基于MATLAB的变压器故障仿真及保护分析
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的变压器仿真 与分析
于MATLAB_Simulink的变压器建模与仿真基于MATLAB/Simulink的牵引变压器建模与仿真徐（西安铁路局安康供电段新陕西汉中 723000）摘要：针对多种牵引变压器接线方式，建立数学模型，基于Matlab/Simulink仿真软件，建立牵引变压器的仿真模型，并验证数学模型和仿真模型的一致性。
利用所建立仿真模型对不同接线形式牵引变压器在不同条件下对公用电网产生的谐波和负序影响进行仿真试验，对研究各种类型的牵引变压器特性在我国电气化铁路的应用提供条件。
关键词：牵引变压器；数学模型；仿真模型；Matlab/Simulink 中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0610061－03 牵引变压器按其特性可分为平衡接线和不平衡接线。
其中不平衡接线有单相接线、Vv接线和YNd11接线；平衡接线是试图实现三相两相对称变换而提出的，主要代表方式有Scott，Leblanc、Kubler、Wood-bridge、阻抗匹配接线等。
本次主要总结了常用牵引变压器的特点并建立数学模型，包括每种牵引变压器的原理结构、原次边电气量关系等，基于Matlab/Simulink软件建立牵引变压器仿真模型，并对牵引变压器在不同条件下的负序、谐波特性的进行了研究. 1 牵引变压器数学模型研究 1.1 YNd11接线 YNd11变压器接线原理如下图所示，如果忽略激磁电流及其漏阻抗压降，二次侧绕组ac相与一次侧绕组A相同相，cb相与C相同相。
由于变压器一次侧绕组A，B，C相与电力系统的相序一致，A相滞后C相，对应的二次侧ac也滞后cb相[2]。
其中Z为牵引端口对应变压器漏抗，和β相的端口电压。
1.2 Vv接线 Vv接线牵引变压器接线原理如图2所示。
为二次侧空载相即α相图2 Vv接线牵引变压器设Vv接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为可得电流输入输出关系[3]：和，电压输入输出关系如下：图1 YNd11接线牵引变压器设YNd11接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为和假设变压器原边中性点接地，可以得出一次侧三相电流。
基于MATLAB的变压器二次侧突然短路的仿真实验报告
基于MATLAB的变压器二次侧突然短路的仿真实验报告一、实验目的1.深入理解变压器二次侧突然短路的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建变压器二次侧突然短路的仿真框图。
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。
9.求均方根值。
四、实验原理变压器二次侧突然短路时，在线圈中将产生巨大的短路电流，其值可达额定电流的20-30倍，这样大的电流，在巨大的短路电流作用下，线圈中将产生很大的电磁力，其值可达额定电磁力的1000倍，使线圈的机械强度受到破坏；巨大的短路电流会在线圈中产生高温，可能使线圈烧毁。
五、实验内容图1-1变压器二次侧突然短路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-3s,端口number of axes为4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,分别为R=0.14/0.035/4 ,L=7e-5/2e-51e-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。
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。
基于 Matlab 的变压器内部故障及差动保护仿真
基于 Matlab 的变压器内部故障及差动保护仿真柴济民;叶飞;俞霖;蔡纪鹤【摘要】变压器内部故障主要包括各相绕组之间相间短路和单相绕组的匝间短路。
基于Matlab／Simulink建立变压器内部故障仿真模型，并搭建了具有制动特性的差动保护模块。
仿真结果表明，该模型能够有效进行变压器内部故障的仿真和继电保护研究。
%The internal fault of transformer mainly includes single phase inter-turn short circuit and phase to phase short circuit.Based onMatlab/Simulink, this paper establishes a transformer internal fault simulation model and a differential module with braking characteristics.The simulation results show that the model can effectively simulate the internal fault of a transformer and relay protection.【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P40-42,64)【关键词】变压器;内部故障;差动保护;仿真模型【作者】柴济民;叶飞;俞霖;蔡纪鹤【作者单位】常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州 213002;常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州 213002;常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州 213002;常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州 213002【正文语种】中文【中图分类】TM734电力变压器油箱里发生的各种故障主要类型有各相绕组间发生的相间短路、单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路、单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等，这些内部故障可以分为相间短路和单相匝间短路。
matlab仿真-利用Matlab构造BP神经网络完成变压器故障诊断
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 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 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电力系统故障分析与仿真[精选五篇]
