141
РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
МНОГООБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ С УЧЕТОМ
ВЗАИМНЫХ ИНДУКТИВНОСТЕЙ ПОЛЕЙ РАССЕЯНИЯ
Снитько И.С.
1
, Тихонов А.И.
1
1
ФГБОУ ВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
Иваново, Россия
Аннотация
Состояние вопроса:
Актуальной является задача создания уточненных математических моделей силовых
трансформаторов, позволяющих рассчитывать произвольные режимы работы этих устройств с большой точностью и
повышенным быстродействием. В настоящее время подобные задачи решаются с использованием таких имитационных
пакетов, как MatLab Simulink. Одним из недостатков существующих имитационных моделей трансформатора можно
назвать допущение, выраженное в использовании собственных индуктивностей рассеяния обмоток. Таким образом,
целесообразно разработать модели трансформаторов с использованием матриц взаимных индуктивностей поля рассеяния.
Материалы и методы:
Использован метод конечных элементов для расчета магнитного поля в 2D-постановке,
реализованный средствами библиотеки EMLib, а также методы имитационного моделирования с использованием пакета
MatLab Simulink.
Результаты:
Оценены особенности и основные допущения при построении уточненных математических моделей
силовых трансформаторов различной конструкции (двух- и трехобмоточных), позволяющие обеспечить требуемую
точность при имитации переходных и аварийных режимов их работы. Разработаны полевые модели для определения
собственных и взаимных индуктивностей рассеяния. Разработаны имитационные модели трансформаторов различной
конструкции с использованием матриц индуктивностей рассеяния обмоток. Приведены результаты моделирования
динамических процессов в трансформаторе в различных режимах. Проведено сравнение результатов работы моделей с
использованием матриц взаимных индуктивностей рассеяния и без.
Выводы:
Результаты работы могут быть использованы при проектировании силовых трансформаторов в проектных
организациях и в условиях производства. Также возможно использование разработанных моделей при эксплуатации
силовых трансформаторов для анализа статических и динамических режимов работы участков электрических сетей.
Ключевые слова:
цифровые двойники, имитационное моделирование трансформаторов, поля рассеяния, взаимные
индуктивности.
DEVELOPMENT OF MODELS OF DYNAMIC MODES OF MULTI-WINDING
TRANSFORMERS TAKING INTO ACCOUNT THE MUTUAL INDUCTANCES OF
SCATTERING FIELDS
Irina Snitko
1
, Andrey Tikhonov
1
1
Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russian Federation
E-mail:
,
Abstract
Background:
An urgent task is to create refined mathematical models of power transformers, which make it possible to calculate
arbitrary modes of operation of these devices with high accuracy and increased speed. Currently, similar problems are solved using
simulation packages such as MatLab Simulink. One of the disadvantages of the existing simulation models of the transformer can
be called the assumption expressed in the use of the own leakage inductances of the windings. Thus, it is advisable to develop
models of transformers using matrices of mutual inductances of the stray field.
Materials and methods:
The finite element method was used to calculate the magnetic field in a 2D formulation, implemented
by means of the EM-Lib library, as well as was used simulation methods using the MatLab Simulink package.
Results:
The features and basic assumptions in the construction of refined mathematical models of power transformers of
various designs (two- and three-winding) are estimated, which make it possible to ensure the required accuracy when simulating
transient and emergency modes of their operation. Field models have been developed to determine the scattering induct-ance
matrices. Simulation models of transformers of various designs with the use of winding leakage inductance matrices have been
developed. The results of simulation of dynamic processes in a transformer in various modes are presented. Comparison of the
results of the operation of models with the use of matrices of inductances and without.
