Меню Закрыть

Разработка модели переходных режимов с учетом взаимной индуктивности полей рассеяния для реализации цифрового двойника трансформатора

      В журнале «Вестник ИГЭУ» № 4 за 2021 год опубликована статья «Разработка модели переходных режимов с учетом взаимной индуктивности полей рассеяния для реализации цифрового двойника трансформатора».
Авторы: И.С. Снитько, А.И. Тихонов, В.Е. Мизонов (Ивановский Государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, г. Иваново), А.В. Стулов (ООО «НПК «АВТОПРИБОР», г. Владимир).
Стр.: 47-56.
Полный текст.

Состояние вопроса. Актуальной  является  задача  создания  уточненных  математических  моделей силовых  трансформаторов  (цифровых  двойников),  позволяющих  рассчитывать  произвольные  режимы работы этих устройств с большой точностью и повышенным быстродействием. В настоящее время  подобные  задачи  решаются  с  использованием  таких  имитационных  пакетов,  как  MatLab  Simulink.
      Одним  из  недостатков  существующих  имитационных  моделей  трансформатора  можно  назвать  допущение,  выраженное  в  использовании  собственных  индуктивностей  рассеяния  обмоток.  Такое  допущение  не  всегда  приемлемо.  В  связи  с  этим  актуальной  является  разработка  моделей  трансформаторов с использованием матриц взаимных индуктивностей поля рассеяния.

Материалы и методы. Использован  метод  конечных  элементов  для  расчета  магнитного  поля  в  2D-постановке,  реализованный  средствами  библиотеки  EMLib,  а  также  методы  имитационного  моделирования с использованием пакета MatLab Simulink.

Результаты. Оценены особенности и основные допущения при построении уточненных математических  моделей  силовых  трансформаторов  различной  конструкции  (двух-  и  трехобмоточных),  позволяющие  обеспечить  требуемую  точность  при  имитации  переходных  и  аварийных  режимов  их  работы.
Разработаны полевые модели для определения собственных и взаимных индуктивностей рассеяния.
      Разработаны  имитационные  модели  трансформаторов  различной  конструкции  с  использованием матриц  индуктивностей  рассеяния  обмоток.  Приведены  результаты  моделирования  динамических процессов  в  трансформаторе  в  различных  режимах.  Проведено  сравнение  результатов  работы  моделей с использованием матриц взаимных индуктивностей рассеяния и без.

Выводы. Результаты работы могут быть использованы при проектировании силовых трансформаторов  в  проектных  организациях  и  в  условиях  производства.  Также  возможно  использование  разработанных  моделей  при  эксплуатации  силовых  трансформаторов  для  анализа  статических  и  динамических режимов работы участков электрических сетей.