三相变压器建模及仿真及MATLAB仿真
基于MatLab的电力变压器建模和仿真分析(1)
2.4.2 仿真参数介绍及波形 ................................................................................... 32 2.5 仿真三相变压器 T3 的内部故障 ................................................................... 38 2.5.1 仿真 T3 相间短路（AB 相）的模型如图 .................................................. 38 2.5.2 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 38 2.5.3 仿真 T3 匝间短路的模型如图 .................................................................... 42 2.5.4 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 42 第三章 变压器仿真波形分析 ............................................................................... 45 3.1 对励磁涌流进行 FFT 分析 ............................................................................. 45 3.2 对外部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 46 3.3 对内部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 47 总结 ......................................................................................................................... 49 参考文献 ................................................................................................................. 50 附录：外文翻译 1 .................................................................................................. 51 外文翻译 2 .............................................................................................................. 56 指导教师评语表 ..................................................................................................... 60
基于MATLAB的变压器仿真 与分析
于MATLAB_Simulink的变压器建模与仿真基于MATLAB/Simulink的牵引变压器建模与仿真徐（西安铁路局安康供电段新陕西汉中 723000）摘要：针对多种牵引变压器接线方式，建立数学模型，基于Matlab/Simulink仿真软件，建立牵引变压器的仿真模型，并验证数学模型和仿真模型的一致性。
利用所建立仿真模型对不同接线形式牵引变压器在不同条件下对公用电网产生的谐波和负序影响进行仿真试验，对研究各种类型的牵引变压器特性在我国电气化铁路的应用提供条件。
关键词：牵引变压器；数学模型；仿真模型；Matlab/Simulink 中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0610061－03 牵引变压器按其特性可分为平衡接线和不平衡接线。
其中不平衡接线有单相接线、Vv接线和YNd11接线；平衡接线是试图实现三相两相对称变换而提出的，主要代表方式有Scott，Leblanc、Kubler、Wood-bridge、阻抗匹配接线等。
本次主要总结了常用牵引变压器的特点并建立数学模型，包括每种牵引变压器的原理结构、原次边电气量关系等，基于Matlab/Simulink软件建立牵引变压器仿真模型，并对牵引变压器在不同条件下的负序、谐波特性的进行了研究. 1 牵引变压器数学模型研究 1.1 YNd11接线 YNd11变压器接线原理如下图所示，如果忽略激磁电流及其漏阻抗压降，二次侧绕组ac相与一次侧绕组A相同相，cb相与C相同相。
由于变压器一次侧绕组A，B，C相与电力系统的相序一致，A相滞后C相，对应的二次侧ac也滞后cb相[2]。
其中Z为牵引端口对应变压器漏抗，和β相的端口电压。
1.2 Vv接线 Vv接线牵引变压器接线原理如图2所示。
为二次侧空载相即α相图2 Vv接线牵引变压器设Vv接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为可得电流输入输出关系[3]：和，电压输入输出关系如下：图1 YNd11接线牵引变压器设YNd11接线变压器一次侧、二次侧绕组匝数分别为和假设变压器原边中性点接地，可以得出一次侧三相电流。
基于MATLAB的三相矩阵变换器的建模与仿真分析
与其它变频电路相比，矩阵式变频电路具有以下特点：１）输出电压为正弦波，输出频率不受电网频率的限制。
２）输入电流也可控制为正弦波且和电压同相，功率因素为１，也可控制为需要的功率因素。
３）能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行。
４）没有中间的直流环节，效率较高。
５）可现实频率、幅值、功率因素等的独立控制。
常用的三相矩阵拓扑结构如图１所示。
２ 矩阵式变换器的基本原理对三相交流电压ｅα、ｅｂ、ｅｃ进行ＰＷＭ控制，假定开关频率足够高，则其输出电压Ｖα、Ｖｂ、Ｖｃ为： （１）其中Ｔｃ为一个开关周期，ｔ１、ｔ２、ｔ３等为一个开关时间内的导通时间。
其中ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＝Ｔｃ （２）即矩阵的每行时间和为Ｔｃ。
基于ＭＡＴＬＡＢ的三相矩阵变换器的建模与仿真分析王田 钱平 上海应用技术学院电力电子与电力传动 ２００２３５１ 引言近年来，出现了一种新颖的矩阵式变频电路，这种电路是直接变频电路，控制方式不是相控而是斩控方式。
由于其具有诸多理想特性成为国内外研究的热点之一。
这里我们把称为调制矩阵，并记作为Ｔ。
因此我们可以把（１）式缩写为：Ｖ＝Ｔ＊ｅ （３）根据阻感负载电流具有电流源的性质，负载电流的大小是由负载的需要决定的，在矩阵式变频电路中，９个开关的通断情况确定后，即Ｔ矩阵中各元素确定后，输入电流电流和输出电流的关系也就确定了。
实际上，其输出电流与输入电流的关系如下式： （４）可缩写为： （５）其中指输入电流矩阵，为输出电流矩阵。
为调制矩阵的转置矩阵。
对一个实际系统来说，输入电压和所需要的输出电流是已知的。
设其分别为 （６）图１ 矩阵变换器的拓扑结构图２ 双向开关封装前后图 （７）图５ 负载三相电压与电流图６ ＰＷＭ控制图图４ 矩阵变换器的三相仿真图图３ 一组双向开关封装前后图其中Ｕｉｍ、Ｉｏｍ为输入电压和输出电流的幅值；ωｉ、ωｏ为输入电压和输出电流的角频率；φｏ为相应于输出频率的负载阻抗角，这样希望的输出电压和输入电流就分别为：（８）（９）能够求得式（８）和（９）的调制矩阵Ｔ，就可得到式中所希望的输出电压和输入电流。
基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究
基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究一、引言随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流调压技术在许多领域得到了广泛应用。
三相交流调压电路由于其能够实现对三相交流电的独立调节，因此在电机控制、电力质量改善以及无功补偿等方面具有重要作用。
本文旨在通过Matlab仿真研究三相交流调压电路的工作原理和性能。
二、三相交流调压电路工作原理三相交流调压电路通常采用相位控制方式，通过调节开关的导通和关断时间来改变输出电压的大小。
在三相系统中，每一相都有一个独立的调压电路，通过对每一相的独立调节，可以实现三相输出电压的平衡控制。
三、Matlab仿真环境设置Matlab是一款强大的数学计算软件，可用于电力电子系统仿真。
在Matlab中，我们首先需要设置仿真参数，包括仿真时间、采样时间、仿真算法等。
然后，我们需要构建三相交流调压电路的数学模型，并转化为Simulink模型。
四、电路模型的建立与参数设置在Simulink中，我们需要根据三相交流调压电路的工作原理，建立相应的电路模型。
这个模型应该包括电源、开关、二极管、电感和电容等元件。
然后，我们需要为这些元件设置合适的参数，以模拟实际的电路行为。
五、仿真结果分析通过运行仿真，我们可以得到输出电压的波形。
通过对这些波形的分析，我们可以了解调压电路的性能。
例如，我们可以观察输出电压的幅值、相位和频率等参数的变化情况。
六、实验验证与结果对比为了验证仿真结果的准确性，我们需要进行实验验证。
在实验中，我们需要搭建实际的三相交流调压电路，并使用示波器等设备记录输出电压的波形。
然后，我们将实验结果与仿真结果进行对比，以评估仿真的准确性。
七、结论通过以上分析和对比，我们可以得出结论：基于Matlab的三相交流调压电路仿真能够准确反映实际电路的工作情况。
这为进一步研究三相交流调压电路的性能提供了有力支持。
同时，通过仿真和实验的结合，我们可以更好地理解电路的工作原理，优化电路设计，提高系统的稳定性和可靠性。
基于MATLAB软件的三相变压器空载合闸励磁涌流仿真与分析
网和校内网的隔断。数字矩阵光纤连接网络交换机处理视频数据，并连 接控 制键 盘接 受 控制 命 令。
关薯 诩 ：ＭＡＴＬＡＢ 仿真 分析 变压 器 励磁 涌 流
