Badania transformatora energetycznego w środowiskach symulacyjnych Matlab/Simulink oraz EMTP-ATP

Research of transformer in two computer programs i.e. Matlab/Simulink and EMTP-ATP
Rys. redakcja EI

Transformator jest podstawowym elementem systemu elektroenergetycznego i służy do zmiany i regulacji wartości parametrów energii elektrycznej w obwodzie napięcia i prądu przemiennego przy niezmienionej częstotliwości. Związane jest to z różnymi poziomami napięć w systemie elektroenergetycznym. Energia elektryczna generowana w elektrowniach wytwarzana jest przy napięciu, które nie przekracza 25 kV i prądzie przekraczającym tysiące amperów. Przesył energii elektrycznej o takich parametrach powodowałby bardzo duże straty, których wielkość byłaby proporcjonalna do kwadratu natężenia prądu. Dlatego też zmiana wartości napięcia i prądu w energetyce jest szczególnie ważna, z punktu widzenia ograniczania strat przesyłowych.

W artykule:

• Wyznaczenie parametrów zastępczych transformatora na podstawie danych z tabliczki znamionowej

• Badanie transformatora w stanie zwarcia

• Badanie transformatora w stanie jałowym

Występują transformatory podwyższające napięcie przy równoczesnym obniżaniu prądu, jak również takie, które obniżają napięcie. Dodatkowo transformator ­tworzy galwaniczną przerwę pomiędzy obwodem pierwotnym i wtórnym [4, 5]. Transformatory odgrywają kluczową rolę w układzie przesyłowym. Dokładna analiza warunków ich pracy przekłada się m.in. na bezawaryjną pracę systemu, co prowadzi do zwiększenia ciągłości zasilania odbiorców energią elektryczną. W niniejszym artykule zostanie zaprezentowane porównanie parametrów poprzecznych oraz podłużnych transformatora, obliczonych na podstawie parametrów znamionowych, a także wyznaczonych przy użyciu wartości napięć i prądów otrzymanych w dwóch środowiskach symulacyjnych, tj. Matlab/Simulink oraz EMTP-ATP.Poprawne modelowanie urządzeń i całego systemu elektroeanergetycznego pozwala na analizę i symulację zjawisk w nim zachodzących bez konieczności wykonywania badań eksperymentalnych, które mogą być czasochłonne i kosztowne.

Proces modelowania transformatora w różnych środowiskach komputerowych można podzielić na trzy etapy:

  • wyznaczenie parametrów zastępczych na podstawie danych odczytanych z tabliczki znamionowej,
  • wykonanie modelu układu w wybranych środowiskach symulacyjnych,
  • weryfikacja modelu polegająca na przeprowadzeniu próby biegu jałowego i próby zwarcia transformatora.

Wyznaczenie parametrów zastępczych transformatora na podstawie danych z tabliczki znamionowej

Model wirtualnego stanowiska pomiarowego w programie Matlab/Simulink został wykonany przy użyciu biblioteki SimPowerSystems. W programie EMTP-ATP wykorzystany został gotowy model transformatora BCTRAN. BCTRAN pozwala na symulowanie transformatora przy użyciu danych odczytanych z tabliczki znamionowej [6]. Parametry transformatora trójfazowego odczytane z tabliczki znamionowej zostały zaprezentowane w tabeli 1.

Tab. 1. Parametry znamionowe badanego transformatora trójfazowego
Tab. 1. Parametry znamionowe badanego transformatora trójfazowego


Program Matlab/Simulink nie oferuje gotowego modelu transformatora wykorzystującego dane znamionowe, dlatego zasadne jest obliczenie parametrów zastępczych transformatora według poniższych zależności [3]:

 

rezystancja zastępcza transformatora, w [W]rezystencja zastępcza transformatora (1)

impedancja zastępcza transformatora, w [W]:  impedancja zastępcza transformatora(2)

reaktancja zastępcza transformatora, w [W]: reaktancja zastępcza transformatora(3)

konduktancja w obwodzie magnesującym transformatora, w [S]: ƒkonduktancja w obwodzie magnesującym transformatora (4)

rezystancja gałęzi poprzecznej transformatora, w [W]: rezystancja gałęzi poprzecznej transformatora, (5)

całkowity prąd magnesujący, w [A]: ƒcałkowity prąd magnesujący (6)

reaktancja gałęzi poprzecznej transformatora, w [W]: reaktancja gałęzi poprzecznej transformatora (7)

Obliczenia zostały wykonane na poziomie napięcia UTrI = 15,75 kV. W tabeli 2. przedstawiono wyniki obliczonych parametrów transformatora w jednostkach SI.

Tab. 2. Obliczone parametry zastępcze transformatora w jednostkach SI
Tab. 2. Obliczone parametry zastępcze transformatora w jednostkach SI

 

Czytaj też: Projekt modelu laboratoryjnego linii napowietrznej do badania zabezpieczeń sieci elektroenergetycznych WN
>>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[ sieci elektroenergetyczne, badanie transformatora, symulacja, transformator energetyczny, stan zwarcia, stan jałowy ]

Wybrane dla Ciebie


Konkurs z nagrodami! Zobacz które miejsce zdobędziesz »

Kable i przewody - pobierz bezpłatny Ebook »

Konkurs dla elektryków Ebook
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Przedstawiamy nowy poradnik „Kable i przewody”! Znajdziecie w nim m.in. metody ochrony kabli przed pożarem, jak prowadzić i oznaczać trasy kablowe (...) czytam dalej »


Akumulatory do każdego typu pojazdu »

Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce »

Akumulatory do każdego typu pojazdu Magazyny energi w polsce
Niezależnie od tego czy jeździsz samochodem osobowym, SUV-em, terenówką czy autem dostawczym, znajdziesz(...) czytam dalej » Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków(...) czytam dalej »

Jak zdalnie monitorować pracę silnika?

UPS zasilacze Jak przekształcić silni elektryczny w inteligentne, połączone bezprzewodowo urządzenia. Czujnik montowany jest na kadłubie silnika indukcyjnego niskiego napięcia bez potrzeby okablowania czy wprowadzania zmian mechanicznych (...) czytam dalej »


Switche niezarządzalne - które wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Switche niezarządzalne Rola miedzi w energetyce słonecznej
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Stacje ładowania elektryków przed własnym domem »

Co się stało z tymi kablami?

miejska stacja ładowania Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
12/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 12/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Aspekty techniczne i ekonomiczne kompensacji mocy biernej w obiektach użyteczności publicznej
  • - Optymalizacja elektroenergetycznych sieci SN
Zobacz szczegóły

Innowacyjna stacja ładowania autobusów EV w Ostrawie

Holenderska firma Heliox dostarczyła pierwsze rozwiązanie do szybkiego ładowania autobusów elektrycznych z odwróconym pantografem w Czechach. Urządzenie o mocy 450 kW zainstalowano w...

Torba i walizka na narzędzia Knipex 1

Każdy posiadacz dużej liczby narzędzi zdaje sobie z tego sprawę, że utrzymanie ich w porządku ułatwia i przyspiesza pracę. Dlatego torby czy też walizki na narzędzia są świetnym...
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl