000200-2000200400-0.200.20.40.600.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1-50050Te。
基于MATLAB的变压器暂态过程的仿真实验报告
基于MATLAB的变压器暂态过程的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器暂态过程的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建变压器暂态过程的仿真框图。
二、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem三、实验模块介绍1.示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
2.为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.3.饱和变压器。
4.交流电压源，提供一个交流电。
5.多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。
6.产生一个阶跃信号。
7.断路器块的执行能从一个外部Simulink信号(外部控制方式) 或者是从一个内部的控制定时器(内部的控制方式)控制一个电路的断开和闭合的状态。
8.分离器，将向量信号分解输出。
四、实验原理过渡过程（暂态过程）：电路从一种稳定状态到另一种稳定状态中间发生的转换过程。
换路：电路条件的变化，例如电路的接通与断开、短路、电压改变或电路参数改变等，称之为换路。
产生暂态过程的原因：外因是电路发生换路，内因则是电路中含有储能元件，它们所储存的能量不能跃变，其积累和消耗都需要一定的时间，故而发生暂态过程。
五、实验内容图1-1变压器暂态过程仿真模型仿真参数设置如下：示波器参数设置如图1-2所示：采样时间Sample time为1e-4s,端口number of axes为2或5。
图1-2示波器参数设置交流电压源参数设置，U=380V，f=50Hz,如图1-3所示。
图1-3交流电压源参数设置阻感参数设置,R=4 ,L=1e-3 H如图1-4所示：图1-4阻感参数设置饱和变压器参数设置，如图1-5所示。
图1-5饱和变压器参数设置断路器块参数设置，如图1-6所示。
图1-6断路器块参数设置阶跃信号参数设置，如图1-7所示。
A)B)图1-7阶跃信号参数设置多路测量仪参数设置，如图1-8所示。
变压器的运行特性(外特性)基于matlab仿真
变压器的运行特性分析一、单相变压器的效率曲线由公式kNN kN P I P I S P I P 2*202*22*20cos 1+++-= φ η,假定N S =20000kV A,N U 1/N U 2=127kV/11kV,50Hz,开路试验和短路试验(75℃)得到的功率分别为47kW 和129kW,则经计算可得二次侧的额定电压为1818.2A ，分别取2cos φ=0.65，0.8，1时对应的效率曲线分别如下：当2cos φ=0.65时，max η=0.9882； 当2cos φ=0.8时，m ax η=0.9904； 当2cos φ=1时，max η=0.9923。
可见，当功率因数增大时，最大效率随之增大。
电流从0增大时起初变化迅速，达到膝点（约为100A ）后变化变慢，而达到最大值后又缓慢下降。
其源程序如下：clear;clc;K=input('请输入二次侧负载因数：');SN=20000;P0=47;PKN=129;I2N=1818.2;for i=1:1000x(i)=i/1000*I2N;y(i)=1-(P0+(x(i)/I2N)^2*PKN)/(SN*(x(i)/I2N)*K+P0+(x(i)/I2N)^2*PKN);endplot(x,y,'r');xlabel('I2');ylabel('η');二、运行特性分析在如上前提又有Ω9.3=k R ，Ω44.58=k X ，由公式N k k Z R I U 122*2*2/)sin X cos (1φφ +-=，分别取容性和感性负载功率因数为0.8时和纯阻性时的外特性曲线如下：可以看出，外特性是一条直线，感性负载斜率小于0，纯阻性负载近似水平，容性负载斜率大于0。