引言：变压器是电力设备供 电系统中很重要的器件，如果变压器 发生了硬件性故 障将会对整个 电力运行系统的稳定 运行带来严重的 影 响 ，特 别 是 在 变 压 器空 载 合 闸 或 外 部 故 障 切 除 后 电压 恢 复 到 正常 值 时，因为铁芯饱和产生很大的励磁涌流 。由于 对变压器励磁涌流的原 理分析比较复杂 ，涉及到 电路原理 、电机学、电磁场、微积分，并且包 含 大 量 的 计 算 和 画 图 。Ｍ ＡＴＬＡＢ 的 引 入 ，可 以使 励 磁 涌 流 的 分 析 更 加统、简便和直观 。本文运用 ＭＡＴＬＡＢ软件 ，对变压器空载合闸这 一 瞬变过程进行计算机软件仿真分析
４结 语 视频监控系统 从过去的模拟闭路监控 （ＣＣＴＶ），到现在的 “模拟 一 数字”监控系统 （ＤＶＲ），再到未来的 ＩＰ视频监控 （ＩＰＶＳ）。其传输速度、 图像 质量 、存 储 容量 、传输 距 离等 功 能在 不断 的 发展 ，甚 至 可 以和 消 防 系 统 等进 行 联动 增 长 其 效率 ，应 用 的范 围 更加 的 广泛 和 多元化 。这些 的 实 现都需要我们的加入，去共同努力维持现在拓展未来。
参 考 文献 ［１】陈龙．智能建 筑安全防范及保障系统ｆＭ】．北京：中国建筑工业出版社．
２００３：５．
【２】丛书编委会．建筑电气系统安装技术【Ｍ１．北京：机械工业出版社．２００２：９
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计摘要:本文采用MATLAB搭建仿真系统对变频电源进行系统分析。
基于Simulink做了系统仿真，并做了原理性的论证，调节器件参数比较仿真结果。
1. 引言由于计算机技术的迅速发展和广泛应用，数学模型的应用和仿真越来越普遍。
本文研究背景及意义于在MATLAB中提供了Simulink和Power Systerm Blockset工具箱，拥有一种很方便的建模环境，用户不用直接编写程序，而是通过交互命令方式建立、修改和调试模型，给电力电子技术中的各种电路的仿真提供了有利的条件，简化了仿真建模。
电力系统工具箱(Power System Blockset)，如图1-1 Block Library。
图1-1 Block Library2. MATLAB在变频器中应用及仿真框图2.1仿真框图的设计变频电源主要结构分为以下几个部分。
1. 整流器，它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。
2. 中间电路，有以下三种作用：a.使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。
b.通过开关电源为各个控制线路供电。
c.可以配置滤波或保护装置以提高变频电源性能。
3. 逆变器，将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。
4. 控制电路，它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。
图2-1为三相变频电源的仿真电路。
在仿真电路图中，双击元件，可得到各元件的属性设置。
改变各项的值，运行并通过示波器来显示各个量的变化，以便比较和研究。
在仿真环境中，用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型并进行仿真，能有机地将理论研究和工程实践结合在一起。
图2-1 三相变频电源的仿真电路整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接与实际的主电路相似，其中主要包括：整流环节，直流环节，逆变环节，PI调节器、坐标变换模块、SPWM产生环节。
这些元件都设置有对话框，用户可以方便的选择元件类型和设置参数。
三相逆变器matlab仿真
三相无源逆变器的构建及其M A T L A B仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。
图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。
这就催生了三相逆变器的产生。
4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。
该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。
图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。
系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM 正弦脉宽调制。
基于MATLAB的三相变压器励磁涌流仿真分析
图 3 三相励磁涌流波形
图 4 空载合闸 0. 1~ 0. 3s 发生短路时的励磁涌流波形
图 5 正常 运行 4. 1~ 4 . 3s发生短路时的 A 相电流波形
图 6 正常运 行 4. 1~ 4 . 3 s发生短路时的 A 相短路电流波形
通过 PSB 中 Powergu i模块中的 FFT Ana ly sis对变压器空载合闸时 A 相励磁涌流波形进行傅立叶变 换 ( FFT )分析, 仿真结果如图 7 所示。 对变压器各种运行情况下的电流波形进行 FFT 分析, 得到变压器各相电流中各谐波所占的比例数 据如表 1、 2 、 3 所示。 62