![基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/db2f07be6429647d27284b73f242336c1eb93008.png)
基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]第一篇：基于matlab电力系统故障分析与仿真课程设计说明书题目名称：基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部：电力工程系专业班级：电气工程学生姓名：学号指导教师：完成日期：2018年X月X日XX学院课程设计评定意见设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部电力工程系_________ 专业班级电气工程学生姓名______________ 学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日（此页背书）评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2、学生的勤勉态度。
3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
XX学院电力工程系课程设计任务书2017-2018学年1 学期2018年 1月 X 日专业电气工程及其自动化班级电气工程1 课程名称电力系统仿真设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真指导教师起止时间 2018.1.8-2018.1.19 周数 2 设计地点实验楼设计目的：本次设计旨在学习和掌握电力系统仿真的基本方法。
通过MATLAB/SIMULINK仿真软件，使所学的专业知识和技能能够得到灵活运用，包括电力系统的建模，参数设置，短路故障设置或潮流计算，结果分析及波形调试等。
从建模与仿真、数据分析、工程系统分析等方面培养和提高解决实际电力系统的短路与潮流计算的能力以及电力系统综合分析的能力。
设计任务或主要技术指标：1、原始资料分析；2、通过MATLAB/SIMULINK软件建立电力系统仿真模型；3、参数、短路故障设置及仿真调试；4、观察不同短路点及短路类型时的电压和电流波形；5、潮流计算结果处理及功率损耗分析等。
设计进度与要求：第1天：资料分析及参考相关设计手册、规范及电力技术标准；第2-3天：根据实际电力系统建立仿真模型；第4-5天：各元件参数设置与调试；第6-7天：短路点及不同短路类型的设计；第8-9天：仿真调试运行及结果处理分析；第10-11天：各短路、短路类型情况下电压电流波形分析和潮流计算及其结果分析；第12-13天：设计说明书的撰写及修改完善；第14天：答辩，上交合格报告。
基于MATLAB的电力变压器比率制动式纵差保护仿真与研究
基于 MATLAB的电力变压器比率制动式纵差保护仿真与研究1.兰州信息科技学院甘肃兰州7300002.国网兰州供电公司兰州倚能电力设计咨询有限公司甘肃兰州730050摘要：作为电力系统重要的元件，变压器起着电能分配的作用，其作用的得重要性不言而喻。
本文主要介绍变压器比率制动式纵差保护原理、计算，借助MATLAB-SIMULINK仿真平台搭建仿真模型，进行变压器区内区外故障仿真。
从仿真结果可知，在变压器内部故障时，该保护可靠动作；在变压器正常运行和外部故障时，该保护正确制动，满足保护要求。
关键词：电力变压器；比率制动；差动保护引言继电保护系统技术主要是广泛指一种用来有效保障移动供电系统设备的安全与有效防止和暂时限制其在供电设备系统中长期或者较短时间内可能发生大或小面积突然停电的一种最基础、也是重要和有效的继电技术保护方法。
继电器的保护器制动装置一旦正常启动而仍然无法正确地进行动作,就很有可能会严重增加交通事故,酿成甚至更多的其他严重后果。
,是有效保障动力电网安全、稳定地正常运行的重中之必。
这种能够实现交流继电保护直流功能的短路装置被我们称为直流继电短路保护器。
2设计内容及要求2.1设计基本资料已知两台直流变压器都用的是三绕组,分级式的绝缘。
因为三绕组的电路相互关联,当运行时其中一个绕组短路电流的变化会影响另外两个绕组的电压。
其参数：，电压：，接线：（三个绕组中通常情况下会有一个三角形连接的绕组，其作用是用于减少三次谐波分量）。
短路电压：；，两台小型变压器不能同时正常工作,110kv侧中性连接点仅有可能同时连接一台小型变压器;同时若只有一台变压设备正常工作运行,因此，在此操作中共同工作的两个变压器的两个中性点必须同时接地,其余参数。
2.2 变压器选型作为一种电气系统中进行电力传输的重要部件, 根据GB50052和《发电厂电气设备》手册在变电站中,用来给电力系统或者用户提供电源的变压器被称为主要变压器。
基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计论文（可编辑）
基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计论文基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计院系：机电与自动化学院专业班：电气及其自动化姓名：学号：指导教师：基于MATLAB的电气设备故障诊断仿真设计The Design of electrical equipment fault diagnosis Based on the MATLAB simulation摘要电力变压器作为电力系统中最为重要的设备之一，对电力系统安全、可靠、优质、经济的运行起着决定性作用，因而，必须尽量减少变压器故障的产生。
电力变压器故障检测对电力系统的经济安全运行有着重要的意义。
油中溶解气体法，是最有效的发现和检测变压器故障的方法之一。
神经网络对外界具有很强的模式识别分类能力和联想记忆能力，因此神经网络可以用于变压器故障检测。
基于神经网络的以变压器油中溶解气体为特征量的故障检测方法为变压器故障检测提供了新的途径。
本文将采用二种不同的神经网络（BP网络、RBF网络）应用于变压器故障检测中，分别介绍这几种网络的基本结构和原理，并进行模型设计和仿真。