源程序如下：clear;clc;RK=3.9;XK=58.44;Z1N=806.35;K=0.8;K1=sqrt(1-K^2);K2=0;K3=-sqrt(1-K^2);for i=1:1000x(i)=i/1000;y1(i)=1-x(i)*(RK*K+XK*K1)/Z1N;y2(i)=1-x(i)*(RK*1+XK*K2)/Z1N;y3(i)=1-x(i)*(RK*K+XK*K3)/Z1N;endtext(0.7,0.9,'感性负载')text(0.8,1,'纯阻性负载')text(0.9,1.1,'容性负载')axis([0 1 0 1.2]);hold on;plot(x,y1,'r');hold on;plot(x,y2,'b');hold on;plot(x,y3,'g');hold on;xlabel('I2/I2N');ylabel('U2/U2N');。
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扬州大学专业软件应用综合设计报告水能学院 13 级电气专业题目变压器综合仿真设计二学生某某某学号 131504207指导教师张建华2015年 12 月 30 日目录1、设计题目 (2)2、正文 (2)1、引言 (2)2、设计依据及框图 (3)2.1 设计平台 (3)2.2 设计思想 (4)2.3 设计结构框图或流程图 (6)2.4各模块功能简介 (6)3、软件调试分析 (10)4、结语 (23)5、参考文献 (25)6、致谢 (25).变压器综合仿真设计二摘要：随着变压器技术的进步，传统仿真已经受到了很大的限制。
并且当下要推动变压器技术的发展，已经不能再依靠传统仿真。
因此，对于变压器的计算机仿真技术势在必行。
本为通过MATLAB软件，对变压器的运行特性进行了仿真。
主要仿真的内容包括：变压器磁路电流畸变以及变压器负载运行特性曲线研究。
仿真所用到的方法为数值计算方法，通过插值的方法实现了对曲线的拟合。
仿真时，结合实际情况可输入不同参数便于研究。
文中给出了各种运行特性的仿真结果图，并且结合理论对其做了简单的分析，验证了仿真方法的准确性和可行性。
关键字：变压器；MATLAB仿真分析；曲线拟合1 引言设随着科学技术进步，电工电子新技术的不断发展，新型电气备不断涌现，人们使用电的频率越来越高，人与电的关系也日益紧密，对于电性能和电气产品的了解，已成为人们必需的生活常识。
变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能，以满足不同负载的需要。
在电力系统中，变压器是一个重要的电气设备，它对电能的经济传输，灵活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人们能够方便地解决输电和用电这一矛盾。
由于计算机仿真技术的出现，传统的物理仿真系统逐渐的被计算机仿真系统代替。
计算机仿真系统所具有的效率高、精度高、重复性和通用性好、容易改变仿真参数等优点，还可以实现物理仿真无法实现的有危险性的或者是成本昂贵的仿真。
在我国电力行业发展迅速的今天，变压器的仿真技术不能够再依托于传统的物理仿真系统，而是需要能够采用能够促进变压器技术发展的仿真技术。
对变压器特性的仿真涉及到很多方面，比如变压器空载励磁电流在饱和和磁滞影响时的特性、变压器磁滞回环在不同电压等级下的数据仿真、变压器空载合闸时的过电流现象、变压器在突发短路时的过电流现象，还有基本的比如效率特性、外特性、短路试验、空载试验等。
在学习完本课程后，运用MATLAB相关仿真技术对变压器进行仿真研究，本文的仿真主要以变压器磁路电流畸变以及变压器负载运行特性曲线为主要研究对象，通过结合实际进行曲线拟合、波形分析，得出相应结论。
2 设计依据及框图2.1 设计平台计算机技术的发展使得大量的数据计算变得方便快捷，一些因为需要不断的迭代而数据量庞大的数学算法也可以在实际中得到应用。
不仅将工作者从繁忙的数据计算中解脱出来，而且还可以做到不同精度的计算。
MATLAB软件在数值计算方面独占鳌头，由于其提供了数据视图，文字处理的同一环境而受到欢迎。
MATLAB的中文意思为矩阵实验室，起源于20世纪80年代，由其开创者Cleve Moler开发。
经过后期的不断完善，MATLAB最终走向正轨，并且由MATH WORKS公司以商品形式发布。
从MATLAB的开创到现今，随着其版本的更替，功能也变得愈加强大。
其核心编写所采用的语言最终也从FORTRAN语言变为了C语言。
MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
其主要功能有：数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理、数字信号处理、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程等MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。
