دسته: برق ، الکترونیک و مخابرات مدل ترانسفورماتور بواسطه فراوانی طراحیهای هسته و همچنین به دلیل اینکه برخی از پارامترهای ترانسفورماتور هم غیر خطی و هم به فرکانس وابستهاند، می تواند بسیار پیچیده باشد
قیمت فایل فقط 7,900 تومان
مدلسازی و شبیه سازی اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی انتشار تغییرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع
چكیده
در سالهای اخیر، مسایل جدی كیفیت توان در ارتباط با افت ولتاژهای ایجاد شده توسط تجهیزات و مشتریان، مطرح شده است، كه بدلیل شدت استفاده از تجهیزات الكترونیكی حساس در فرآیند اتوماسیون است. وقتی كه دامنه و مدت افت ولتاژ، از آستانه حساسیت تجهیزات مشتریان فراتر رود ، ممكن است این تجهیزات درست كار نكند، و موجب توقف تولید و هزینهی قابل توجه مربوطه گردد. بنابراین فهم ویژگیهای افت ولتاژها در پایانه های تجهیزات لازم است. افت ولتاژها عمدتاً بوسیله خطاهای متقارن یا نامتقارن در سیستمهای انتقال یا توزیع ایجاد میشود. خطاها در سیستمهای توزیع معمولاً تنها باعث افت ولتاژهایی در باسهای مشتریان محلی میشود. تعداد و ویژگیهای افت ولتاژها كه بعنوان عملكرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان شناخته میشود، ممكن است با یكدیگر و با توجه به مكان اصلی خطاها فرق كند. تفاوت در عملكرد افت ولتاژها یعنی، دامنه و بویژه نسبت زاویه فاز، نتیجه انتشار افت ولتاژها از مكانهای اصلی خطا به باسهای دیگر است. انتشار افت ولتاژها از طریق اتصالات متنوع ترانسفورماتورها، منجر به عملكرد متفاوت افت ولتاژها در طرف ثانویه ترانسفورماتورها میشود. معمولاً، انتشار افت ولتاژ بصورت جریان یافتن افت ولتاژها از سطح ولتاژ بالاتر به سطح ولتاژ پایینتر تعریف میشود. بواسطه امپدانس ترانسفورماتور كاهنده، انتشار در جهت معكوس، چشمگیر نخواهد بود. عملكرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان را با مونیتورینگ یا اطلاعات آماری میتوان ارزیابی كرد. هر چند ممكن است این عملكرد در پایانههای تجهیزات، بواسطه اتصالات سیمپیچهای ترانسفورماتور مورد استفاده در ورودی كارخانه، دوباره تغییر كند. بنابراین، لازم است بصورت ویژه انتشار افت ولتاژ از باسها به تاسیسات كارخانه از طریق اتصالات متفاوت ترانسفورماتور سرویس دهنده، مورد مطالعه قرار گیرد. این پایان نامه با طبقه بندی انواع گروههای برداری ترانسفورماتور و اتصالات آن و همچنین دسته بندی خطاهای متقارن و نامتقارن به هفت گروه، نحوه انتشار این گروهها را از طریق ترانسفورماتورها با مدلسازی و شبیهسازی انواع اتصالات سیم پیچها بررسی میکند و در نهایت نتایج را ارایه مینماید و این بررسی در شبکه تست چهارده باس IEEE برای چند مورد تایید میشود.