关键词:变压器故障检测神经网络 BP算法 RBF算法Abstractas the most important part of the power system equipment,the power transformer to the safety of the electricity system, reliable and high quality, and the operation of the economy plays a decisive role, therefore, we must try to reduce the of transformer faults. Power transformer of electric power system fault detection of the economic security has important significances. The dissolved gas method, is one the most effective and found that one of the ways to detect transformer faults. Neural network has a strong pattern recognition classification ability and associative memory ability to the outside world, so neural network can be used for the transformer fault detection. Based on neural network to gases dissolved in transformer oil for the characteristic features of fault detection method for transformer faultdetection offers a new way. Therefore.This article will use two different neural network BP network, RBF network used in transformer fault detection, are introduced the basic structure of the network and the principle and design and simulation model.key words : transformer ,fault detection ,neural network ,BP algorithm ,RBF algorithm目录摘要绪论 11关于变压器故障诊断仿真设计简介21.1课题研究的目的和意义 21.2国内外发展状况 31.3变压器故障种类 31.4目前变压器故障诊断的主要方法51.5 本文研究的主要内容72 基于神经网络的变压器故障检测机理和基本理论8 2.1 故障诊断技术 82.2神经网络92.3 变压器故障与油中溶解气体的关系 113 基于BP神经网络的变压器故障检测模型 143.1 BP网络143.2 BP网络模型设计18BP网络参数的确定18P神经网络变压器故障检测模型22一化处理223.3 系统仿真，训练与测试 23练23试254 基于RBF神经网络的变压器故障检测模型264.1 RBF网络26RBF网络概述28RBF网络原理284.2 RBF网络模型设计29RBF网络模型29RBF网络参数的选取29RBF网络训练方法的确定304.3 仿真结果31结论与展望 33致谢 34参考文献35绪论变压器是电力系统中最重要的设备，也是导致电力系统事故最多的设备之一。
基于matlab的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业设计)[管理资料]
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毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月北京交通大学毕业设计（论文）成绩评议题目：基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真系别：专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师建议成绩：84评阅教师建议成绩：86答辩小组建议成绩：82总成绩：84答辩委员会主席签字：年月日北京交通大学毕业设计（论文）任务书北京交通大学毕业设计（论文）开题报告北京交通大学毕业设计（论文）指导教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）评阅教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）答辩小组评议意见毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
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本人签名：日期：摘要本设计分析了电力系统短路故障的电气特征，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，进一步研究短路故障的特点。
通过算例对电力系统短路故障进行分析计算。
然后运用Matlab/Simulink对算例进行电力系统短路故障仿真，得出仿真结果。
并将电力系统短路故障的分析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出结论。
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析计算机仿真技术已成为电力系统研究、规划、设计和运行等各个方面的重要方法和手段,由于Matlab 具有很良好的开发性、高效的数据仿真分析, 特别是信号处理和直观的图形显示功能,且Matlab/ Simulink 环境下的PSB 模型库及Simulink强大的二次开发功能和丰富的工具箱,能快速而准确地对电路及更复杂的电气系统进行仿真、计算. 因此,它已成为电力科研工作者和工程技术人员应用它来进行电力系统有关问题的仿真分析和辅助设计的理想工具.文章介绍了Matlab/ Simulink 的基本特点及应用Matlab 进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤,探讨了综合利用其Simulink 环境、电力系统模块库和相关工具进行电力系统的控制设计和仿真分析,通过对具有同步发电机光控励磁系统的电力系统故障仿真分析,说明了Matlab 在电力系统仿真中强大的功能.1 应用Matlab/ Simulink 进行电力系统仿真分析的基本方法1. 1 Simulink 环境下仿真工具图形编辑器( Power System Blockset 以下简称PSB) 是一个图形编辑器工具,在Simulink 环境下能建立电力系统原理并进行仿真计算. PSB 库提供了电力系统仿真通用的元件和装置,包括RLC支路和负载、变压器、传输线、避雷器、电机、电力电子装置等. 只需通过点击和拖放PSB 库内的模型即可建立用户所需要的电力系统仿真原理图,并利用模型元件的对话框来设置相关参数. 使用Simulink 提供的示波器模型,可显示观测点处的仿真结果及其波形.1. 2 模型库根据电力系统各种电气设备特性,可将PSB 库内的模型分为电源、元件、电力电子器件、电机、连接器和测量等部分. 