集成电路电感变压器仿真设计

摘要目前国内电力工业得到良好的发展成果，特高压输电线路创建完成，超大容量发电机组也开始产生，其中跨地区电网互联时期随之到来。

现在，电网系统更加复杂，综合规模稳步扩张，对电力系统稳定运作提出更加严苛的要求。

在电网中作为最重要的电力系统装置之一，变压器承担了电力系统中功率调节的功能，提升变压器保护的灵敏度和可靠性尤为关键。

但与其他一次性设备如母线等相比，变压器保护误动次数处于较高水平。

随着智能电站项目内开始使用电子变压器，我们也开始寻找到全新分析角度。

尤其是为此领域纵差保护的研究提出了一个新的方向。

关键词：三绕组；变压器；继电SummaryWith the development and progress of electric power in our country, the continuous construction of UHV transmission lines, the increase of super-capacity units, the era of interconnection between regions has been gradually realized, and the complexity of power grid is gradually deepening.And the scale expands unceasingly, put forward the new request to the safe operation of the electric power system. As one of the most important electrical equipment in power system, transformer is carrying the role of power porter in the power network, so it is very important to improve the sensitivity and reliability of transformer protection. However, compared with other disposable equipment such as busbar, the statistics of misoperation times of transformer protection has always been at a relatively high level, and with the gradual use of electronic transformers in intelligent power plant projects, This brings a new research idea to transformer protection, especially the research direction of transformer longitudinal differential protection.Key words: three windings; Transformer; Relay目录摘要 (1)1 变压器保护Θ (5)1.1 励磁涌流 (7)2 继电保护装置原理 (9)2.1 纵差动保护 (9)2.2 变压器瓦斯保护 (9)2.3 平行双回线路横联方向差动保护 (9)2.4 复合电压启动的过电流 (10)2.5 变压器中性点直接接地零序电流保护工作原理 (10)2.6 过电流保护的构成及工作原理 (11)3 短路电流计算 (12)3.1 基本参数 (12)3.2画出短路等值电路 (13)3.3短路电流计算的过程 (14)3.4保护装置的配置 (15)4 各保护装置的整定计算 (16)4.1纵差保护的整定计算 (16)4.2 110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算 (18)4.3 38.5kV侧方向过流保护 (18)4.4 110kV零序过电流保护 (19)4.5 变压器气体保护的整定 (19)5 差动元件基本原理 (20)5.1 差动元件的动作方程 (20)5.2 差动电流及制动电流的取得 (21)5.3 电流互感器二次接线进行相位补偿（外转角） (22)5．4 用保护内部算法进行相位补偿（内转角） (22)5.5 CT二次断线 (25)5.6 逻辑构成框图 (26)第六章三相变压器的仿真 (29)6.1 三相变压器仿真的数学模型 (29)6.2电源电压的描述 (34)6.3铁心动态磁化过程简述 (34)7 三绕组变压器的仿真与分析 (38)7.1空载合闸 (38)7.2内部故障 (40)结论 (48)致谢 (48)三绕组变压器纵差保护的设计与仿真1 变压器保护变压器是电力领域内不容忽视的重要装备，甚至影响整个系统的正常发电，供电与平稳运作。

电气工程应用技术丛书
变压器与电感器设计方法及应用实例
何此昂 周渡海编著
人民邮电出版社
北京
内容提要
本书首先介绍了变压器与电感器等电磁装置的设计原理，包括电磁装置的基本概念、原理性参数和计算方法，随后介绍了经典的铁芯电感器以及铁芯变压器的设计参数计算方法，并辅以设计实例，最后介绍了最新的电子式PCB型电感器、铁芯变压器的设计与计算方法以及应用设计实例。

本书的主要读者对象为从事变压器和电感器等电磁装置设计与生产制造的企业工程技术人员，以及研究电磁装置设计与制造的科研人员。

本书也可以作为高等院校电气工程、自动化、电子技术等相关专业的本专科生、研究生的参考资料。

电气工程应用技术丛书
变压器与电感器设计方法及应用实例
♦编著何此昂周渡海
责任编辑韦毅
♦人民邮电出版社出版发行北京市崇文区夕照寺街14号
邮编 100061 电子函件 315@
网址
北京艺辉印刷有限公司印刷
♦开本：787×1092 1/16
印张：14.75
字数：359千字2011年2月第1版
印数：1 – 3 000册2011年2月北京第1次印刷
ISBN 978-7-115-24477-2
定价：45.00元
读者服务热线：(010)67129264 印装质量热线：(010)67129223
反盗版热线：(010)67171154
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变压器磁芯饱和PSpice仿真具有磁芯的变压器在使用的时候有时候会进入饱和状态，从而导致电感量减小，电流突然增大，从而引起电路故障。

同时，如果磁芯饱和之后，其磁通密度B也会超过该磁芯的饱和磁通密度。

通过PSpice仿真我们可以通过查看系统电流、或者磁芯的磁通密度和磁滞回曲线，来判断磁芯是否进入饱和。

◆上海库源电气科技有限公司◆PSpice技术支持中心: ◆技术支持热线：4006-535-525◆Mail: support@◆Web：2011-10-12变压器磁芯饱和PSpice 仿真具有磁芯的变压器在使用的时候有时候会进入饱和状态，从而导致电感量减小，电流突然增大，从而引起电路故障。

同时，如果磁芯饱和之后，其磁通密度B 也会超过该磁芯的饱和磁通密度。

通过PSpice 仿真我们可以通过查看系统电流、或者磁芯的磁通密度和磁滞回曲线，来判断磁芯是否进入饱和。

下面举例来说明。

以一个理想变压器和一个实际磁芯变压器为例，如下图所示：图中上面的电路采用了一个3C90的真实磁芯做耦合，下面的电路是一个理想变压器。

在使用实际磁芯做耦合的情况下，两个耦合电感的Value 参数的含义指的是匝数，而理想变压器耦合指的是实际电感值。

对于ER28L_3C90磁芯，其电感系数A L 为2500nH/N 2，所以按照匝数的设置，其电感比值和下面的理想变压器相同，便于比较。

对于上面的电路，我们加入了一个直流电源，这样便于观察磁芯饱和。

进行1ms 的时域仿真，分别观察流过R1和R3的电流，如下图所示：0.50.5R1R210K K4COUPLING = 1K_LinearR3R410K LING=K51ER28L_3C90从上图中可以看出，流经实际磁芯的电流在0.76ms左右突然变大，说明此处磁芯已经进入饱和。

而理想变压器则是一直线性上升，没有进入饱和。

再观察3C90的磁通密度B（Bsat=4700G），如下所示：从图中可以看出，时间在0.76ms左右的时候B达到饱和值，与上面电流的分析相同。

Buck_Boost变换器的设计及仿真Buck-Boost变换器是一种可以在同一电路内同时实现升压和降压的变换器。

这种变换器可以用于多种不同的应用，主要用于对电压进行放大和缩小，以达到正确的电压水平。

它总是能够将输入电压提高到所需的输出电压。

在本文中，将介绍Buck-Boost变换器的设计及其功能仿真工作。

Buck-Boost变换器的主要部件包括电感器，可变阻器，开关，振荡器和控制器。

电感器的设计是为了提供电流，形成负反馈环。

可变阻器的设计可以改变电路的过载，从而实现电流的调整。

开关的设计是为了实现升压和降压，允许电感器和可变阻器之间的能量交换。

振荡器的设计是为了控制电路内部的电流，以保证开关的实时响应。

通过控制器，可以实现输入和输出电压之间的转换，从而达到预期的电压水平。

为了对Buck-Boost变换器进行仿真，先进行输入，输出和负载之间的建模。

输入模型包括输入电压和要求的输出电压，其中输入电压可以在建模中任意调整。

负载建模通常是一个电阻和一个电容的组合。

输出模型则定义了电路的输出功率和输出电压水平。

接下来，可以对电感器和可变阻器进行建模。

由于电感器是一个电流源，故其建模需要考虑电流大小和电压偏移。

可变阻器建模则需要考虑其阻值和电压偏移。

最后，可以利用仿真软件进行仿真，探究Buck-Boost变换器的性能。

可以仿真该电路的输入和输出电压以及电流，从而分析改变输入电压对系统的影响。

此外，还可以分析负载的影响，比如负载变大时电路的输出能力会怎样受到影响。

这些仿真结果都能为设计者提供宝贵的启发，为确保电路的正常工作奠定基础。

Buck-Boost变化器是一种功能强大的电路，可以改变输入电压并生成预期的输出电压水平。

本文介绍了其设计原理和仿真过程，为设计者提供了宝贵的参考。

未来的研究将会探究更多的变换器类型，继续提高电路的性能和功效。

simulin变压器参数Simulink变压器参数设置与模拟Simulink是一种用于进行系统级建模和仿真的工具，它可以帮助工程师在设计和开发过程中进行快速的原型制作和验证。

在Simulink 中，我们可以使用不同的参数来定义和调整模型的行为，以满足特定的设计需求。

本文将介绍如何使用Simulink来设置和调整变压器的参数，并进行模拟分析。

我们需要了解变压器的基本原理。

变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压。

它由两个或多个线圈组成，通过电磁感应的原理来进行能量转换。

变压器的参数包括主线圈和副线圈的匝数、互感系数、空载电流和负载电流等。

在Simulink中，我们可以使用Ideal Transformer模块来建模和模拟变压器。

该模块可以根据给定的参数进行电压和电流的转换。

我们可以在模块的参数设置中输入变压器的匝数比和互感系数等信息。

此外，我们还可以设置变压器的额定电压和额定功率等参数。

在进行变压器的模拟分析时，我们可以使用不同的输入信号来模拟不同负载条件下的变压器行为。

例如，我们可以使用正弦波信号作为输入，来模拟变压器在正常工作条件下的输出波形。

此外，我们还可以使用脉冲信号或方波信号来模拟变压器在过载或短路条件下的响应。

通过调整Simulink模型中变压器的参数，我们可以观察和分析不同参数对变压器行为的影响。

例如，我们可以改变变压器的匝数比和互感系数，来观察输出电压和电流的变化情况。

此外，我们还可以改变变压器的额定电压和额定功率，来观察变压器在不同负载条件下的性能表现。

除了基本的参数设置外，Simulink还提供了其他高级功能，例如变压器的损耗模型和温升模型等。

这些功能可以更准确地模拟和分析变压器的行为，并帮助工程师进行系统级的优化和设计。

Simulink可以帮助工程师在设计和开发过程中对变压器的参数进行设置和调整，并进行模拟分析。

通过合理地设置参数和使用适当的输入信号，我们可以更好地理解和优化变压器的性能。

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。

基于单片机的DC_DC升压电路设计与仿真DC/DC升压电路是一种常见的电子电路，用于将低电压直流输入信号转换为高电压直流输出信号。

本文将介绍基于单片机的DC/DC升压电路的设计与仿真。

首先，我们需要确定所需的电压转换倍数。

例如，如果需要将3V的低电压转换为5V的高电压，转换倍数为5/3=1.67、根据转换倍数，我们可以选择合适的电源变压器和电感。

在设计DC/DC升压电路时，有几个关键元件需要考虑。

首先是电源变压器。

电源变压器用于将输入信号从低电压转换为高电压。

其次是电感。

电感是一种电子元件，用于储存电能和调节电流。

电容器也是一个重要的元件，用于储存电能和调节电压。

最后是开关管。

开关管用于控制输入信号的开关和关断。

为了实现电路的控制和调节，我们可以使用单片机来控制开关管的开关和关断。

我们可以编写一段代码来控制单片机的GPIO引脚，从而实现对开关管的控制。

例如，当需要输出高电压时，单片机可以将GPIO引脚设置为高电平，从而打开开关管；当需要输出低电压时，单片机可以将GPIO引脚设置为低电平，从而关闭开关管。

在设计DC/DC升压电路时，还需要考虑电流和功率的问题。

合理选择电源变压器、电感、电容器和开关管，可以确保电路的稳定性和效率。

在完成电路设计后，我们可以使用仿真软件进行仿真。

仿真可以帮助我们验证电路设计的正确性和性能。

例如，我们可以使用PSpice或LTSpice等仿真软件来模拟电路的工作情况，从而评估电压、电流和功率等参数。

在进行仿真时，我们可以通过调整电源电压、电流和负载电阻等参数，来观察电路的工作情况。

如果电路存在问题，我们可以根据仿真结果进行修改和优化。

总之，基于单片机的DC/DC升压电路的设计与仿真是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。

通过合理选择元件，使用单片机进行控制和调节，并进行仿真测试，可以确保电路的稳定性和效率。

2006年11月09日03:071引言当前，电力电子设备不断朝着更小体积、更高功率密度和更高效率发展，变压器作为电力电子设备中的关键元件之一，其体积变得更小、重量变得更轻、性能也在很大程度上得到了提升。

特别是PCB板平面变压器与传统线绕变压器相比，无论在成本、体积、重量、性能等方面都更胜出一筹，且发展十分迅速。

它已在通讯、计算机、汽车电子、数码相机、数字电视等得到了广泛的应用；也将在国防、航空、航天等对重量、体积和性能要求较高的领域拓展出一个崭新的局面。

2分析与设计2.1技术指标本文是为某预研课题设计的PCB板平面变压器，其基本技术要求是：a.输入电压300Vb.输出电压48Vc.输出功率1kWd.开关频率100KHze.最大工作比0.5f.变压器的高度为20mm。

2.2选择磁心为了降低变压器的高度，我们选择了铁氧体的平面磁心(PLANAR CORE)。

它与常规EE型磁心相比,其磁心高度低了很多，磁心的表面比（CORE ASPECT RATIO）也低了很多。

是制作平面变压器的最佳选择（如图1）。

如果选择常规EE型磁心，即使采用横卧式安装，其高度超过60mm；如果选择平面磁心，其高度为20mm。

正因为平面磁心的高度和表面比都小了很多，所以它的磁路长度小了很多，而表面积增加了许多。

这两个参数一小，一大，对提高变压器的功率密度和效率极为有利，磁路长度的减小，增大了励磁电感，减小了空载损耗，减小了漏感，提高了效率；表面积的增加，增加了散热面积，减小了热阻，提高了功率密度。