فهرست مطالب
1-1 مقدمه. 2
1-2 مدلهای ترانسفورماتور. 3
1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model) 4
1-2-2 مدل ترانسفورماتور قابل اشباع Saturable Transformer Component (STC Model) 6
1-2-3 مدلهای بر مبنای توپولوژی Topology-Based Models. 7
2- مدلسازی ترانسفورماتور. 13
2-1 مقدمه. 13
2-2 ترانسفورماتور ایده آل. 14
2-3 معادلات شار نشتی.. 16
2-4 معادلات ولتاژ. 18
2-5 ارائه مدار معادل. 20
2-6 مدلسازی ترانسفورماتور دو سیم پیچه. 22
2-7 شرایط پایانه ها (ترمینالها) 25
2-8 وارد کردن اشباع هسته به شبیه سازی.. 28
2-8-1 روشهای وارد کردن اثرات اشباع هسته. 29
2-8-2 شبیه سازی رابطه بین و ........ 33
2-9 منحنی اشباع با مقادیر لحظهای.. 36
2-9-1 استخراج منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز با مقادیر لحظهای.. 36
2-9-2 بدست آوردن ضرایب معادله انتگرالی.. 39
2-10 خطای استفاده از منحنی مدار باز با مقادیر rms. 41
2-11 شبیه سازی ترانسفورماتور پنج ستونی در حوزه زمان.. 43
2-11-1 حل عددی معادلات دیفرانسیل. 47
2-12 روشهای آزموده شده برای حل همزمان معادلات دیفرانسیل. 53
3- انواع خطاهای نامتقارن و اثر اتصالات ترانسفورماتور روی آن.. 57
3-1 مقدمه. 57
3-2 دامنه افت ولتاژ. 57
3-3 مدت افت ولتاژ. 57
3-4 اتصالات سیم پیچی ترانس... 58
3-5 انتقال افت ولتاژها از طریق ترانسفورماتور. 59
§3-5-1 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور. 59
§3-5-2 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور. 59
§3-5-3 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم. 60
§3-5-4 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم. 60
§3-5-5 خطای تكفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم. 60
§3-5-6 خطای تكفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم. 60
§3-5-7 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور. 61
§3-5-8 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور. 61
§3-5-9 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم. 61
§3-5-10 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم. 61
§3-5-11 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم. 62
§3-5-12 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم. 62
§3-5-13 خطاهای دو فاز به زمین. 62
3-6 جمعبندی انواع خطاها 64
3-7 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dd.. 65
3-8 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dd.. 67
3-9 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dd.. 69
3-10 خطاهای Type D و Type F و Type G ، ترانسفورماتور Dd.. 72
3-11 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dd.. 72
3-12 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Yy.. 73
3-13 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Ygyg.. 73
3-14 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dy.. 73
3-15 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dy.. 74
3-16 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dy.. 76
3-17 خطای Type D ، ترانسفورماتور Dy.. 77
3-18 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dy.. 78
3-19 خطای Type F ، ترانسفورماتور Dy.. 79
3-20 خطای Type G ، ترانسفورماتور Dy.. 80
3-21 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type A شبیه سازی با PSCAD 81
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 83
3-22 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type B شبیه سازی با PSCAD 85
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 87
3-23 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type C شبیه سازی با PSCAD 89
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 91
3-24 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type D شبیه سازی با PSCAD 93
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 95
3-25 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type E شبیه سازی با PSCAD 97
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 99
3-26 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type F شبیه سازی با PSCAD 101
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 103
3-27 شكل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type G شبیه سازی با PSCAD 105
شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 107
3-28 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای Type D در باس 5 109
3-29 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای Type G در باس 5 112
3-30 شكل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبكه 14 باس IEEE برای خطای Type A در باس 5 115
4- نتیجه گیری و پیشنهادات.. 121
مراجع. 123
فهرست شكلها
| شكل (1-1) مدل ماتریسی ترانسفورماتور با اضافه كردن اثر هسته | صفحه 5 |
| شكل (1-2) ) مدار ستارهی مدل ترانسفورماتور قابل اشباع | صفحه 6 |
| شكل (1-3) ترانسفورماتور زرهی تک فاز | صفحه 9 |
| شكل (1-4) مدار الکتریکی معادل شكل (1-3) | صفحه 9 |
| شكل (2-1) ترانسفورماتور | صفحه 14 |
| شكل (2-2) ترانسفورماتور ایده ال | صفحه 14 |
| شكل (2-3) ترانسفورماتور ایده ال بل بار | صفحه 15 |
| شكل (2-4) ترانسفورماتور با مولفه های شار پیوندی و نشتی | صفحه 16 |
| شكل (2-5) مدرا معادل ترانسفورماتور | صفحه 20 |
| شكل (2-6) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه | صفحه 24 |
| شكل (2-7) ترکیب RL موازی | صفحه 26 |
| شکل (2-8) ترکیب RC موازی | صفحه 27 |
| شكل (2-9) منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز ترانسفورماتور | صفحه 30 |
