基于EMTDC的兴安盟矿用变压器故障仿真

编辑：兴安盟矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：369

基于EMTDC的兴安盟矿用变压器故障仿真 核心提示：　　自动化设备bookmark0基于EMTDC的兴安盟矿用变压器故障仿真高爰云，蔡泽祥华南理工大学学院，广东广州510640）程的求解算法。基于EMTDC对单相接地、断相和机械堵转等兴安盟矿用变压器常见故障进

　　自动化设矿用变压器备bookmark0基于EMTDC的兴安盟矿用变压器故障仿真高爰云，蔡泽祥华南理工大学学院，广东广州510640）程的求解算法。基于EMTDC对单相接地、断相和机械堵转等兴安盟矿用变压器常见故障进行了仿真计算获得了各种故障情况下的特征波形并进行了定量误差分析。验证了EMTDC兴安盟矿用变压器模型和算法的有效性和正确性，为兴安盟矿用变压器故障诊断和保护的深入研究提供了一种有效的仿真工具。

　　暂态分析软件1.该软件具有丰富的元件模型库和强大的计算功能特别是PSCAD图形界面的成功开发，使用户能更方便地使用EMTDC进行交系统的各类设备、器件、控制的仿真计算。本文详细地推导了EMTDC中的兴安盟矿用变压器模型说明了基于EMTDC进行兴安盟矿用变压器故障仿真的思路，并给出实际算例验证了其有效性。EMTDC提供了鼠笼型和绕线型两大类兴安盟矿用变压器模型从而为兴安盟矿用变压器故障仿真提供了一个有力的工具。

　　1兴安盟矿用变压器部分模型EMTDC中的兴安盟矿用变压器模型先将转子侧转换成绕组系数、每相串联匝数均与定子侧的绕组相同经派克变换转换到！轴，后化简为阻抗和电流源并联的支路与外部电路联立求解而建模。

　　选取"轴落后！轴90：对兴安盟矿用变压器转子进行派克变换后结果如式（1）（2）定子侧电压方程为转子侧电压方程为子侧变量其他符号从惯例2.侧和转子侧之间的耦合关系即而零序磁链在电枢和转子间是无耦合的，即对于双鼠笼转子相应在转子侧变为2对绕组）1*1）2*2余此类推。

　　兴安盟矿用变压器模型的实现基于以下假定在把转子侧的量折算到定子侧后一个轴上只有一个互庄）磁链通过所有的绕组而一个绕组的漏磁链只通过该绕组本身。，与*的匝数比折算到定子侧，折算后的互感等于，-q（电压方程对折算后的量仍然正确。

　　2模型参数的获得感应兴安盟矿用变压器的已知数据通常为相量，转换上成d，量后为间的互感淀、转子之间的互感为PublishingHou―！DAll（+3r+2v）―aD（q轴类似'cnki-nP）基金项目：广东省自然科学基金资肋项目（90579））-d为定子a相绕组与转子D高爱云，等：基于EMTDC的兴安盟矿用变压器故障仿真从前一时步得到的历史项为转子侧方程与此类似不再列出。

　　同时，涟接到电机定子侧的网络可暂态戴维南等值电路公式模拟，即仿真的兴安盟矿用变压器型号为Y93K-A主要参数为额定电数6.5起动转矩倍数2.O5最大转矩倍数2.53.电机在-3.！s左右已达稳态。

　　设。3s时发生单相接地故障，接地阻抗为6= %故障电流如所示。从图中看出：短路瞬间定子电流突然增大，因短路阻抗呈电感性，则短路电流按指数规律上升，这与理论相符。类似地，1可对接地阻抗呈电阻性或呈电容性的接地故障进行仿真。

　　绕组之间的互感，/！改变了匝数比，在把转子量折算到定子侧时必须考虑这个系数。可以看出只要在EMTDC中输入定转子侧漏感及定转子互感，即可建立起兴安盟矿用变压器模型。！机械部分模型EMTDC兴安盟矿用变压器模型中没有内在的机械部分模型，而是将机械部分转换成具有集中参数的！-"-等值兴安盟矿用变压器网络，然后将它们作为兴安盟矿用变压器网络求解，电磁转矩则作为电流源注入到兴安盟矿用变压器网络中。兴安盟矿用变压器机械方程为以兴安盟矿用变压器量求取电磁转矩的公式为表1所示为兴安盟矿用变压器量与机械量之间的等值关系。

　　表1机械量与兴安盟矿用变压器量间的等值关系机械量兴安盟矿用变压器量（主入节点的电流）A "角速度）*节点电压）！辟子角），（电容上电荷）转动惯量）C对地电容）腿尼系数）1/R电导）4暂态过程的求解EMTDC中采用补偿法求暂态解。用补偿法求取暂态解，先用梯形积分将式（1）（）的电机微分方程转换成差分方程。定子侧方程为定子在abc坐标相空间的电压、电流相量，可通过派克变换转换为空间相量。

　　同样如果转子侧接有外回路，它们也可以用戴维南等值电路模拟其方程的形式为求解时首先解不包括电机的整个网络，得出戴维南等值开路电压以及模拟机械系统的网络开路电压，用线性外推法预报转子速度（）；接着将网络从相空间转换到空间，计算兴安盟矿用变压器侧电磁转矩，并转到机械侧作为模拟机械系统的戴维南等值电路的电流源求解得转速等值电压）如果所得速度与预报速度相差太大，则重新计算，否则更新轴历史项然后将定子电流从量转换到相量并计入定子电流、转子电流（如果它们与外界电路相连湘机械系统等值网络中模拟电磁转矩电流的作用求解整个网络的最后解；最后再进行下一时步的计算。EMTDC环境下兴安盟矿用变压器与外部网络的连接如所示。

　　5.2机械堵转用EMTDC仿真兴安盟矿用变压器堵转需使电机处于速度控制方式并将转速置零。兴安盟矿用变压器堵转是比较严重的问题，因为堵转时转速！=0转差率"=1，兴安盟矿用变压器电流将增大为起动电流4从而大大超过正常工作电流，时间长了将坏电机。所示为C相堵转电流其有效值约为17.68A，是额定电流的6.55倍与起动电流的相对误差为0.77X，误差很小。

　　5.3断相故障EMTDC中用一开关元件来模拟断相故障，设2.0s时C相开关断开，断相前后的A相电流和负序电流分别如和所示。

　　理论证明断相电流与负载率有关。由图看出空载时断相电流不到2个周期即达到稳态，断相前电流幅值为2.34A，断相后电流幅值为3.77A，断相后电流约为断相前的！T倍其误差为7X；正常运行时几乎无负序电流，而断相后有负序电流生成大小为2.2A，约为断相后A相电流的1/！T倍，误差6结论本文详细推导了EMTDC中的兴安盟矿用变压器模型。虽然兴安盟矿用变压器分为鼠笼和绕线等类型，但其模型都是基于电磁暂态计算理论的统一电机模型。利用实际算例对各种故障类型进行仿真计算结果表明EMTDC能够对各种类型兴安盟矿用变压器故障进行仿真，从而为兴安盟矿用变压器故障的仿真研究提供了一种非常有效的仿真工具。

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