2.3确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J在设计变压器时，如何确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J是设计变压器的关键。

对设计平面变压器尤其重要，因为对平面变压器来说，不能有设计余量。

如果有设计余量，那么它的体积、重量就无法减小。

为了设计计算方便快捷，我们建立了最佳磁感应强度和最佳电流密度的设计软件程序。

该套设计程序的界面非常简洁，一目了然，很容易操作。

电力变压器仿真模型设计的研究赵奇;陈永杰;崔艳珉【摘要】国民经济在不断地发展，为了保障经济的发展，能源的供应也在不断地进步。

电力是一种清洁高效的能源，在国民生产中得到了广泛的应用。

随着电能供应规模的不断扩大，对于电能的技术要求也越来越高。

最明显的特征是电力网络的规模越来越庞大，输电电压的等级越来越高。

为了能够利用这些来自高压电网的电能，需要有一系列的电力变压器来调节用户的电压。

为了能让电力变压器的设计更加合理，电力变压器的保护更加全面到位，利用目前功能比较强大的软件对电力变压器进行仿真，得出一些数据是具有非常重要的实际意义的。

目前在电力变压器仿真的时候应用比较广泛的是Matlab软件。

结合工作中积累的经验，运用Matlab 软件分析了饱和和不饱和励磁状态。

对于应用比较广泛的三相电力变压器，以分段拟合加曲线压缩法为基础，又加入了两条反正切函数曲线以及反正切函数曲线和两段模拟饱和情况的直线。

运用这种方法最终建立了Yd11、Ynd11、Yy0以及Yny0这四种常用的电力变压器仿真模型。

通过这几种模型的分析，总结出影响变压器励磁涌流的主要因素。

【期刊名称】《电气技术与经济》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P9-12)【关键词】电力变压器;仿真;模型设计;研究【作者】赵奇;陈永杰;崔艳珉【作者单位】[1]许继变压器有限公司;[1]许继变压器有限公司;[2]许继电气保护自动化系统公司【正文语种】中文【中图分类】TM411.20 引言（1）研究的主要内容目前电力网络的电压等级变换主要是通过变压器来实现的，在电力变压器的使用中，三相电力变压器又占主要部分。

本文的主要工作就是研究三相电力变压器。

根据电机学的基本原理，对三相变压器进行相关的理论分析和仿真计算，最终建立比较合理的电力变压器模型，这是本次研究的主要工作内容。

在具体的仿真研究过程中，主要包括以下的工作内容：1）研究相关的资料，总结目前仿真使用的理论方法，通过分析和简单的实验总结各种仿真方法的优缺点。

DCDC Sepic变换器设计与仿真工具随着能源需求的增长和环保意识的提高，高效率的DCDC变换器在电力和电子行业中扮演着重要的角色。

其中，Sepic变换器作为一种常用的非隔离型DCDC变换器，具有宽输入电压范围、低输出纹波、非极性输出等优点，被广泛应用于电动车充电器、太阳能电源系统、LED照明等领域。

一、DCDC Sepic变换器原理Sepic变换器由输入电容、输入电感、输出电感、输出电容以及开关管等基本元件构成。

其工作原理如下：1. 开关周期的划分Sepic变换器的一个开关周期，分为T1和T2两个状态。

在T1状态，开关管Q1导通，Q2断开；在T2状态，开关管Q1断开，Q2导通。

在一个周期内，T1和T2的时间之和等于周期T。

2. T1状态在T1状态下，电感L1的电流不断上升，电感L2的电流保持恒定。

此时，输出电容C1处于放电状态，提供能量给负载。

同时，电容C2通过Q1和D1充电，并且在电感L1的沟通期内阻挡电感L1的反向电流。

3. T2状态在T2状态下，Q1断开，Q2导通，电感L2的电流继续上升，并将电压传递给电容C1。

此时，电容C1处于充电状态，并且将电感L1的沟通期内的反向电流导向电容C2。

通过周期性的切换，Sepic变换器能够实现输入电压和输出电压之间的有效转换，以满足不同应用场景的需求。

二、Sepic变换器设计为了设计一个稳定可靠的Sepic变换器，需要考虑以下几个关键参数：1. 输入输出电压差在设计过程中，需根据应用场景确定Sepic变换器的输入输出电压差。

这个差值会直接影响到输出电压的稳定性和转换效率，需合理选择电容和电感元件的数值。

2. 开关管和二极管的选择由于Sepic变换器涉及到开关管和二极管的频繁开关，因此这两个元件的选择至关重要。

一方面要考虑开关管的导通电阻和导通损耗，另一方面要考虑二极管的反向恢复时间和反向电流等参数。

3. 控制方式Sepic变换器的控制方式一般有两种，分别是电压模式控制和当前模式控制。