| شكل (2-10) رابطه بین و | صفحه 30 |
| شكل (2-11) دیاگرام شبیه سازی یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه با اثر اشباع | صفحه 32 |
| شكل (2-12) رابطه بین و | صفحه 32 |
| شكل (2-13) رابطه بین و | صفحه 32 |
| شكل (2-14) منحنی مدار باز با مقادیر rms | صفحه 36 |
| شكل (2-15) شار پیوندی متناظر شكل (2-14) سینوسی | صفحه 36 |
| شکل (2-16) جریان لحظه ای متناظر با تحریک ولتاژ سینوسی | صفحه 36 |
| شكل (2-17) منحنی مدار باز با مقادیر لحظهای | صفحه 40 |
| شكل (2-18) منحنی مدار باز با مقادیر rms | صفحه 40 |
| شكل (2-19) میزان خطای استفاده از منحنی rms | صفحه 41 |
| شكل (2-20) میزان خطای استفاده از منحنی لحظهای | صفحه 41 |
| شكل (2-21) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه | صفحه 42 |
| شكل (2-22) مدار معادل الكتریكی ترانسفورماتور سه فاز سه ستونه | صفحه 43 |
| شكل (2-23) مدار معادل مغناطیسی ترانسفورماتور سه فاز پنج ستونه | صفحه 44 |
| شكل (2-24) ترانسفورماتور پنج ستونه | صفحه 45 |
| شكل (2-25) انتگرالگیری در یك استپ زمانی به روش اولر | صفحه 47 |
| شكل (2-26) انتگرالگیری در یك استپ زمانی به روش trapezoidal | صفحه 49 |
| شكل (3-1) دیاگرام فازوری خطاها | صفحه 62 |
| شكل (3-2) شكل موج ولتاژ Vab | صفحه 63 |
| شكل (3-3) شكل موج ولتاژ Vbc | صفحه 63 |
| شكل (3-4) شكل موج ولتاژ Vca | صفحه 63 |
| شكل (3-5) شكل موج ولتاژ Vab | صفحه 63 |
| شكل (3-6) شكل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شكل (3-7) شكل موج جریان iB | صفحه 64 |
| شكل (3-8) شكل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شكل (3-9) شكل موج جریان iA | صفحه 64 |
| شكل (3-10) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 65 |
| شكل (3-11) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 68 |
| شكل (3-12) شكل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 68 |
| شكل (3-13) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 69 |
| شكل (3-14) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 69 |
| شكل (3-15) شكل موجهای جریان , iB iA | صفحه 69 |
| شكل (3-16) شكل موج جریان iA | صفحه 70 |
| شكل (3-16) شكل موج جریان iB | صفحه 70 |
| شكل (3-17) شكل موج جریان iC | صفحه 70 |
| شكل (3-18) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 71 |
| شكل (3-19) شكل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 71 |
| شكل (3-20) شكل موجهای ولتاژ Va , Vb , Vc | صفحه 73 |
| شكل (3-21) شكل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 73 |
| شكل (3-22) شكل موجهای جریان ia , ib , ic | صفحه 74 |
| شكل (3-23) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 74 |
| شكل (3-24) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 74 |
| شكل (3-25) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 74 |
| شكل (3-26) شكل موج جریانiA | صفحه 74 |
| شكل (3-27) شكل موج جریان iB | صفحه 74 |
| شكل (3-28) شكل موج جریان iC | صفحه 74 |
| شكل (3-29) شكل موج جریانiA | صفحه 75 |
| شكل (3-30) شكل موج جریان iB | صفحه 75 |
| شكل (3-31) موج جریان iC | صفحه 75 |
| شكل (3-32) شكل موج جریانiA | صفحه 75 |
| شكل (3-33) شكل موج جریان iB | صفحه 75 |
| شكل (3-34) شكل موج جریان iC | صفحه 75 |
| شكل (3-35) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 76 |
| شكل (3-36) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 76 |
| شكل (3-37) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 76 |
| شكل (3-38) شكل موج جریانiA | صفحه 76 |
| شكل (3-39) شكل موج جریان iB | صفحه 76 |
| شكل (3-40) شكل موج جریان iC | صفحه 76 |
| شكل (3-41) شكل موج جریانiA | صفحه 76 |
| شكل (3-42) شكل موج جریان iB | صفحه 76 |
| شكل (3-43) شكل موج جریان iC | صفحه 76 |
| شكل (3-44) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 77 |
| شكل (3-45) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 77 |
| شكل (3-46) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 77 |
| شكل (3-47) شكل موج جریانiA | صفحه 77 |
| شكل (3-48) شكل موج جریان iB | صفحه 77 |
| شكل (3-49) شكل موج جریان iC | صفحه 77 |
| شكل (3-50) شكل موج جریانiA | صفحه 77 |
| شكل (3-51) شكل موج جریان iB | صفحه 77 |
| شكل (3-52) شكل موج جریان iC | صفحه 77 |
| شكل (3-53) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 78 |
| شكل (3-54) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 78 |
| شكل (3-55) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 78 |
| شكل (3-56) شكل موج جریانiA | صفحه 78 |
| شكل (3-57) شكل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شكل (3-58) شكل موج جریان iC | صفحه 78 |
| شكل (3-59) شكل موج جریانiA | صفحه 78 |
| شكل (3-60) شكل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شكل (3-61) شكل موج جریان iC | صفحه 78 |
| شكل (3-62) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 79 |
| شكل (3-63) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 79 |
| شكل (3-64) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 79 |
| شكل (3-65) شكل موج جریانiA | صفحه 79 |
| شكل (3-66) شكل موج جریان iB | صفحه 79 |
| شكل (3-67) شكل موج جریان iC | صفحه 79 |
| شكل (3-68) شكل موج جریانiA | صفحه 79 |
| شكل (3-69) شكل موج جریان iB | صفحه 79 |
| شكل (3-70) شكل موج جریان iC | صفحه 79 |
| شكل (3-71) شكل موج ولتاژ Va | صفحه 80 |
| شكل (3-72) شكل موج ولتاژ Vb | صفحه 80 |
| شكل (3-73) شكل موج ولتاژ Vc | صفحه 80 |
| شكل (3-74) شكل موج جریانiA | صفحه 80 |
| شكل (3-75) شكل موج جریان iB | صفحه 78 |