元件包括单相RLC 支路和和负载模块、变压器、互感器、π型传输线、避雷器、断路器、n 相分布参数线路模型等. 利用Simulink 二次开发功能,可方便地编辑出更复杂的元件模型和集成参数对话框. 电力电子包括通用的半导体元件,每个元件(除二极管外) 都有门极控制输入端和Simulink 输出端,可显示开关的电压和电流值. 电机包括简化的和详细的同步电机、异步电机、励磁机、永磁同步电机和涡轮机等. 每个模块有一个Simu2link 输出来显示内部变量状态值.1. 3 仿真方法和步骤Matlab 实现对电力系统的仿真和分析至少有二种独立的方法.1) 传统的编程方法,即通过大量的代码来实现电力系统的建模、稳态计算和暂态分析等等;但由于Matlab 提供了用户可以直接调用已有的高性能数值计算. 如矩阵求逆、数值微积分等等,较使用C 或Fortran 语言开发其源程序却要简洁得多,可节省大量内存空间和开发时间.2) Simulink 平台上进行仿真分析,按建模方法分为器件级仿真(又称为物理建模) 和系统仿真(又称为数学建模) . 其中器件级仿真是利用Mat2lab 的PSB 中固有元件模型构建新元件的物理模型,该方法一般适用于探讨元件的内部性能;系统仿真是利用MatlabPSimulink 中的控制模块来构建新元件的数学模型,该方法是研究元件的外部特性. 在MatlabPSimulink 平台上,借助于鼠标点击和拖放以及一些必要的参数设置即可实现对电力系统的稳态和暂态分析,并可方便地研究各种先进的控制方法对电力系统的控制效果. 实际上,在实际应用中,特别是对复杂电力系统的仿真分析,两种方法通常交替融合使用.应用Matlab 进行电力系统仿真的主要步骤为:a 系统模型的建立;b 设置仿真参数和控制算法的实现;c 进_______行动态仿真(包括稳态分析和暂态仿真) ;d 结果分析.2 仿真实例使用Matlab6. 0 的Simulink 建立单机对无穷大系统的仿真模型如图(1) 所示.单机即光控励磁图1 光控励磁同步发电机系统故障模型系统同步发电机[1 ] ;无穷大系统模型,用powerlib中inductive source with neutral 模块表示;发电机模型(synchronous machine) 、变压器模型(linear trans2formerd ,yg) 以及调速系统模( hydraulic turbineand governor 即HTG) ;系统负荷10mV;故障时间由Timer 模块控制. powergui 模块中的machine loadflow ;Bus type 为pv generator ;仿真参数如下:同步发电机容量200MW ;UAB = 15. 75kV;变压器容量240MVA;电压变比15. 75kVP230kV.其仿真结果:当Fault 模块为单相故障时,模块内部构成如图2 (a) 所示,以A 相故障为例.其中负荷为10MW, 选择SimulationPStart 按钮,开始仿真. 在t = 1s 发生故障切除后母线电流、电压波形,用Matlab6. 0 中Subplot 及Plot 命令绘出仿真结果,如图3 (a) 所示.当Fault 模块为两相接地故障时,见图2 (b) ,以A、B 两相短路,测得A 相电压、电流波形,如图3 (b) 所示.当Fault 模块为三相接地故障时,见图2 (c) ,测得A 相电压、电流波形,如图3 (c) 所示.由上述三种短路故障时的仿真波形图可看出光控励磁系统同步电机- 无穷大系统在故障过程中的动态响应过程,恢复正常运行时的电压基准值相对稳定.图2 Fault 模块故障模型图3 故障电压波形图压力锅的强度就由该部位控制. 从计算结果可以看到,当锅内压力为80KPa 时,牙边缘处的应力是88. 7MPa ,而当锅内压力达到泄压压力160KPa 时,该处的应力达到177. 4MPa. 因此,如何降低锅牙处的应力成为压力锅设计与分析的一个焦点.3) 压力锅其余部位的应力在表1 中均不大.如,当锅内压力达到160KPa 时,锅底部分的应力是34. 3MPa ,牙槽部分是47. 4MPa ,离材料的极限应力较远,具有较多的安全储备. 但若考虑到压力锅长期使用下的疲劳以及锅底受热部分在高温下材料性质的降低,则该应力也就是恰当的应力水平了.4 结论利用有限元软件ANSYS 对压力锅进行了三维应力分析,部分数据与薄壁圆桶计算结果对比,本文计算结果是可靠的. 牙体及附近是压力锅的最大应力所在部位,其最大应力在报警压力时达到177MPa ,当锅内压力进一步增大时,该应力还将增加,直至达到屈服应力和破坏应力而造成压力锅“爆锅”. 因此,在压力锅设计时,应对牙部仔细分析,以降低牙部的应力,增加压力锅的安全性.参考文献:[1 ] GB13623～2003 ,铝压力锅安全及性能要求[ S] .[2 ] 王勖成,邵敏. 有限单元法基本原理和数值方法[M] 北京:清华大学出版社. 1997. 97～98.[3 ] 刘鸿文. 材料力学[M] . 北京:高等教育出版社,1992.285～289.[4 ] 龚曙光. ANSYS 工程应用实例解析[M] 北京:机械工业出版社,2003. 103～117.(上接第47 页)结论通过对整个系统的仿真,可以得到以下结论:1)Matlab6. 0 中的PSB 是一种专门应用于电力系统动态仿真的工具箱,其中的电力系统的元件模型相当丰富,模糊逻辑控制可通过工具箱中用户界面建立的模糊推理系统FIS(Fuzzy InferenceSystem) 来实现,用户还可以利用Matlab 本身的一些工具来建立自定义模型.2) 当改变元器件本身的参数,如电机的功率、转子和定子的电阻、电感,负载的功率、变压器的容量等,就能实现对电力系统不同工况下运行过程的仿真分析,便于对不同参数和负载情况进行比较.3) 利用Matlab 可以方便地进行电力系统潮流计算、稳态分析、暂态仿真和新元件的设计及测定. 界面灵活、开放直观、互动性强等优点.4) 由于PSB 简化了开关元件的处理,认为是理想模型,在提高仿真速度、简化电路设计的同时,对系统的暂态过程描述不够精确.参考文献:[1 ] 盛义发,邓国扬,王浩宇,等. 同步发电机新型励磁系统的研究[J ] . 南华大学学报,2002 (4) :24～27.[2 ] 邓国扬,盛义发. 基于MatlabPSimulink 的电力电子系统的建模与仿真[J ] . 南华大学学报,2003 (1) :1～6.[3 ] 清源计算机工作室.Matlab6. 0 基础及应用[M] . 北京:机械工业出版社,2001.[4 ] 何仰赞,温增银,汪馥英,等. 电力系统分析[M] . 武汉:华中理工大学出版社,1996.。
(完整版)MATLAB在变压器故障诊断中的应用
MATLAB在变压器故障诊断中的应用·············摘要：应用变压器故障诊断技术及早发现变压器的潜伏性故障,对保证电力系统安全运行具有重要意义。