0 引言 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时, 由于铁芯饱和会产生很大的励磁涌流, 在最不利 的情形下, 可达到正常励磁电流的上百倍 , 或者说可达到变压器额定电流的 5~ 7 倍。这一大大超过正 常励磁电流的空载合闸电流称为励磁涌流。 励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位、 铁芯中剩磁的大小和方向、 电源容量的大小、 回路 的阻抗、 变压器容量的大小和铁芯饱和程度、 铁芯的剩磁以及合闸时的相角等因素有关 。同时, 在变 压器空载合闸这一瞬变过程中 , 电流、 电压的波形也会发生畸变, 产生谐波; 在一定的条件下, 还可能会 引起电力系统谐振, 产生过电压。 本文利用 MATLAB 软件 , 在变压器各种运行情况下进行计算机仿真, 并对所产生励磁涌流的特点 进行分析。 1 MATLAB /PSB 简介 MATLAB 是 M athwo rk 公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件, 适用于多种学科的大型仿
图 2 三 相变压器短路故障模型
3 仿真结果及分析 3 . 1 仿真结果 仿真采用可变步长连续算法中的 ode15s数字积分方式, 仿真时间为 0 . 5s, 仿真参数参考文献 [ 4]。 61
三相逆变器matlab仿真
三相无源逆变器的构建及其MATLAB仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。
图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。
这就催生了三相逆变器的产生。
4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。
该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。
图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。
系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM正弦脉宽调制。
三相交流调压电路的MATLAB仿真
目录一、电路的选定 (1)1.1单相交流调压 (1)1.2 三相交流调压的设计选择 (1)二、三相交流调压电路的原理与分析 (2)三、交流调压电路触发信号 (4)3.1单脉冲触发方式 (4)3.2宽脉冲触发方式 (5)四、主电路器件的选择 (7)五、仿真系统的建立 (9)5.1.Simulink建模方法 (9)5.2.Simulink建模的步骤 (9)5.3.主电路的建模和参数设置 (10)5.4.三相交流电源的建模和参数设置 (11)5.5.晶闸管三相交流调压器的建模 (11)5.6脉冲的设置 (12)5.7负载的设定 (13)六、仿真结果 (13)七、仿真结果分析 (15)结束语 (16)一、电路的选定1.1单相交流调压所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。
下面是单相交流调压电路图1.1。
图1.1单相交流调压电路正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在t ωα=时，对VT1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
在t ωπα=+时，对VT2施加触发脉冲，当VT2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在2t ωπ=时，电源电压过零，VT2自然关断。
1.2 三相交流调压的设计选择根据单相交流调压电路的原理，可设计三相交流调压电路。
常用的三相交流调压线路有星型联结，支路控制三角形联结和中点控制三角形联结。
其中星型联结有分为三相三线和三相四线如图 1.2，1.3。
三相四线时，相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120度工作，电流中有基波和奇次谐波。
组成三相电路后，基波和3的整数倍以外的谐波在三相之中流动，不流过中性线。
因此，中性线会有很大的3次谐波电流及其他3的整数倍次谐波电流，当控制角α=90°时，中性线电流甚至和各相电流的有效值接近。
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XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：报告成绩：学院教学工作部制目录摘要 (3)第一章变压器介绍 (4)1.1 变压器的磁化特性 (4)1.2 变压器保护 (4)1.3 励磁涌流 (7)第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3.1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3.3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4.2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5.1 仿真长线路末端电压升高 (25)5.2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5.4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。
