[发明专利]基于励磁涌流的变压器可逆π模型励磁特性的一次性求解方法

说明书

本发明公开基于励磁涌流的变压器可逆π模型励磁特性的一次性求解方法，步骤为：1)建立待测变压器的等效模型；对变压器进行退磁处理；选取交流电源作为激励源，对退磁后的变压器进行激励；3)变压器的一侧通过选相开关连接交流电源，另一侧开路；4)当交流电源的电压信号为α时，选相开关自动闭合；5)将模拟电压信号I、模拟电压信号II和模拟电流信号转换为电压离散信号I Usubgt;ac/subgt;、电压信号离散II Usubgt;2/subgt;和电流离散信号Isubgt;ac/subgt;，并送至传输与存储模块；6)对电压离散信号I、电压信号离散II和电流离散信号进行处理，得到待测变压器励磁支路的励磁特性。本发明能够在一次励磁涌流实验中便获得变压器可逆π模型中所有非线性励磁电感完整的励磁特性。

技术领域

本发明涉及变压器测量及建模领域，具体是基于励磁涌流的变压器可逆Π模型励磁特性的一次性求解方法。

背景技术

研究电网电磁暂态特性是电网安全的重要保证，以变压器为代表的绕组类设备是电网电磁暂态的核心组成部分，其电磁暂态模型的精度决定了电网电磁暂态的精度。同时变压器电磁暂态模型对于变压器设计生产领域发挥着重要作用，对事故溯源，电网在线监测等有着重要的意义及作用。研究表明基于电磁对偶原理的变压器可逆π模型相较以往的T模型(不具有物理意义)等具有更高的精度，在变压器励磁涌流，铁磁谐振等工况下具有优异的表现。该模型的精度取决于其两个励磁支路励磁电感的励磁特性的准确度，然而目前针对励磁特性的测量方法大多针对变压器的T型电路。同时现有的可逆π模型中励磁支路中非线性电感深度饱和下励磁电感测量方法也存在测量工作量大，测量精度不高，设备依赖严重，现场测量难度大，非线性采用分段线性拟合误差大的问题。

因此，为了提高变压器电磁暂态模型的精度，同时考虑到测量成本及难度的问题，有必要设计出精度高，测量简便，设备依赖度低，工作量少，经济型高的测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供基于励磁涌流的变压器可逆π模型励磁特性的一次性求解方法，主要包括以下步骤：

1)利用电磁对偶原理建立待测变压器的等效模型。所述变压器等效模型具有2个励磁支路，分别记为励磁支路I和励磁支路II。励磁支路I和励磁支路II均包括并联的励磁电感和电阻。所述变压器等效模型为单相双绕组变压器可逆π模型。2个励磁支路分别表征待测变压器心柱、旁柱磁通情况。

2)对变压器进行退磁处理；选取交流电源作为激励源，对退磁后的变压器进行激励；所述交流电源输出频率和待测变压器额定频率一致，输出电压不小于待测变压器额定电压。

3)变压器的一侧通过选相开关连接交流电源，另一侧开路。待测变压器连接交流电源的一侧记为激励侧，另一侧记为开路侧。

4)选相开关实时监测交流电源的电压信号，当交流电源的电压信号为α时，选相开关自动闭合。相位α＝0°或→0°。

5)选相开关闭合后，采集模块采集变压器激励侧模拟电压信号I、变压器激励侧模拟电流信号和变压器激励侧开路侧模拟电压信号II。

采集模块将模拟电压信号I、模拟电压信号II和模拟电流信号转换为电压离散信号I U_ac、电压信号离散II U₂和电流离散信号I_ac，并送至传输与存储模块。

采集模块为示波器。所述示波器通过电压探头和电流探头连接变压器激励侧，通过电压探头连接变压器开路侧。

6)传输与存储模块对电压离散信号I、电压信号离散II和电流离散信号进行处理，得到待测变压器励磁支路的励磁特性。所述传输与存储模块为上位机。待测变压器励磁支路的励磁特性由流经励磁支路I中励磁电感的电流I_L1、磁通Ψ₁和流经励磁支路I中励磁电感的电流I_L2、磁通Ψ₂表征。

处理过程如下：