本文介绍了以油中溶解气体比值进行变压器故障诊断的方法，并基于三比值法应用MATLAB平台的Graphical User Interfaces(图形处理)模块设计出有着友好的人机交互界面的变压器故障诊断系统实现了简单初步的诊断。
另外，本文继续介绍了BP神经网络法，上机调试运行程序调用MATLAB中的神经网络函数，用实际故障数据样本分别对BP程序和三比值GUI程序进行测试，最终用测试实验数据比较出了优劣。
关键词：变压器故障诊断,三比值法，GUI界面，BP神经网络关键词:变压器故障诊断，油中溶解气体，三比值法,GUI界面,BP神经网络0引言我国绝大多数的电力变压器是油浸式变压器，油中溶解气体分析(DGA)就成为一种被广泛使用的故障诊断方法。
其中又以三比值法较为常用；同时随着国民经济发展对电力生产运行水平要求的提高，BP神经网络法等其他先进有效的方法也需要我们不断熟悉应用，融入到生产实践当中去.MATLAB是一种常用的编程语言,它是集科学计算、可视化、编程于一体的工程软件开发平台。
MATLAB还具有与其他语言连接的软件接口，使该款软件在应用时具有很大的灵活性。
MATLAB可视化用户界面设计能力虽然相对其他语言相对弱小，但是它已足以满足实际生产应用的需要。
通过它能够快速从输入数据中解析出有用的故障特征数据，自动判定故障类型，以文字的形式直观输出给使用人员.另外，MATLAB中强大的神经网络函数使基于BP神经网络法的变压器故障诊断的方便实施成为了可能。
1仿真原理三比值法依据变压器内部的绝缘油在各种故障的情况下,分解所产生的特征气体与变压器内部温度的相互关系，从5种气体中取出2种，溶解度和扩散系数极其相近的气体，近而组成3对比值，用不同的编码来表示。
基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究
基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究摘要：应用Matlab建立了微机保护仿真系统，并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较。
仿真系统采用积木式结构．根据微机保护的实现原理构建模块，实现保护的闭环仿真，对保护的动作过程进行分析。
以变压器差动保护为例．研究比较了常规比率差动、复式比率差动、故障分量比率差动元件的工作原理．分析了=次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法+构建了相应的保护模块并进行了仿真和比较。
仿真结果说明仿真系统可考核保护的各元件判据、动作定值、动作逻辑和分析特殊故障条件下保护内部元件的动作特性．实现保护动作全过程的闭环仿真。
关键词：Matlab；差动保护；仿真；闭环如何将传统的保护原理应用于微机中．并充分利用计算机在数字运算、逻辑处理、记忆方面的优势来改进、完善保护或探索新的保护原理，从而提高保护的总体性能．一直是广大继电保护工作者的重要任务。
但由于微机保护的原理是用软件实现，继电保护元件的内部动态行为难以得知．对于保护装置的误动和拒动．往往不清楚装置中是哪个模块或逻辑导致了保护的不正确动作”。
根据微机保护采集系统、数据处理算法、保护算法的工作原理．按积木式结构．构建了基于Matlab的微机保护闭环仿真系统。
并以变压器差动保护为例，对常规比率、复合比率、故障分量比率的差动保护及利用二次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法进行比较研究，构建了相应的保护模块并在Simulink环境下进行闭环仿真和比较。
仿真系统可动态观察保护内部元件的动作过程，为改进、完善保护性能或验证新的保护原理，提出合理的方案提供了经济的数字仿真平台。
1 基于Matlab的保护原理闭环仿真系统利用Matlab提供的模块及编程环境，可构建微机保护数字采集系统模型。
实现处理数据的算法和保护算法，进而构建微机保护模块。
本仿真系统的总体设计框图如图1所示。
电力系统的一次系统根据保护的应用环境利用simulink电力系统工具箱直接搭建，微机保护模块根据保护的实现原理搭建。
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。
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例精选全文
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-13 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型
第五章MATБайду номын сангаасAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-14 同步发电机模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-15 升压变压器模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
6)Transition status和Transition times用来设置转换状态和转换时间； 其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭合， “0”表示断开；Transition times表示故障开关的动作时间；并且 每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。 7)Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲电 路中的过渡电阻和过渡电容。 8)Measurements 用来选择测量量。
图5-16 利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
•5.3 单相短路故障仿真
•当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
基于matlab的变压器运行特性仿真分析
基于matlab的变压器运行特性仿真分析摘要变压器是电力系统中不可缺少的重要电气元件，变压器的运行特性也影响着电力系统的性能和正常运行，因此，要对变压器的运行特性进行分析，尤其是变压器的暂态运行特性，因为在暂态的过度过程中可能会出现较大的过电压或过电流，可能会损坏变压器。
随着科学技术的发展，仿真技术也得到了很大程度的发展，不再仅仅局限于传统的物理仿真，而是更加方便简洁也更加精确的计算机仿真。
本文先是对变压器的稳态和暂态运行特性进行分析，然后运用matlab软件，通过编写matlab程序实现对变压器暂态运行特性的仿真分析，主要包括变压器空载合闸到电源和变压器突发短路这两种情况，对于变压器空载合闸到电源这种情况又通过区分铁心是否饱和，分别用解析法和四阶龙格库塔算法进行仿真，保证了结果的准确可靠。
而对于磁化曲线，则采用插值法实现对不饱和区磁化曲线的拟合，饱和区的磁化曲线采用直线代替。