文章阐述了励磁涌流的产生及其特性，利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流，目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性。
本文在Matlab的编程环境下，分析了当前的变压器仿真的方法。
在单相情况下，分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象，和单相励磁涌流的特征。
在三相情况下，在用分段拟和加曲线压缩法的基础上，分别用两条修正的反正切函数，和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型，并在Matlab下仿真实现。
通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析，三相励磁涌流的特征分析，总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。
最后，分析了两种方法的优劣，建立比较完善的变压器仿真模型。
关键字: 变压器；差动保护；励磁涌流；内部故障；外部故障；波形分析；仿真；数学模型第一章变压器介绍1.1 变压器的磁化特性初始磁化曲线当电流从 0 逐渐增加，线圈中的磁场强度 H 也随之增加，这样就可以测出若干组 B,H 值。
以 H 为横坐标，B 为纵坐标，画出 B 随 H 的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。
当 H 增大到某一值后，B 几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状态为磁饱和状态。
此时的磁感应强度 Bs叫做饱和磁感应强度。
这种磁化曲线一般如下图中曲线所示：1.2 变压器保护电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。
电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。
内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。
速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。
而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。
因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。
因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。
1)瓦斯保护对变压器油箱内部的各种故障及油面的降低应装设瓦斯保护。
容量为 800KVA 及以上的油浸式变压器，对于容量为 400KVA 及以上的车间内油浸式变压器，匀应装设瓦斯保护。
当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，；保护装置应瞬间动作于信号：当产生大量瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。
对于高压侧未装设断路器的线路变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时瓦斯保护可仅动作与信号。
2)纵差保护或电流速断保护容量在 10000KVA 及以上的变压器应装设纵差保护，用以反应变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路、中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路。
3)过流保护变压器的过流保护用作外部短路及变压器内部短路的后备保护。
4)零序过流保护变压器中性点直接接地或经放电间隙接地时，应补充装设零序过流保护。
用以提高保护在单相接地时的灵敏度。
零序过流保护主要用作外部电网接地短路的后备保护。
5)过负荷保护变压器过负荷时，应利用过负荷保护发出信号，在无人值班的变电所内可将其作用于跳闸或自动切除一部分负荷。
灵敏度高、结构简单，并能反应变压器油面内部各种类型的故障。
特别是当绕组短路匝数很少时，故障点的循环电流虽然很大，可能造成严重的过热，但反应在外部电流的变化却很小，各种反应电流量的保护都难以动作，因此瓦斯保护对保护这种故障有特殊的优越性。
7)纵联差动保护差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。
变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。
纵差动保护是变压器的电气主保护，由于变压器在电力系统中占有重要地位，纵差动保护必须满足如下要求：(1) 能反应保护区内各种相间和接地短路故障。
(2) 动作速度快，一般动作时间不能大于 30ms。
