В журнале «Вестник ИГЭУ» № 1 за 2020 год опубликована статья «Разработка нелинейной модели трехфазного трансформатора для исследования влияния несимметрии магнитной системы на работу устройства в произвольных режимах».
Авторы: А.И. Тихонов, А.В. Стулов, А.А. Каржевин, А.В. Подобный (Ивановский Государственный энергетический университет имени В.И. Ленина).
Стр.: 22-31.
Полный текст.
Состояние вопроса. В настоящее время при проектировании силовых трансформаторов в целях учета влияния несимметрии магнитной системы на работу устройства, особенно в переходных режимах, все чаще используются пакеты инженерного анализа на основе полевых моделей. Однако такие модели обладают малым быстродействием. В то же время динамические модели трансформатора на основе модели магнитной цепи мало уступают по точности полевым моделям. Существующие цепные модели трехфазного трансформатора либо не учитывают несимметрию магнитной системы, либо плохо интегрируются с имитационными пакетами. В связи с этим необходима разработка динамической модели трехфазного трансформатора, позволяющей учесть на этапе проектирования особенности его конструкции, в частности несимметрию магнитной системы, и влияние этих особенностей на произвольные режимы работы устройства.
Материалы и методы. Для расчета нелинейной магнитной цепи трехстержневого трансформатора использован метод контурных токов. Для расчета электрической цепи использован одношаговый метод на основе модифицированной формулы Розенброка 2-го порядка.
Результаты. Разработана основанная на использовании управляемых источников тока и ЭДС нелинейная динамическая модель трехфазного трехстержневого трансформатора, способная интегрироваться с имитационными пакетами, в том числе MatLab Simulink SimPowerSystem. Особенность модели состоит в возможности учета влияния несимметрии магнитной системы на работу трансформатора в различных режимах работы, в том числе аварийных и несимметричных. Новизна модели состоит в приведенном подходе к построению нелинейной матрицы магнитных сопротивлений без использования в явном виде матриц индуктивностей, что повышает точность и устойчивость работы модели с учетом несимметриии магнитной системы. Приведены кривые переходных процессов в характерных режимах работы трансформатора.
Выводы. Разработанные модели могут быть использованы при проектировании силовых трансформаторов, в том числе специальных, повышая точность поверочного расчета и выводя его на уровень имитационного моделирования, а также для построения цифровых двойников силовых трансформаторов, позволяя учитывать влияние на работу энергосетей особенностей конструкции трансформаторного оборудования.