并对仿真得到的结果结合理论知识进行了简单的分析，找到了在变压器的过渡过程中对变压器最不利的情况，并且也和理论相对比，验证了所采用仿真方法的正确性和可行性。
关键词：变压器，暂态运行特性，空载合闸，突发短路，matlab 仿真BASED ON THE MATLAB SIMULATION ANALYSIS OF TRANSFORMER RUNNINGCHARACTERISTICSABSTRACTTransformer is an important and indispensable electrical components in the power system, the operation of the transformer also affects the normal operation of power system, therefore, we should analyze the running characteristics of the transformer, especially the transient state characteristic of the transformer, because that during the transient process may appear larger o ver-voltage or over-current, which might cause something wrong to the transformer.With the development of science and technology, the simulation technology has been developed greatly, and it has been no longer limited to the traditional physical simulation, but a more convenient and concise computer simulation which is more accurate.This article first to the transformer of a theoretical analysis of steady state and transient operation c haracteristics, and then use matlab software, by writing the matlab program to realize the simulation analysis, the characteristics of the transformer transient operation including transformer no-load closing to the power supply and the sudden short circuit of the transformer in both cases, the transformer no-load closing to this kind of situation and power sup ply by distinguish whether iron core saturation, respectively, using analytic method and the fourth order runge kutta algorithm simulation, ensure the accurate and reliable results. For the magnetization curve, the interpolation method was adopted to reali ze the unsaturated zone of magnetization curve fitting, the saturated area USES the straight line instead of the magnetization curve. And the simulation results are combined with theoretical knowledge has carried on the simple analysis,found in the process of the transition of the transformer of transformer is the most unfavorable situation, and also compared, and the theory simulation method used to verify the correctness and feasibility.KEY WORDS: transformer, the transient state characteristic, no-load closing, sudden short circuit, the matlab simulation目录第1章绪论 (1)§1.1 本课题研究的目的和意义 (1)§1.2 国内外研究现状 (1)§1.3 本文研究的主要内容 (2)第2章Matlab软件 (3)§2.1 Matlab简介 (3)§2.2 Matlab的特点 (4)§2.3 微分方程求解的仿真算法 (5)§2.3.1 Euler法 (5)§2.3.2 Runge kutta法 (5)第3章变压器稳态、暂态运行特性分析 (7)§3.1 变压器概述 (7)§3.2 变压器各电磁量正方向的规定 (7)§3.3 变压器空载运行 (8)§3.3.1 主磁通、漏磁通 (9)§3.3.2主磁通和漏磁通的感应电动势 (9)§3.3.3 空载运行时的电压方程和等效电路 (10)§3.3.4 铁心饱和和磁滞现象对励磁电流的影响 (11)§3.4变压器负载运行 (15)§3.4.1 负载时的磁动势 (15)§3.4.2 折合算法 (16)§3.4.3 负载运行时的电压方程和等效电路 (17)§3.5 变压器参数的确定 (18)§3.5.1 变压器的空载试验 (18)§3.5.2 变压器的短路试验 (19)§3.6 变压器的运行性能 (20)§3.6.1 变压器的外特性 (20)§3.6.2 变压器的效率特性 (22)§3.7 三相变压器 (23)§3.7.1 三相变压器的磁路系统 (23)§3.7.2 三相变压器空载运行时的电动势波形 (23)§3.8 变压器过渡过程中的过电流现象 (25)§3.8.1 变压器空载合闸到电源 (26)§3.8.2 突发短路 (28)第4章基于Matlab的变压器动态特性仿真 (30)§4.1 变压器空载合闸到电源时过电流的仿真和分析 (30)§4.1.1 不考虑铁心饱和时变压器空载合闸到电源的过电流仿真 (30)§4.1.2 考虑铁心饱和时变压器空载合闸到电源的过电流仿真 (36)§4.1.3 空载合闸到电源时产生的过电流对变压器的影响 (42)§4.2 突发短路时过电流的仿真和分析 (42)§4.2.1 突发短路时过电流的仿真 (42)§4.2.2 突发短路时产生的过电流对变压器的影响 (45)§4.3 变压器动态特性仿真分析 (45)总结 (47)参考文献 (50)附录 (52)第1章绪论§1.1 本课题研究的目的和意义在电力系统中，变压器从发电厂到输配电网中都充当着重要的角色，是电力系统中不可缺少的重要电气元件。