(3) 在变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复期间产生励磁涌流时不应误动作。
(4) 在变压器过励磁时，纵差动保护不应该动作。
(5) 发生外部故障时电流互感器饱和应可靠不动作。
(6) 保护区内故障时，电流互感器饱和，纵差动保护不应拒动或延时动作。
(7) 保护区内发生短路故障，在短路电流中含有谐波分量时，纵差动保护不应拒动或延时动作。
变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器 TA1、TA2 之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。
但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。
差动保护的原理接线图：图 1-3 (a)双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b)三绕组变压器内部故障时的电流分布减小纵联差动保护的不平衡电流的措施:1）保证电流互感器在外部最大短路电流流过时能满足 10%误差曲线的要求。
2）减小电流互感器二次回路负载阻抗以降低稳态不平衡电流。
3）可在差流回路中接入具有速饱和特性的中间变流器以降低暂态不平衡电流。
为保护纵联差动保护的选择性，差动保护的动作电流必须躲开可能出现的最大不平衡电流。
而变压器的励磁电流是纵差动保护不平衡电流产生原因之一，特别是空载合闸时产生的很大的励磁涌流会严重影响保护的灵敏性。
1.3 励磁涌流励磁涌流产生的机理变压器是基于电磁感应原理的一种静止元件。
在电能-磁能-电能能量的转换过程中，它必须首先建立一定的磁场，而在建立磁场的过程中，变压器绕组中就会产生一定的励磁电流。
当空载变压器稳态运行时，励磁电流很小，仅为额定电流的 0.35%~10%。
但当变压器空载合闸时，由于变压器铁芯剩磁的影响以及合闸初相角的随机性会使铁芯磁通趋于饱和，从而产生幅值很大的励磁涌流。
当变压器在电压过零点合闸时，由于铁芯中磁通最大，铁芯严重饱和，因此产生最大的励磁电流，其峰值最大可达额定电流的 6~8 倍。
如果在合闸瞬间，电压正好达到最大值时，则磁通的瞬间值正好为零，即在铁芯里一开始就建立了稳态磁通。
在这种情况下，变压器不会产生励磁涌流。
励磁涌流的特点1)励磁涌流往往含有大量高次谐波分量（以二次谐波为主），使涌流波形偏于时间轴的一侧，波形含有间断角为 j。
2)励磁涌流的衰减常数与铁芯的饱和程度有关，饱和越深，电抗越小，衰减越快。
因此，在开始瞬间衰减很快，以后逐渐减慢，经 0.5～1s 后其值不超过(0.25～0.5) In。
3)变压器的容量越大，涌流的幅度越大，持续的时间越长。
对于容量小的变压器衰减得快，约几个周波即达到稳定，大型变压器衰减得慢，全部衰减持续时间可达几十秒。
励磁涌流的危害空载合闸产生的很大的励磁涌流可能会引起继电保护装置的误动作，诱发操作过电压，损坏电气设备，造成电网电压和频率的波动；励磁涌流包含的大量谐波也会对电能质量造成严重的污染。
因此对变压器励磁涌流的仿真有着重要的意义。
第二章 变压器基本原理2.1 变压器工作原理变压器是一种静止的电器，用于将一种形式的交流电能改变成另一种形式的交流电能，其形式的改变是多种多样的。
既可以改变电压、电流；也可以改变等效阻抗或电源相数、频率等。
以单相为例，研究变压器台变压器的示意图。
它由铁芯和线圈组成。
接电源的原边线圈成为初级线圈；接负载的副边线圈称次级线圈。
设原、副边线圈匝数分别为1ω、2ω。
根据电磁感应现象，电能可从原边输送到副边，但原、副边具有不同的电压和电流。
变压器内部的磁场分布的情况是非常复杂的，但是我们总可以把它们折算为等效的两部分磁通。
其中一部分磁通φ沿铁芯闭合，同时与原、副绕组相链，是变压器能量变换和传递的主要因素，称为主磁通或互感磁通；另一部分磁通1δφ主要是通过非磁性介质（空气或油），它仅与原绕组全部相链（只与原绕组部分匝数相链的露刺痛已折算为全部原绕组相链而数值减少的等效磁通），故称它为原绕组的漏磁通。
根据电磁感应定律，当磁通φ和1δφ随时间变化时，分别在它们所交链的绕组内感应电动势：1122111d e dt d e dt d e dtδδφωφωφω⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩ （2.1）式中1e、2e 是主磁通在原、副绕组所感应的电动势瞬时值；1e δ是原绕组漏磁通在原边感应的电动势瞬时值。
所以，1122e e ωω=，设变压器的变比为12k ωω=，则12U kU ≈,21I I k ≈。
所以利用变压器可以在传输电能的同时改变其电压和电流。
2.2 三相变压器的等效电路及联结组现在电力系统都采用三相制，所以实际上使用得最广泛的是三相变压。
从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相的电压、电流大小相等，相位彼此互差120o ，故可任取一相分析，即三相问题可简化为单相问题。
根据变压器原、副绕组电动势的相位关系，把变压器绕组的连接分成各种不同组号称为绕组的连接组。
在不同的连接组下，三相变压器的等效电路略有不同。
现以Yd11连接组为例，做三相等效电路等效电路图如图1－5所示。