高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。
可用于科学计算和工程绘图。
新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。
同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。
另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。
一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。
领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。
MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包。
工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。
功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。
学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。
开放性使MATLAB广受用户欢迎。
除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。
现在的MATLAB，已经发生了质的飞跃。
完善的数值计算系统和简单的程序编写环境，使得MATLAB软件不需要太过专业的程序编写技能基础就可以轻松的使用。
MATLAB以矩阵作为运算的基本单位，使得矩阵运算变得方便快捷。
此外，MATLAB所提供的丰富的函数可以很容易的实现各种数值算法。
MATLAB最为突出的特点就是编程语言的简洁、直观。
而且其对语法要求不是特别严格，不像其他编程语言，比如C语言等。
MATLAB语言程序文件为文本文件，后缀为.m，一般称为M文件。
M文件具有保存和容易修改命令的优点。
MATLAB提供了专门的M文件编辑器。
通过M文件还可以自行的定义具有具体功能的函数，使的程序的编写得到简化。
MATLAB提供的数据可视功能为实现仿真的结果分析提供了方便，通过图像可以很容易的对大量数据的变化实现分析。
2.2 设计思想对变压器特性的仿真涉及到很多方面，比如变压器空载励磁电流在饱和和磁滞影响时的特性、变压器磁滞回环在不同电压等级下的数据仿真、变压器空载合闸时的过电流现象、变压器在突发短路时的过电流现象，还有基本的比如效率特性、外特性、短路试验、空载试验等。
变压器动态特性的分析主要是为计算和分析变压器在空载合闸和突然短路或者是其他故障时出现的暂态过电流和过电压。
在电力系统中，变压器从发电厂到输配电网中都充当着重要的角色。
变压器的运行特性直接影响到电力系统的正常运行，所以对变压器的运行特性进行研究是非常必要的。
电力变压器的保护受到变压器励磁涌流的影响，单相变压器空载合闸产生励磁涌流的大小与变压器合闸角有关，通过对励磁电流特点的研究可以制定出防止励磁涌路引起误动的方法。
随着人们对变压器技术的不断探索，变压器技术已从刚开始的基本感应定律发展到能够对变压器的结构进行合理的设计、在理论上对变压器运行时的各种现象进行详细分析、使变压器的理论模型达到更高的精确程度。
在20世纪80年代末期，国外学者引入了磁化曲线和各频率下的等效激磁并联电导，建立了变压器的频域模型，但是在计算中存在了一定的误差，并且数据参数的获取非常复杂。
另一种方法为引入磁滞回线，建立时域模型，这种方法较为精确，但是在拟合磁化曲线建立较为准确的曲线模型存在着困难。
有的学者通过传统的T型等效电路的励磁支路来实现变压器非线性的特性，但是在仿真中要求对铁芯损耗进行估计，而且采用的计算方法相当的复杂，难以实现。
另外有学者对变压器的非线性特性进行了详细的分析，但是并没有给出具体的模型和仿真结果。
很多的文献中提到了分段磁化曲线的简单模拟方法，但是通过这种方法的仿真结果不够精确，模型的准确程度不够。
后来出现的通过拟合曲线的方法来准确的反应铁芯磁化的非线性。
变压器的Jiles.Atherton模型详细的说明了铁芯的磁化过程，并且通过磁学理论明了铁芯磁滞现象的原理。
在这个基础上学者通过MATLAB软件进行了仿真，仿真所涉到的五个模型参数包括饱和磁化强度、表明滞后磁化曲线形状的参数、可逆磁化系数、磁畴对运动阻碍作用的参数、磁畴间相互作用的参数，通过实验的方法可以获得。
为了能够使计算速度更快，没有采用经典的四阶龙格库塔算法来求解，而是采用了较为简单的欧拉算法。