基于MATLAB的BP网络变压器故障诊断仿真
• 62 •内燃机与配件基于MATLAB的BP网络变压器故障诊断仿真郑广瑞;王娜(包头供电局，包头014000)摘要:基于油中溶解气体分析针变压器故障诊断的对传统方法，在诊断过程中各存在不同程度的诊断缺陷。
导致输出的诊断结果 不准确、不能真实、全面反映变压器的真实故障状态。
将人工网络算法应用到电力变压器故障诊断中。
搭建了 B P网络诊断模型，实现 对不同类型、不同程度故障的诊断。
并运用MATLAB神经网络工具箱进行仿真实验，较传统的变压器故障诊断的方法明显的提高了 故障诊断准确率。
关键词：DGA;B P网络;变压器;故障诊断;MATLAB0引言电力变压器是整个电力系统的枢纽设备之一，其运行状态直接关系到整个系统的安全稳定运行。
因此研究变压器故障诊断具有十分重要的意义。
Dissolve Gas-in-A nalysis简称D G A是目前诊断变压器潜伏性故障最常规方法之一。
通过提取变压器油样，对油中溶解气体的在线监测和分析，可以实时或定时监测变压器的运行状态，判断其是否正常工作。
这是因为，对于同一性质或不同性质的故障，绝缘物分解产生的气体 含量以及气体种类随故障的严重程度而异，而与绝缘油 的种类无关。
因此油中溶解气体的组份和含量在一定程 度上可以反映出变压器故障状态，可将其作为反映变压 器故障的特征量。
B P人工神经网络是人工智能方法体系成员之一。
它的基本结构是对人脑神经元的简单模拟，所以具有强大的 分布式存储能力、并行处理能力以及自适应学习能力。
神经网络自身的这些特征决定了，它可以处理从输入空间到 输出空间的非线性信息交换，因此可以解决基于油中 D G A的的变压器内部故障的诊断。
1B P人工神经网络原理1.1 B P神经元神经网络的最基本的信息单元是人工神经元，其结 构是非线神经单元。
模式为多输入单输出如图1所示为 神经元的基本模型图。
神经元的数学模型输出可用下式 来表达：[yoFl(x…,)jx,=a(w，y…,，0 )lyi=f(x,)从人工神经元模型中，任意一个输入x…,(i=1，2,…，m)经过预处理单元I计算后，其输出结果为：y〇,=I(x…,)(1)其中输入函数为a,其输入\输出关系为：x,=a(w,y…,,0)(2 )式(2)中输入函数a可以是任意函数，棕为权向量，兹为阈值。
基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究
河南工业大学控制系统仿真姓名：班级：学号：成绩：2017年6月25 日1.1数据采集系统模块在Simulink环境下搭建的电气一次系统的电气量已是数字信号，因而数据采集系统构成只需经电压变换、模拟低通滤波器（ALF）、采样/保持（S/H）环节，如图2所示。
ALF可直接引用Simulink的模块。
图2中的采样/保持模块利用Simulink的子系统进行封装，主要用到触发子系统。
设采样频率fs为600Hz，仿真效果如图3、4所示。
图3是信号S/H前的波形，是频率为50Hz的正弦波。
图4是信号S/H后的波形，每周期采样12点。
1.2数据处理基本算法模块数据处理基本算法主要是通用的算法，如差分滤波算法、傅氏算法、比相算法等，它们主要用于数据处理。
这里以实现差分滤波、傅氏算法为例说明。
差分滤波和傅氏算法模块如图5所示。
其中差分滤波和傅氏分解模块用Simulink的子系统技术，傅氏分解、计算电量有效值相位模块采用Simulink的S-函数的M 模块文件（sfuntmpi.m）编程实现。
傅氏算法对衰减的非周期分量敏感，傅氏算法前串上一个一阶差分滤波单元以抑制分周期分量，减小计算误差，其数学模型为 y(k)=x(k)-x(k-1),经一阶差分滤波后输入的基波或谐波分量的幅值和相位可能发生变化，应注意补偿。
傅氏分解模块分解出的算法中的基波或各次谐波的正弦系数和余弦系数（第n次谐波），进而在有效值和相位计数模块，按式（2）（3）算出相应电量基波和各次谐波的有效值在利用傅氏算法计算出三相电流或电压分量的正弦和余弦分量系数以后，可以方便的得到正序、负序和零序分量。
基于傅氏算法的虑序算法同样可采用M 末班编程实现。
1.3保护元件算法及逻辑模块保护元件算法则是各种保护原理的具体实现，主要完成各保护元件的动作判断。
以二次谐波制动比率差动保护为例说明，逻辑框图如图6（a）所示，图中的二次谐波制动元件、比率差动元件按动作方程实现，应用Simulink的工具箱或通过M模块编程，根据保护原理框图搭建就可以实现相应的保护。
基于Matlab的数字式变压器差动保护仿真
关键词：Matlab；VB；变压器差动保护；仿真；继电保护
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title:
Digital transformer differential action Protection Simulation Based on Matlab
Two new methods processed in this paper integrate the advantages of Matlab and VB for the design and using of simulation software.
Keywords: Matlab ； VB ； differential action of transformer ；
Abstract: Matlab’s high-efficient matrix calculation ability makes it
possible to realize power flow analysis simplified. The author makes use of m-file to write differential action of transformer, then makes use of Matlab interface technology ,and to combine with the advantage of friendly and convenient on VB.To bring up a differential action protection analysis programs be blend-writed base on MATLAB and VB ,to expect to provide consultation with the fault simulation of the power system.