| شكل (3-76) شكل موج جریان iC | صفحه 80 |
| شكل (3-77) شكل موج جریانiA | صفحه 80 |
| شكل (3-78) شكل موج جریان iB | صفحه 80 |
| شكل (3-79) شكل موج جریان iC | صفحه 80 |
| شكل (3-80) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 81 |
| شكل (3-81) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 81 |
| شكل (3-82) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 82 |
| شكل (3-83) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 82 |
| شكل (3-84) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 83 |
| شكل (3-85) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 83 |
| شكل (3-86) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 84 |
| شكل (3-87) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 84 |
| شكل (3-88) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 85 |
| شكل (3-89) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 85 |
| شكل (3-90) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 86 |
| شكل (3-91) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 86 |
| شكل (3-92) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 87 |
| شكل (3-93) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 87 |
| شكل (3-94) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 88 |
| شكل (3-95) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 88 |
| شكل (3-96) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 89 |
| شكل (3-97) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 89 |
| شكل (3-98) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 90 |
| شكل (3-99) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 90 |
| شكل (3-100) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 91 |
| شكل (3-101) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 91 |
| شكل (3-102) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 92 |
| شكل (3-103) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 92 |
| شكل (3-104) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 93 |
| شكل (3-105) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 93 |
| شكل (3-106) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 94 |
| شكل (3-107) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 94 |
| شكل (3-108) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 95 |
| شكل (3-109) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 95 |
| شكل (3-110) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 96 |
| شكل (3-111) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 96 |
| شكل (3-112) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 97 |
| شكل (3-113) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 97 |
| شكل (3-114) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 98 |
| شكل (3-115) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 98 |
| شكل (3-116) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 99 |
| شكل (3-117) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 99 |
| شكل (3-118) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 100 |
| شكل (3-119) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 100 |
| شكل (3-120) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 101 |
| شكل (3-121) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 101 |
| شكل (3-122) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 102 |
| شكل (3-123) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 102 |
| شكل (3-124) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 103 |
| شكل (3-125) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 103 |
| شكل (3-126) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 104 |
| شكل (3-127) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 104 |
| شكل (3-128) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 105 |
| شكل (3-129) شكل موجهای ولتاژ) (kV با PSCAD | صفحه 105 |
| شكل (3-130) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 106 |
| شكل (3-131) شكل موجهای جریان) (kV با PSCAD | صفحه 106 |
| شكل (3-132) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 107 |
| شكل (3-133) شكل موجهای ولتاژ با برنامه نوشته شده | صفحه 107 |
| شكل (3-134) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 108 |
| شكل (3-135) شكل موجهای جریان با برنامه نوشته شده | صفحه 108 |
| شكل (3-136) شكل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 109 |
| شكل (3-137) شكل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 110 |
| شكل (3-138) شكل موجهای جریان (kA) | صفحه 111 |
| شكل (3-139) شكل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 112 |
| شكل (3-140) شكل موجهای ولتاژ) (kV | صفحه 113 |
| شكل (3-141) شكل موجهای جریان (kA) | صفحه 114 |
| شكل (3-142) شكل موجهای جریان (kA) | صفحه 115 |
| شكل (3-143) شكل موجهای جریان (kA) | صفحه 116 |
| شكل (3-144) شكل موجهای جریان (kA) | صفحه 117 |
| شكل (3-145) شبكه 14 باس IEEE | صفحه 118 |
فصل 1
مقدمه
1-1 مقدمه
یکی از ضعیفترین عناصر نرم افزارهای مدرن شبیه سازی، مدل ترانسفورماتور است و فرصتهای زیادی برای بهبود شبیهسازی رفتارهای پیچیده ترانسفورماتور وجود دارد، که شامل اشباع هسته مغناطیسی، وابستگی فرکانسی، تزویج خازنی، و تصحیح ساختاری هسته و ساختار سیم پیچی است.
