 |
Расчет параметров схемы замещения ТТ
|
|
|
|
В Simulink для моделирования ТТ нет специального блока. Поэтому в лабораторной работе предлагается смоделировать нелинейный ТТ с помощью блока, используемого при моделировании силового трансформатора. Однако задание параметров схемы замещения (рис. 9) из-за отличных режимов работы указанных трансформаторов и разных справочных данных будет отличаться.
Рисунок 9 – Т-образная схема замещения трансформатора тока
При задании параметров схемы замещения ТТ по рис. 9 предполагаем, что окно магнитопровода полностью заполнено проводом обмотки (идеальный случай). Тогда можно принять: L 2s ≈ 0 (R2 >> X2s) R1 = R2.
Параметры ТТ удобнее задать в именованных единицах, приведенных к вторичной стороне
; 
;
Для кривой намагничивания (в о.е.):
; 
; 
.
Параметры моделируемой схемы приведены в таблице 5. Напряжение трехфазного источника 115 кВ.
Таблица 5 – Параметры ТТ
| Параметр | Значение |
| Sном | 37 ВА |
| I1ном | 1000 А |
| I2ном | 1 А |
| R1 | 8.3 мкОм |
| R2 | 8.3 Ом |
| RН.ном | 24 Ом |
| ХН.ном | 17.9 Ом |
| ZН.ном | 30 Ом |
| cos(φ) | 0.8 |
| Uном.НН | 37 В |
| Uном.ВН | 37 мВ |
| 3700 Ом |
| 7400 Ом |
Модель трансформаторов тока с разными характеристиками намагничивания
Модель эксперимента представлена на рис.10.
Рисунок 10 – Модель системы с применением ТТ
Схема соединений ТТ приведена на рис. 11.
Рисунок 11 – Схема соединений фазных ТТ
Кривая намагничивания ТТ по справочным данным задается диапазоном кривых – от «лучшей» до «худшей». Реальная кривая намагничивания находится в указанном диапазоне (см. рис.12).
ТТ с худшей характеристикой
[0 0;0.00090014 0.17328; 0.0018003 0.41711; 0.0027004 0.70309;0.0036005 1.0312; 0.0045007 1.4015;0.0054008 2.0602; 0.006301 2.6253; 0.0072011 3.1944;0.0081012 3.7657; 0.0090014 4.3376;0.013502 7.147; 0.018003 9.7377; 0.022503 11.949; 0.027004 13.654; 0.031505 14.756;0.036005 15.19;0.040506 15.559;0.045007 15.875;0.049507 16.116;0.054008 16.314;0.058509 16.497;0.06301 16.68;0.06751 16.871;0.072011 17.068;0.076512 17.262;0.081012 17.429;0.085513 17.514;0.089113 17.578;0.090014 17.593;0.13502 18.139;0.18003 18.576;0.27004 18.74;0.36005 18.795;0.90014 18.805;1.3502 18.814;1.8003 18.823;2.7004 18.842;9.0014 18.969]
|
|
|
ТТ с лучшей характеристикой
[0 0;0.00090014 0.21636;0.0018003 0.53324;0.0027004 0.89384;0.0036005 1.2603;0.0045007 1.7881;0.0054008 2.3471;0.006301 2.932;0.0072011 3.5379;0.0081012 4.1598;0.0090014 4.7934;0.013502 7.992;0.018003 10.932;0.022503 13.31;0.027004 14.975;0.031505 15.71;0.036005 16.2;0.040506 16.533;0.045007 16.776;0.049507 16.974;0.054008 17.153;0.058509 17.328;0.06301 17.501;0.06751 17.669;0.072011 17.824;0.076512 17.96;0.081012 18.072;0.085513 18.151;0.089113 18.217;0.090014 18.233;0.13502 18.584;0.18003 18.786;0.27004 19.07;0.36005 19.079;0.90014 19.144;1.3502 19.199;1.8003 19.254;2.7004 19.363;9.0014 20.128]
Рисунок 12 – Характеристики ТТ (1- лучшая, 3 – худшая, 2 – реальная кривая намагничивания)
На рисунке 13 представлены результаты работы двух ТТ с разными кривыми намагничивания.
Рисунок 13 – ТТ с разными кривыми намагничивания (1,2 – лучшая кривая; 3,4 - худшая)
Как видно из рисунка 13, разность кривых намагничивания ТТ обуславливает возникновение тока небаланса, представленного на рис. 14.
Рисунок 14 – Ток небаланса (1 –ТТ имеют одинаковую кривую намагничивания, 2 - разную)
Ток небаланса тем выше, чем выше разница кривых намагничивания ТТ. Этот ток может влиять на работу РЗ, например на работу продольной дифференциальной защиты ЛЭП. Модель продольной дифференциальной защиты ЛЭП представлена на рис. 15.
Рисунок 15 – Модель продольной дифференциальной защиты ЛЭП
Описание работы модели: при внутреннем КЗ сумма токов по концам ЗО не равна 0, а при внешнем – равна 0. Для отстройки от тока небаланса примем уставку 1 А. Сравнение суммы токов по концам ЗО с уставкой осуществляется с помощью блока сравнения, который подает управляющие сигналы на выключатели по концам ЛЭП, предварительно этот сигнал проходит через блок, осуществляющий самоподхват реле в случае его срабатывания. На рис.16, 17 представлены два вида КЗ – внутреннее и внешнее. Как видно из рисунков, собранная схема работает правильно.
|
|
|
Рисунок 16 – Внутреннее КЗ
Рисунок 17 – Внешнее КЗ
При внутреннем КЗ выключатель выключается без выдержки времени и больше не включается благодаря самоподхвату реле.
Вывод: в ходе данной лабораторной работы мы смоделировали нелинейный силовой трансформатор и измерительный трансформатор тока в программе Matlab с использованием библиотек Simulink и SimPowerSystem. Провели опыт ХХ и гармонический анализ, изучили влияние остаточной намагничиваемости, определили влияние тока небаланса и смоделировали продольную дифференциальную защиту ЛЭП.
|
|
|
