三绕组变压器simulink仿真.docVIP

三绕组配电变压器 simulink仿真 学院：电控学院 班级：电气0901班 一、实验目的 利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建系统的仿真模型，使用线性变压器来模拟三绕组配电变压器，模拟三绕组配电变压器负载平衡和不平衡时电源有功功率和无功功率变化的情况。 二、仿真模型图 仿真系统中供电主回路的电网采用单相电源模块（AC Voltage Source）模拟；配电变压器采用线性变压器模块（Linear Transformer）模拟；两个相同的感性负载和一个 容性负载采用单相并联RLC负载模块（Parallel RLC Load） 电压测量模块V prim（Voltage Measurement）用以测量主供电网电源电压；电流测量模块I prim（Current Measurement）用以测量变压器一次侧电流；功率测量模块（Active Reative Power）用以测量电源有功和无功功率；电流测量模块I neutral用以测量配电变压器二次侧中点电流；示波器（Scope）用以观察测量值的变化情况。 三、模块参数及仿真参数的设置 模块参数设置为： 单相交流电源：电压有效值为14400V,相角为0°，频率60Hz。 线性变压器：标称功率75Kva，频率60Hz；绕组1电压有效值14400V，电阻0.01欧，电感0.03H；绕组2电压有效值120，电阻0.02欧，电感0；绕组3电压有效值120，电阻0.02欧，电感0；磁化电阻50Rm，磁化电抗50Lm。 单相并联RLC负载：Load1、Load2电压120V，频率60Hz，有功功率20000W,电感无功功率10000var，电容无功功率0；Load3电压240，频率60Hz，有功功率30000W，电感无功功率0，电容无功功率20000var。 断路器：电阻1e-5欧，初始状态为闭合，缓冲电阻为inf，缓冲电容为0，转换时间0.05. 仿真参数设置： 仿真时间为0.2s，变步长ode23tb，相对误差1e-4.其他参数均使用默认值。 四、仿真结果 电源功率变化情况如图： 图1 横轴为时间轴，纵轴为功率大小，黄线代表电源有功功率，紫线代表电源无功功率。 变压器二次侧中点电流变化情况如图： 图2 横轴为时间轴，纵轴为电流大小。 由POWERGUI获得的初始电压电流稳态值以及变压器二次侧中点电流： 图3 将断路器初始状态改为打开状态后，由POWERGUI获得的初始电压电流以及变压器二次侧电流： 图4 五、仿真结果分析及结论 在0。0s到0.05s的时间范围内，由图3可得到，由于变压器低压侧负载平衡，即感性无功功率负载对容性无功功率负载进行功率补偿，使得变压器一次侧电压和电流相位差很小，而存在的2.81°相角差是由于变压器的无功损耗引起的；变压器二次侧中点电流为0. 在0.05s到2s的时间范围内，断路器断开，由图1、图2、图4可得到电源有功功率由70KW降到50KW，变压器二次侧中点电流由0变为正弦电流，变压器一次侧电压电流相角差为8.12°，其原因是在0.05s时，短路器断开，变压器二次侧负载由平衡状态变为不平衡状态，即负载无功功率增大了。 仿真实验结论：当变压器负载由平衡状态转变为不平衡状态时，由于负载无功功率的增大，导致电源必须为回路提供更大的无功功率，从而使电源有功功率在一定程度上有所降低，无功功率增大，从而维持系统的正常稳定工作。