مدل ترانسفورماتور بواسطه فراوانی طراحیهای هسته و همچنین به دلیل اینکه برخی از پارامترهای ترانسفورماتور هم غیر خطی و هم به فرکانس وابستهاند، می تواند بسیار پیچیده باشد. ویژگیهای فیزیکی رفتاری که، با در نظر گرفتن فرکانس، لازم است برای یک مدل ترانسفورماتور بدرستی ارائه شود عبارتند از:
مدلهایی با پیچیدگیهای مختلف در نرم افزارهای گذرا برای شبیه سازی رفتار گذرای ترانسفورماتورها، پیاده سازی شده است. این فصل یک مرور بر مدلهای ترانسفورماتور، برای شبیه سازی پدیده های گذرا که کمتر از رزونانس سیم پیچ اولیه (چند کیلو هرتز) است، می باشد، که شامل فرورزونانس، اکثر گذراهای کلیدزنی، و اثر متقابل هارمونیکها است.
1-2 مدلهای ترانسفورماتور
یک مدل ترانس را می توان به دو بخش تقسیم کرد:
اولین بخش خطی است، و بخش دوم غیر خطی، و هر دوی آنها وابسته به فرکانس است. هر یك از این دو بخش بسته به نوع مطالعهای که به مدل ترانسفورماتور نیاز دارد، نقش متفاوتی بازی میکند. برای نمونه، در شبیهسازیهای فرورزونانس، معرفی هسته حساس است ولی در محاسبات پخش بار و اتصال کوتاه صرفنظر میشود.
برای کلاس بندی مدلهای ترانسفورماتور چند معیار را میتوان بکاربرد:
با دستهبندی مدلسازی ترانسفورماتورها، میتوان آنها را به سه گروه تقسیم كرد.
1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model)
معادلات حالت دائم یک ترانسفورماتور چند سیم پیچه چند فاز را میتوان با استفاده از ماتریس امپدانس شاخه بیان کرد:
| (1-1) |
|
در محاسبات گذرا، رابطه فوق باید بصورت زیر نوشته شود:
| (1-2) |
|
که و به ترتیب بخش حقیقی و موهومی هستند، که المانهای آنها را میتوان از آزمایشهای تحریک بدست آورد.
این روش دارای تزویج فاز به فاز است، که ویژگیهای ترمینال ترانسفورماتور را مدل میکند، ولی فرقی بین توپولوژی هسته و سیم پیچ قائل نمیشود زیرا در همه طراحیهای هسته، رفتار ریاضی یکسان اعمال میشود.
همچنین چون ماتریس امپدانس شاخه برای جریانهای تحریکِ بسیار کم یا هنگامی که این جریانهای تحریك بطور کلی نادیده گرفته میشود، ماتریس منفرد[1] میشود، موجب ایجاد برخی مشكلات از لحاظ دقت در محاسبات فوق میگردد[1]. بعلاوه، امپدانسهای اتصال کوتاه، که مشخصههای بسیار مهمی از ترانسفورماتور را توصیف میکند، در اندازه گیری با چنین تحریکهایی از دست میرود. برای حل این مشکلات، ماتریس ادمیتانس باید استفاده شود:
| (1-3) |
|
که همیشه وجود دارد و عناصر آن مستقیما از آزمایشهای اتصال کوتاه استاندارد بدست میآید.
برای مطالعات گذرا، باید به دو مولفه مقاومتی والقائی تقسیم شود و ترانسفورماتور با معادله زیر توصیف میگردد:
همه این مدلها خطی هستند، هر چند، در بسیاری از مطالعات گذرا لازم است اثرات اشباع و هیسترزیس وجود داشته باشد. در این حالت برای وارد كردن اثرات اشباع، اثرات جریان تحریک را میتوان خطی کرد و در ماتریس توصیف مدل قرار داد، ولی این کار در زمان اشباع هسته میتواند منجر به خطاهای شبیه سازی شود.
قیمت فایل فقط 7,900 تومان
برچسب ها : افت ولتاژ , مدلسازی ترانسفورماتور , اتصالات ترانسفورماتور , اشباع , مدلسازی ترانسفورماتور دو سیم پیچه , شبیه سازی