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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。
应该做好经常性的故障工作，包括浸油等各个方面的常规检查，这样可以尽最大可能消除可能发生的故障。
变压器发生故障，轻则导致区域性用户用电供应不畅，造成生活不便，重则导致炼油厂，炼铁厂等大型工厂和大规模家电设备烧毁造成不可估量的损失。
对于大型变压器及超高压远距离输电线路在电力系统中的运行，恶化了变压器保护的工作环境，使得原有的保护判据正确动作率相对不高，对继电保护研究工作提出了新的要求。
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，目前的方法在参数计算方面存在简化过多的缺点，本文在这方面做了改进，提高了计算精度，并将该方法所得结果与动模实验结果进行了比较，验证了该方法的准确性，有效地提高算法的灵敏度。
这几种方法可以有效地检测变压器故障。
2 变压器异常现象及分析
2.1变压器内部故障
2.1.1变压器线路故障
变压器内各种导线发生故障，主要原因有：（1）漏油导致严重缺油，降低了内部线路的绝缘性能暴露在空气中造成内部闪路故障。
（2）水分进入变压器内部，水分不和油混合，油水分层导致绝缘线完全浸在水里，不光得不到油的保
护，还由于水更加速了绝缘击穿。
2.1.2变压器内部异响
三相交流电的规律性随磁通变化而变化，引起铁芯均匀震动发出声响。
内部无端损毁，可能发出不均匀声音。
（1）过负载，导致发出比较刺耳的沉重声音。
（2）大功率设备的启动会导致变压器谐波发生大规模的紊乱，五次谐波分量的过分增大，导致变压器“哇哇”作响。
（3）变压器的规律震动总会导致个别零件慢慢的松动。
松动的零件会进一步加重变压器的内部怪响。
（4）系统发生了故障导致短路，可能使系统发出大量噪音。
（5）接触不良和击穿的地方，会发出噪音。
（6）铁磁谐振也可能导致噪音。
2.1.3爆炸事故及套管闪络故障
（1）套管结构不严实，进水使绝缘层损坏。
（2）套管上有各种导电灰尘，造成闪络。
（3）套管的电容芯子质量不好，导致游离放电闪络。
2.1.4变压器油箱温度和油管故障
要是外部负荷及输出输入电都很正常，而整个设备的温度不受控制，可能由于内部铁片摩擦短路导致了温度急剧升高。
铁芯可能着火，绝大多数由于铁芯未固定好导致摩擦绝缘损坏，使油的温度上升速度变快，所以修理时会发现底部沉淀的油有问题。
同时使其失去绝缘性能。
油浸变压器内部的各处油温不均匀。
当油温不断提高，造成铁芯温度无法控制，会导致油超过了自己的燃点，引起燃烧，导致更加灾难性的火灾。
轻则可使铁芯的使用年限降低，以致无法使用。
所以变压器的内部温度需要严密的监控。
当变压器位于外部的油管破裂漏油时，会导致变压器内的油面下降，导致保护器动作，要是此时保护器未动作，会导致浸在油中的线路露出油面，温度过高无法散热而烧毁。
扩大事故的发生。
预防措施：
温度过高问题的检测，可以用红外线检测技术。
在自然界中，红外线是针对任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体。
用这个技术可以清晰的看清变压器内部的温度分布，可以尽早的做出分析。
物体表面的温度变化引起物体的发热功率发生变化，红外线仪接收的信号也不断变化，可以看出变压器内部到底是什么
位置发生了故障。
变压器正常运行时，内部的温度按照一定的规律变化，当规律不规则时，必定某些位置发生了故障。
变压器设备老化、损坏、和接触不良。
必将导致截至损耗、漏电、接触电阻的增大，从而引起温度上升。
可能发生的发热故障有：
（1）导电回路接头、连接处等接触不良导致接触电阻增大，发热。
P=I^2R。
（2）介质老化、受潮后损耗加大、发热功率变大：P=U^2WCtan&,C为介质的等效电容，U为施加的电压，W为交变电压角频率，tan&介质损耗角正切值。
（3）铁芯等由于绝缘不良和设计结构不当，造成短路。
（4）电压型设备内部元件缺少引起电压分配异常，其相应的热功率也将发生改变。
（5）设备内部缺油导致不同的热现象，第一种是油面下降导致线路暴露在外面，无法散热，引起老化燃烧。
第二种情况是由于油面下降，油的上下层面温度不均匀导致产生很大的热场分布。
2.1.5匝间绝缘故障
匝间绝缘故障有下列原因：
（1）变压器出口短路导致受力变形引起短路。
（2）水分进入，导致受潮短路。
（3）外包装绝缘层可能发生膨胀，导致油道堵塞，引起老化造成匝间短路。
（4）过负荷运行，运行年限太久，造成老化短路。
2.2内部故障励磁涌流仿真
2.2.1仿真要求及目的
大部分变压器故障由绝缘故障引起，而绕组匝间或匝地绝缘水平降低导致的的故障又占多数。
这时匝间或匝地之间会经过电弧放电，燃烧的电弧加热绝缘油会放出大量气体，这是一个非常复杂的物理化学过程，而且故障后电气量的变化受很多不确定因素影响，绕组之间的漏感分布发生显著变化，因此做变压器内部故障仿真必须忽略一些次要因素。
仿真过程中关键是模型的建立，然后可以完美的模拟出所需要的数据。
下面是变压器T2的内部励磁涌流仿真模型的仿真过程。
图2-1 三相变压器T2的内部励磁涌流模型
2.2.2仿真参数介绍及波形
模型窗口参数不变。
由励磁涌流的特性可知：当变压器在电压过零点合闸时，产生最大的励磁电流；当变压器在电压最大值时合闸，不会产生励磁电流。
因此先仿真三相变压器的电压。
三相电源参数、Powergui参数不变。
分布参数导线长度设为300km。
QF3参数如图2-2所示。
图2-2 QF3参数
万用表选择测量的量由上到下依次为Uag_w2: T2、Ubg_w2: T2、Ucg_w2: T2。
多路分配器参数的输出量设为3。
示波器波形图如图2-3所示。