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


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Światło dzienne, nasz naturalny regulator - odwzorowanie opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Nowe rozdzielnice Practibox S - wysoka jakość i nagrodzony design w przystępnej cenie»

nowe rozdzielnice Rozdzielnice dedykowane są przede wszystkim dla budownictwa mieszkaniowego (prywatnego jak i deweloperskiego), hoteli i obiektów biurowych. Rozdzielnice otrzymały ... czytam dalej »


Wprawiają w ruch tysiące różnych pojazdów na świecie - znasz ich?

Rozdzielnice średniego napięcia (SN) - przegląd 2019

pojazdy elektryczne Medcom Rozdzielnice 2019 porównanie
Zmieniają sposób myślenia o energii elektryczne i nie tylko... czytam więcej » Rozdzielnice średniego napięcia (SN), tak jak i inne rozdzielnice energetyczne, budowane są na napięcia znamionowe w zakresie od 7,2 do 36 kV o wartościach 7,2; 12; ... czytam dalej »

Kamery termowizyjne w cenach promocyjnych - tylko do 30 czerwca! »

Promocje na kamery termowizyjne Przy pracach instalacyjnych, a także w przemyśle, kamera termowizyjna jest nieodzownym narzędziem pracy ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych»

Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu - zobacz!

Ochrona przepięciowa systemów alarmowych Elektryczni producenci w jednym miejscu
Jak ochronić różnorodne elektroniczne systemy ochrony mienia przed skutkami przepięć(...) czytam dalej » Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Ograniczniki przepięć, które wybrać?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne 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 » Układy SPD typu 1 (ograniczniki przepięć typu 1) powinny być stosowane do ochrony instalacji elektrycznej oraz urządzeń przed zagrożeniami stwarzanymi(...) 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 »
5/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Stacje ładowania pojazdów elektrycznych
  • - Oświetlenie boisk piłkarskich zgodnie z wymaganiami klas oświetleniowych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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